Driedimensionale (3D) cultuur systemen vaak nauwer recapituleren in vivo cellulaire reacties dan traditionele tweedimensionale (2D) cultuur systemen, zie verschillende uitstekende publicaties1,-2,3 . Echter met behulp van 3D cultuur systemen voor het meten van de functie cel heeft zijn uitdagend als gevolg van de moeilijkheid van cellulaire ophalen en genieten van verdere verwerking. Dit probleem beperkt de meting van vele cellulaire functies in 3D cultuur systemen. Overwinnen van deze problemen, nieuwe technieken waarmee gemakkelijk meting van de functie van de cel binnen 3D omgevingen nodig zijn. Een manier om deze behoefte is de ontwikkeling van materialen die 3D-celkweek ondersteunen niet alleen maar ook het opnemen van sensoren voor het meten van de functie cel. Bijvoorbeeld, hebben verschillende hydrogel systemen fluorogenic protease cleavable wordt zodat de visualisatie van protease-activiteit binnen 3D omgevingen4,,5,,6,7opgenomen. Terwijl deze systemen oorspronkelijk voor microscopische beeldvorming gebruikt werden, kunnen deze systemen ook worden aangepast voor gebruik in een globale matrix metalloproteinase (MMP) activiteit assay met behulp van een standaard afleesapparaat, facile meting van een functie van de cel in een 3D inschakelen milieu8.
MMP, een superfamilie van zink proteasen, spelen belangrijke rol in normale weefsel homeostase en vele ziekten. MMP degraderen remodelleren van extracellulaire matrix (ECM), klieven oppervlakte cel receptoren en cytokines en andere MMP9,10te activeren. MMP spelen belangrijke rol in de fysiologische processen zoals wondgenezing en ziekten zoals artritis, aderverkalking, Alzheimer en kanker (Bekijk beoordelingen in 9,10,11). Bij kanker, zijn hoge MMP expressie niveaus sterk gecorreleerd met kanker uitzaaiingen en slechte prognose12. Bovendien bijdragen MMP aan de progressie van de tumor door kanker cel invasie en migratie, cellulaire processen die inherent 3D verschijnselen13,14te bevorderen. Daarom is er veel interesse in de mogelijkheid voor het meten van MMP activiteit in 3D cultuur in vele contexten, met inbegrip van fundamentele biologische studies en drug screening tests.
PEG hydrogels worden veel gebruikt voor 3D-celkweek als gevolg van hun hoog watergehalte, weerstand tegen eiwit adsorptie en afstembare aard. PEG hydrogels hebben matiemaatschappij met een aantal wordt naar de functie van de directe cel, zoals met ECM mimetische peptiden zoals RGD RLD en IKVAV te vergemakkelijken van cel adhesie, of het direct binden van groeifactoren zoals transformeren groeifactor-β (TGF-β) 15,16. Meer recentelijk hebben PEG hydrogels matiemaatschappij is met sensor peptiden waarmee de meting van de functie cel als goed5,8. Met name het gebruik van een PEG hydrogel systeem met een fluorogenic MMP-afbreekbaar peptide ingeschakeld meten van cellulaire MMP-activiteiten in 3D culturen met een standaard-afleesapparaat matiemaatschappij en vereist geen verdere verwerking. Deze systemen zijn ook compatibel met andere metingen van cellulaire functie, met inbegrip van de metabole activiteit. Hier, wordt een protocol beschreven voor de meting van MMP activiteit van cellen gekweekt in een 3D-PEG hydrogel matiemaatschappij met een fluorogenic MMP-afbreekbaar peptide en resultaten te tonen van de experimenten van de eerste optimalisatie nodig voor gebruik van dit assay. Menselijke melanoom cellen (A375) werden ingekapseld in de hydrogels fluorogenic over een bereik van zaaien dichtheden om te bepalen van de juiste seeding dichtheden die binnen het werkbereik van de bepaling. Na 24u voor de inkapseling, werden MMP en metabole activiteit gemeten met behulp van een standaard microplate-lezer. Vervolgens werd MMP activiteit op metabole activiteit om te bepalen van de seeding dichtheden binnen het lineaire bereik van de bepaling genormaliseerd. Ten slotte, intra-plaat coëfficiënt van de variatie percentages (% CV) werden berekend tussen triplicates om na te denken van de reproduceerbaarheid van de verkregen resultaten. Deze methode kan eenvoudig en snel 3D-celkweek en eenvoudig meten van protease-activiteiten met minimal steekproef verwerking.