Методическая статья

Трафарет Micropatterning человеческих плюрипотентных стволовых клеток для исследования пространственной организации дифференциации Судеб

DOI:

10.3791/54097

⸱

17 июня 2016 г.

 ,  , 
1Department of Biomedical Engineering, National University of Singapore, 2Singapore Institute of Neurotechnology (SINAPSE), National University of Singapore

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Человеческие плюрипотентные стволовые клетки (hPSCs) имеют внутреннюю способность к дифференцировке и самоорганизации в различных узоров ткани; хотя это требует представления пространственных градиентов окружающей среды. Мы представляем трафарета micropatterning как простой и надежный метод для генерации биохимических и механических градиентов для управления HPSC моделей дифференциации.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Человеческие плюрипотентные стволовые клетки (hPSCs), включая эмбриональные стволовые клетки и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, обладают внутренней способностью дифференцироваться во все три зародышевых слоя. Это делает их привлекательным источником клеток для регенеративной медицины и экспериментального моделирования нормального и больного органогенеза. Однако дифференцировка hPSCs in vitro неоднородна и пространственно неупорядочена. Технологии микроструктурирования клеток потенциально предлагают средства для пространственного контроля микроокружения стволовых клеток и организации результирующей судьбы дифференцировки. Микроструктурирование hPSCs должно учитывать строгие требования к выживаемости и поддержанию hPSC. В этой статье мы описываем микроструктурирование трафаретов как метод, который в высокой степени совместим с hPSCs. Микропаттерны hPSC определяются геометрией сквозных отверстий клеточного трафарета, которые физически ограничивают места, где hPSCs могут получить доступ и прикрепиться к нижележащему субстрату, покрытому внеклеточным матриксом. Благодаря такому режиму работы обеспечивается большая гибкость при использовании субстратов, которые могут адекватно поддерживать hPSCs по сравнению с другими методами микроструктурирования клеток. Мы также выделяем критически важные шаги для успешного создания микропаттернов hPSC. В качестве примера мы демонстрируем, что трафаретное микроструктурирование hPSCs может быть использовано для модуляции пространственной поляризации межклеточных и клеточно-матриксных адгезий, что, в свою очередь, определяет паттерны дифференцировки мезоэндодермы. Этот простой и надежный метод микроструктурирования hPSCs расширяет перспективы создания экспериментальных моделей для изучения организации и структурирования тканей на ранних стадиях эмбрионального развития.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Человеческие плюрипотентные стволовые клетки (hPSCs), в том числе эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (hiPSCs), широко эксплуатируются в регенеративной медицине, а также экспериментального моделирования нормальной и пораженной органогенеза из-за их дифференцировке в клеточные клоны всех трех зародышевых листков 1,2. Дифференцирования судьбы hPSCs очень чувствительны к местным факторам окружающей среды , которые могут модулировать аутокринные или паракринной сигнализации 1, а также процессы механотрансдукция , опосредованных физическими киев 3-5. Cell micropatterning включает в себя набор методов , которые были разработаны , чтобы пространственно организовать геометрию и расположение популяции клеток в качестве средства для управления местной сотовой связи микросреду, такие как межклеточных взаимодействий 6 и клетка-матрикс взаимодействий 3. В контексте hPSCs, ячейка micropatterning была использована, чтобы получить значительное понимание того, как ниши зависитлор аутокринная сигнализации модулирует чЭСК плюрипотентности-дифференциацию решений 7 и организации в ранних эмбриональных моделей дифференциации 6. 2D и 3D micropatterned hPSCs использовались для управления размером колоний многоклеточных узоров, которые , в свою очередь , повлияло дифференциации решений в трех зародышевых листков 8,9. Мы использовали многоклеточные micropatterns HPSC модулировать степень межклеточных и клеточно-матриксных взаимодействий внутри колонии HPSC зондировать , как интегрин-Е-кадгерин перекрестные помехи могут привести к клеточной судьбы неоднородностью 10. Демонстрации из вышеупомянутых докладов открытых новых путей в направлении применения многоклеточных micropatterns в hPSCs качестве экспериментальных моделей для скрининга токсичности препаратов для лечения заболеваний в области развития 11, для изучения влияния факторов роста и гормонов во время ткани или развития органов, а также распутать образование образцы тканей.

