Name: Silicon Microchips voor het manipuleren van Cel-cel interactie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-08-30T00:00:00.000+00:00
Duration: 23 min 21 s
Description: Leer hoe siliconen microchips cel-cel interacties tussen hepatocyten en stromale cellen dynamisch manipuleren. Deze methode biedt inzicht in intercellulaire communicatie en biologische processen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

De auteurs danken Salman Khetani, Jared Allen, Chris Flaim, en Austin Derfus voor nuttige discussies tijdens het proces van het ontwerpen van dit apparaat. Dit werk werd ondersteund door de National Science Foundation Faculteit Early Career Development Program, National Institutes of Health / National Institute of Diabetes en Maag-, Darm-en nierziekten, en de David en Lucile Packard Foundation. Eeh werd ondersteund door een Ruth L. Kirschstein National Research Service Award.

Voorbereiding van de celculturen: <ol><li> Begin met siliconen delen bedekt met plasma behandeld polystyreen. </li><li> Coat delen met de juiste extracellulaire matrix eiwitten aan de bevestiging van de gewenste celtype te ondersteunen. Voor de hepatocyten, incuberen in 50 g / ml collageen-1-oplossing bij 37 ° C gedurende 45 minuten. Voor 3T3 fibroblasten, is er geen matrix nodig is. </li><li> Delen van sloten met complementaire delen die in contact configuratie. </li><li> Soak in 70% ethanol voor een minimum van 10 minuten te steriliseren. Spoel 2x in DDH 2 O, en 1x in celcultuur media. </li><li> Zaad-cellen bij een concentratie van 500.000 cellen / ml in de juiste kweekmedium. Gebruik 1 ml in elke well van een 12-well plaat cultuur. </li><li> Incubeer gedurende 1 uur, schudden elke 15 minuten opnieuw te schorten cellen gelijkmatig. </li><li> Als een confluente monolaag niet is bereikt na een uur, zuigen de celsuspensie en herhaal zaaien met een frisse schorsing. Herhaal dit totdat de gewenste cel dichtheid is bereikt. </li><li> Verwijder de complementaire onderdelen. Overdracht onderdelen in de frisse putten en incubeer overnacht, zodat cellen om zich te houden en te verspreiden volledig. </li><li> Vormen co-culturen door het blokkeren van de desbetreffende gedeelten in een van beide de spleet of neem contact op configuratie. De configuratie kan worden gewijzigd op elk gewenst moment tijdens cultuur. </li><li> Bij het wijzigen van media, zorg aan cellen drogen verlaten voor zo weinig mogelijk tijd, bij voorkeur net een seconde of twee. Haal vloeistof met een hand en onmiddellijk te vervangen media met de andere hand. </li></ol> De verwerking van silicium onderdelen voor hergebruik: <ol><li> Strip-cellen door het weken in bleekwater en spoelen met water. </li><li> Laat onderdelen volledig drogen. Laten weken in tolueen gedurende 2 uur tot polystyreen strip. </li><li> Clean in piranha-oplossing (1:02 H 2 O 2: H 2 SO 4) verwarmd tot 120 ° C. </li><li> Spoel gedurende 15 min onder een continue stroom van DDH 2 O. Als u niet van plan om meteen storten polystyreen, bewaar de onderdelen in het water. </li><li> Los polystyreen in tolueen bij 100 mg / ml. Vortex in polypropyleen conische voor ongeveer 1 uur, of tot het volledig opgelost. Iets meer dan 1 ml van de oplossing is vereist voor elke 10 onderdelen. </li><li> Spin laag polystyreen oplossing op individuele silicium onderdelen bij 2.400 tpm gedurende 30 sec. </li><li> Bak gedurende ten minste 5 uur bij 120 ° C. </li><li> Behandelen met zuurstof plasma (200 mTorr, 200 W) gedurende 1 minuut. </li></ol>

<ol><li>Hui, E. E., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micromechanical+control+of+cell-cell+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Micromechanical control of cell-cell interactions.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104, 
	
 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=17389399&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=17389399&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum</a> 5722-5726 (2007).</li>
<li>Bhatia, S. N., Balis, U. J., Yarmush, M. L., Toner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+cell-cell+interactions+in+preservation+of+cellular+phenotype%3A+cocultivation+of+hepatocytes+and+nonparenchymal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22The+FASEB+Journal%22%5BJournal%5D)">Effect of cell-cell interactions in preservation of cellular phenotype: cocultivation of hepatocytes and nonparenchymal cells.</a> The FASEB Journal. 13, 
	
 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=10544172&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=10544172&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum</a> 1883-1900 (1999).</li>
<li>El-Ali, J., Sorger, P. K., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cells+on+Chips%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Cells on Chips.</a> Nature. 442, 
	
 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=16871208&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=16871208&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum</a> 403-411 (2006).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te melden.