Мириады клеток micropatterметоды Ning были разработаны как рассмотрено Фальконе и др. и др. 12 , но лишь немногие, такие как микро-контакт печать 7,8,13, стрипы культура 14,15, photopatterning 6 и microstencils 16 были успешно реализованы с помощью hPSCs. Проблема с micropatterning hPSCs заключается в их уязвимости и строгих требований конкретных внеклеточного матрикса (ECM) и условий роста для прикрепления клеток и выживания. Для моделей 2D HPSC, микро бесконтактной печати является одним из наиболее распространенных методов для создания HPSC micropatterns по культуре ткани и стеклянные подложки 13. Метод может быть использован для формирования рисунка общего ЕСМ, используемой в HPSC культуре, в том числе ламинин и базальной мембраны матриц, таких как Матригель. Тем не менее, как правило , требует процесс покрытия двухэтапного автоматизированного поли-D-лизином, и нуждается в конкретных инертные атмосферы и влажности , чтобы сделать стабильные ECM micropatterns для hPSCs прикрепить на 6,13, Передовой рассмотрение каждого метода micropatterning, могут ли поверхность режим модификации генерируют HPSC-клеевые модели ECM на желаемой геометрической разрешением при одновременной минимизации неспецифической прикрепление клеток в прилегающих районах.

Здесь мы сообщаем использование трафарета micropatterning как простой метод для генерации HPSC micropatterns без дополнительных стадий модификации поверхности до генерации липких моделей ECM для hPSCs прикрепить на. Ячейка трафарет состоит из тонкой мембраны, например, полидиметилсилоксан (PDMS) листа с микрона до миллиметра размер сквозных отверстий запечатанных на подложку для культивирования клеток , чтобы физически содержать ECM покрытий и затем высевают hPSCs. В качестве трафарета структурирование работает физически сдерживая место, где HPSC может получить доступ и присоединить непосредственно к подложке, лежащий в основе ЕСМ с покрытием, этот метод совместим с различными субстратами, которые могут поддерживать HPSC культур. Только ТРЕБОВАНИЯт в том, что выбор трафарета материала может образовывать обратимый уплотнение с подложкой. Эти субстраты включают обычные тканевой культуры полистирола (ТКТ) 17, лиганд конъюгированные подложках 18, а также эластомерные субстраты с перестраиваемой жесткостью (например., PDMS) 19. Этот метод позволяет также покрытие различного ECM, такие как витронектина (или белка ВТН), ламинин и мембранные матрицы фундамента (например, Матригель и Geltrax) для обеспечения надлежащего крепления и дифференциации hPSCs. Таким образом, мы можем перевести оптимизированные конфигурации ECM-подложки для конкретной линии HPSC к трафарету micropatterning для оптимальной клеточной матрицы адгезии, выживание и дифференциации. В последнее время , подобный метод также сообщалось направить печени дифференцировки micropatterning ЭСК с использованием поли (метилметакрилат) (ПММА) микро-трафаретных массивов 16.

Клеточные трафареты могут быть изготовлены из различных материалов, в том числе метALS 20,21, поли (п-ксилилен) полимеры 22,23, PMMA 16 и наиболее часто, ПДМС 24-28. Кремний и поли (п-ксилилена) полимеры трафареты требуют прямого травления сквозных отверстий со специализированным оборудованием 20-23, что ограничивает их доступ к биологическим пользователям. PDMS трафареты могут быть изготовлены различными способами , в зависимости от размера элемента , необходимого, который находится в диапазоне от обычно от 3 ​​мкм до 2000 мкм 11,26-29. Если небольшие особенности желательны, тонкие листы трафарета можно получить путем прессования PDMS форполимера на шаблоне микроизготовленном кремния , содержащего рельефы micropatterns 28. Для функций> 1000 мкм, лазерный резак CO 2 обеспечивает легкий и низкозатратным методом непосредственно вырезать узоры на предварительно отливают PDMS листа в процессе изготовления трафарета. Рециркулируемости PDMS трафареты также делает их экономически эффективным, чтобы провести серию экспериментов с достаточной последовательностью.

Здесь мы представляем детальную методику для изготовления трафарета в PDMS с 1000 мкм особенности путем лазерной резки и генерации чЭСК micropatterns. Эти чЭСК micropatterns были использованы для модуляции степени интегрином и Е-кадгерина опосредованной срастание в сплоченной чЭСК колонии таким образом , чтобы исследовать , как пространственная поляризация клеточной адгезии приводит к клеточной судьбы неоднородностью 10.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Примечание: Этот протокол описывает изготовление PDMS трафарет с 1000 мкм моделей с помощью лазерной резки и micropatterning из чЭСК линии, H9, используя трафарет PDMS.

1. Проектирование и изготовление PDMS трафарет для Micropatterning

  1. Дизайн трафаретной печати листа со сквозными отверстиями желаемой геометрии и размера (например, 1000 мкм кружки) и трафарета прокладки с использованием разработки программного обеспечения 10 автоматизированного.
  2. Лазер-разрезал лист трафаретной печати и прокладку на 120-150 мкм и толщиной 2 мм полидиметилсилоксана (PDMS) листов соответственно с использованием CO 2 лазера резак 10.
  3. Бонду прокладку PDMS с трафарета PDMS с использованием жидкого неотвержденных PDMS и выпекать при температуре 60 ° С в течение 3-4 ч для получения PDMS трафарет для micropatterning.
  4. Стерилизация трафарет PDMS автоклавированием при 120 ° С в течение 30 мин и сушки в печи перед использованием.

2. ЭСК Mainживанию

  1. Культура чЭСК линии в поддерживающей среде фидера свободной на 1 × чЭСК квалифицированных базальной мембраны матрицы с покрытием клеточных культур пластин при 37 ° С и 5% CO 2.
  2. Прохождение ЭСК, когда они примерно 70% сплошности на 3 мин инкубации при 37 ° C с диспаза обработки и механически диссоциацию чЭСК колонии в 100-200 мкм комков. Пластина сгустки ЭСК при плотности 30-50 комков на 9,6 см 2 площади роста на базальной мембраны матричным покрытием тканевой культуры полистирола в соотношении 1: 6 расщепления.