Dit systeem is uniek in die zin dat de ruimtelijke organisatie van het weefsel dynamisch worden gemanipuleerd op cellulair niveau mogelijk maakt. Daarom heeft dit apparaat mogelijk een aantal nieuwe biologische experimenten, verspreid over onderwerpen als intercellulaire signalering dynamiek, contact-gemedieerde versus oplosbare signalisatie, cel beslissingen over het lot, toxicologie, en cellulaire overspraak. Dit apparaat moet ruime generaliseerbaar, omdat de cultuur substraat is standaard weefselkweek plastic, en het systeem is compatibe...

<table><tbody><tr><td>Silicon Comb Substraten</td><td>Instrument</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Onderdelen zijn beschikbaar voor collaboratieve onderzoeksprojecten. Neem contact op met Elliot Hui (eehui @ alum . mit . edu) of Sangeeta Bhatia (sbhatia @ mit . edu).</td></tr></tbody></table>

silicon microchips voor het manipuleren van cel-cel interactie

Silicon Microchips for Manipulating Cell-cell Interaction

De rol van de cellulaire micro-omgeving wordt erkend als cruciaal bij het bepalen lot van de cel en functie in vrijwel alle weefsels van zoogdieren van ontwikkeling tot maligne transformatie. In het bijzonder, is de interactie met de naburige stroma in verband gebracht met een overvloed van biologische verschijnselen, maar conventionele technieken beperken de mogelijkheid om de ruimtelijke en dynamische elementen van dergelijke interacties te ondervragen. In Micromechanische Herconfigureerbare Cultuur (RC), gebruiken we een micromachined silicium substraat met bewegende delen om dynamisch cel-cel interacties controle door middel van mechanische herpositionering. Eerder, is deze methode toegepast op intercellulaire communicatie te onderzoeken in co-culturen van hepatocyten en niet-parenchymcellen, waaruit blijkt de tijd-afhankelijke interacties en een beperkt bereik voor oplosbare signalering 1. Hier beschrijven we in detail de bereiding en het gebruik van de RC-systeem. We beginnen met het aantonen van de behandeling kan het apparaat delen met een pincet, waaronder bedienen van tussen de kloof en contact configuraties (celpopulaties gescheiden door een smalle 80-um gap, of in direct intiem contact). Vervolgens gaan we detail het proces van voorbereiding van de substraten voor cultuur, en de multi-step cell seeding proces die nodig zijn voor het verkrijgen van samenvloeiende cel monolagen. Met behulp van live-microscopie, we vervolgens illustreren real-time manipulatie van cellen tussen de verschillende mogelijke experimentele configuraties. Tenslotte tonen we de stappen die nodig zijn om het apparaat oppervlak voor hergebruik regenereren: tolueen en piranha&#39;s schoonmaken, polystyreen coating, en zuurstof plasma behandeling.

Dit artikel beschrijft een experimentele benadering voor de dynamische regeling van cel-cel interacties tussen adherente cellen op een micrometer schaal. Manipulatie van intercellulaire communicatie tussen de hepatocyten en stromale cellen is aangetoond. De ontwikkelde platform maakt het onderzoek van cel-cel interacties in een verscheidenheid van biologische processen, waaronder de ontwikkeling en de pathogenese.

Silicon Microchips voor het manipuleren van Cel-cel interactie

De rol van de cellulaire micro-omgeving wordt erkend als cruciaal bij het bepalen van het lot en de functie van cellen in vrijwel alle zoogdierweefsels van ...

Hallo, ik ben Elliot Hu. Ik ben postdoctoral researcher in het laboratorium van Tia hier aan het Massachusetts Institute of Technology. Vandaag gaan we celculturen voorbereiden op silicium micromecanische chips. De apparaten zien eruit als kleine kammen die in elkaar grijpen en stellen ons in staat om de interacties tussen twee verschillende celpopulaties nauwkeurig te manipuleren.Vandaag gaan we de interactie tussen leverhepatocyten en ondersteunende stromale cellen bestuderen. Specifiek worden 3T3-fibroblastcellen gekweekt op het bovenoppervlak van de kammen, zodat de cellen kunnen worden verplaatst en hun ruimtelijke rangschikking kan worden gewijzigd door de kamtanden te verschuiven. Elk apparaat is verdeeld in twee delen die in twee mogelijke configuraties in elkaar klikken.De eerste brengt de twee celpopulaties met elkaar in contact. De tweede scheidt de twee populaties enigszins, zodat de cellen elkaar niet kunnen raken. Hierbij worden contactinteracties voorkomen, maar interacties via uitgescheiden factoren behouden.Laten we beginnen met de manier waarop de onderdelen met pincetten worden gehanteerd. Ik gebruik graag zowel grotere Teflon-pincetten als kleinere metalen pince

silicon-microchips-for-manipulating-cell-cell-interaction

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

Tonen we protocollen voor de productie en het automatiseren van elastomeer polydimethylsiloxaan (PDMS) op basis van microklep arrays dat er geen extra energie nodig te sluiten en zijn voorzien van photolithographically gedefinieerd precieze volumes. Een parallel subnanoliter-volume mixer en een geïntegreerd microfluïdische perfusie-systeem worden gepresenteerd.

Microfluïdische Chips Gecontroleerde met elastomeer microklep Arrays

Demonstreren we een eenvoudige methode voor het plaatsen van cellen op de gewenste locaties op een substraat. Deze methode patronen cellen door het opgooien van een siliconen chip met microwells gevuld met cellen op de ondergrond. Deze methode biedt een nieuwe manier te moduleren diffundeerbare en juxtacrine signalering tussen cellen.

Patroonvorming van embryonale stamcellen Met behulp van de Bio Flip Chip

We presenteren twee processen voor de microfabricage van poreuze polymeer chips voor drie-dimensionale celkweek. De eerste is hot embossing gecombineerd met een damp van oplosmiddelen lasproces. De tweede maakt gebruik van een recent ontwikkelde microthermoforming proces in combinatie met ion-Track technologie leidt tot een aanzienlijke vereenvoudiging van de productie.

Microfabricage van Chip-en kleinbedrijf Stellingen voor drie-dimensionale celkweek

In dit artikel presenteren we een microfluïdische chip voor single cell analyse. Het maakt de kwantificering van intracellulaire eiwitten, enzymen, cofactoren, en tweede boodschappers via fluorescentie assays of immunoassays.

Een Microfluïdische Chip voor de Versatile chemische analyse van enkele cellen

Dit protocol beschrijft een microfabrication-compatible methode voor cel-patroon op SiO 2. Een vooraf gedefinieerde Parylene-C ontwerp wordt fotolithografische gedrukt op SiO 2 wafels. Na incubatie met serum (of andere activering oplossing) cellen specifiek hechten aan (en te groeien volgens de conformiteit van) onderliggende parylene-C, terwijl wordt afgestoten door SiO 2 regio's.

Cel Patterning op fotolithografisch Defined Parylene-C: SiO<sub&gt; 2</sub&gt; Substrates

Dit protocol beschrijft het gebruik van microschaal silicium consoles als buigzaam cultuur oppervlakken voor het meten van de contractiliteit van spiercellen in vitro. Cellular samentrekking cantilever buigen, die kan worden gemeten, geregistreerd en omgezet in uitlezingen van kracht, die een non-invasieve en schaalbaar systeem voor het meten contractiele functie in vitro.

Benutting van microschaal Silicon Cantilevers to Cellular contractiele functie Beoordelen In Vitro

Micro-gefabriceerde apparaten geïntegreerd met vloeistofcomponenten bieden een in vitro platform voor celstudies die het in vivo micro-milieu nabootsen. We ontwikkelden op polymethylmethacrylaat gebaseerde microfluïdische chips voor het bestuderen van cellulaire reacties onder enkele of naast elkaar bestaande chemische/elektrische/schuifspanningsstimuli.

Het ontwerpen van microfluïdische apparaten voor het bestuderen van cellulaire reacties Onder Single of bestaande chemische / Elektro / Shear Stress Stimuli

Dit rapport beschrijft een microfluïdische chip-gebaseerde methode voor het opzetten van een eencelkweek experiment waarbij hoogrenderende koppeling en microscopische analyse van meerdere afzonderlijke cellen kunnen worden bereikt.

Het opzetten van eencellige co-culturen op een deterministische manier met een Microfluïdische chip

Dit protocol beschrijft het gebruik van silicium nanodraden voor intracellulaire optische bio-modulatie van cellen in een eenvoudige en eenvoudig uit te voeren methode. De techniek is zeer aanpasbaar aan diverse celtypes en kan zowel in vitro als in vivo toepassingen worden gebruikt.

Silicium nanodraden en optische stimulatie voor onderzoeken van intra- en intercellulaire elektrische koppeling

Een protocol voor het kweken en manipuleren van embryonaal weefsel van muizen op een microfluïdische chip wordt verstrekt. Door pulsen van pathway modulators toe te passen, kan dit systeem worden gebruikt om signaaloscillaties extern te regelen voor het functionele onderzoek van muis somitogenese.

Een microfluïdische benadering voor het functioneel onderzoek van signaaloscillaties die somitogenese beheersen

Een nieuw afdichtingsprotocol om waterdichte, siliconengebaseerde afdichtingen te produceren voor membranen van polydimethylsiloxaan (PDMS) chipapparaten. Bedoeld voor laboratoria die chipmodellen opzetten en kleinschalige chipplatformontwikkeling. We demonstreren het protocol met behulp van plastic en native weefselmembranen. Deze procedure vereist alleen PDMS, tolueen, schimmel, membraan en een vacuümkamer.

Toegankelijke siliconenchip-tot-membraan-afdichtingsprocedure voor flexibele, betrouwbare hechting

Leer hoe siliconen microchips cel-cel interacties tussen hepatocyten en stromale cellen dynamisch manipuleren. Deze methode biedt inzicht in intercellulaire communicatie en biologische processen.

Silicon Microchips voor het manipuleren van Cel-cel interactie

Meer video's verkennen