3. Трафарет Micropatterning из эмбриональных стволовых клеток человека

  1. Подготовка перед клеточными кучность
    1. Запечатать PDMS трафарет на 60 мм чашки Петри, освобождаясь 700 мкл 70% этанола ЧДА в сверхчистой воды в чашку Петри и помещая трафарет на вершине.
    2. Поместите чашку Петри внутри шкафа биологической безопасности в течение ночи, чтобы тон этанол сухой.
    3. Проверить ни один пузырь не существует под трафарет, чтобы гарантировать, что трафарет образует хорошее уплотнение с чашки Петри. Это предотвращает утечку раствора для покрытия ECM. Печать чашки Петри и хранят в стерильных условиях, пока он не будет готов к посева клеток.
    4. Подготовка аликвоты чЭСК квалифицированных матрицы базальной мембраны в соответствии с сертификатом анализа. Убедитесь, что каждой аликвоты выходы 1 × чЭСК квалифицированных матричное решение базальной мембраны при разбавлении в 25 мл Дульбекко в модификации Дульбекко: питательную смесь F-12 (DMEM / F12) в соответствии с листом продукта изготовителя.
    5. Приготовьте раствор ECM покрытия путем добавления одного аликвоты чЭСК квалифицированных матрицы базальной мембраны в 16.7 мл DMEM / F12, чтобы сделать 1.5 × чЭСК-квалифицированное решение матричного базальной мембраны. Хранить весь раствор ЕСМ покрытие на лед, чтобы предотвратить гелеобразование.
    6. Дополнение среды обслуживания чЭСК с 10 ингибитором ROCK мкМ (Y27632).
  2. ECM покрытие на подложке трафарету
    1. Лечить чашку Петри с 100 WO 2 плазмы в течение 90 сек. Для обеспечения стерильности, только открыть блюдо накрывать чашку внутри плазменной камеры перед обработкой плазмой, и быстро закрывают обратно чашку Петри после завершения лечения. Это облегчает смачивание поверхности и предотвращает образование пузырьков воздуха в micropattern сквозные отверстия во время добавления раствора для покрытия ECM.
    2. Добавить 450 мкл 1,5 × чЭСК квалифицированных раствора базальной мембраны матрицы, чтобы покрыть весь трафарет. Печать чашку Петри с самозарубкой закрывающийся пленки, такой как Parafilm, чтобы предотвратить решение от высыхания, и инкубировать в течение 5 ч при 37 ° С перед использованием.
  3. Посев ЭСК на подложку трафаретного
    1. Изучение чЭСК колонии в 6-луночного планшета для определения дифференцированных клеток зоны , показывающие потерю типичных чЭСК морфологии (например, потеря округлым, плотно Packed эпителиальной морфологии, высокое соотношение ядро ​​/ цитоплазма с выраженными ядрышками). Удалить дифференцированные регионы с помощью вакуумного аспиратора.
    2. Промыть дважды 2 мл DMEM / F12 на лунку.
    3. Добавить 1 мл пищеварительных ферментов, таких как Accutase, на лунку 6-луночного планшета и инкубировать при 37 ° С в течение 8 мин. Нажмите пластину осторожно, чтобы отделить все колонии от подложки.
    4. Промыть каждую лунку по меньшей мере 4 мл DMEM / F12 на 1 мл пищеварительных ферментов и собирают суспензию клеток в 15 мл коническую трубку.
    5. Центрифуга клеточной суспензии при 200 х г в течение 3 мин при комнатной температуре.
    6. Отберите удалить супернатант и добавить 400 мкл поддерживающей чЭСК среды с добавлением ингибитора ROCK (Rocki), чтобы вновь приостановить клетки. Пипетировать клеточной суспензии вверх и вниз 3 раза осторожно, чтобы разбить комки на отдельные клетки.
    7. Смешайте одноклеточной суспензии хорошо и разбавляют 10 мкл образцов клеток в 190 мкл DMEM / F12 (1:20 разведение). Используйте hemocytomeтер для определения плотности клеток в суспензии клеток складе.
    8. Расчет требуемой плотности посева клеток для данного трафарета.
      Примечание: Например, мы экспериментально определили плотность посева клеток для получения сливающийся монослой отдельных клеток составляет приблизительно 4,444 клеток / мм 2. Таким образом, трафарет с площадью 450 мм 2 , а объем высева 400 мкл потребует клеточной суспензии , чтобы быть при плотности 2 миллионов клеток / 400 мкл.
    9. Развести суспензии клеток запас до требуемой плотности высева (этап 3.3.8 ПРИМЕЧАНИЕ) с чЭСК культуральной среде с добавлением Rocki.
    10. Добавить обозначенный объем клеточной суспензии, содержащей необходимое количество клеток в каждую трафарета и оставить чашку Петри в невозмущенном колпаком в течение 5 мин при комнатной температуре, чтобы позволить клеткам оседать.
    11. Передача чашку Петри в инкубаторе и инкубировать в течение 1 часа, чтобы для прикрепления клеток. Позаботьтесь, чтобы сохранить уровень чашку Петри во времяПроцесс передачи таким образом, что клетки остаются в виде монослоя в трафарете.
  4. Трафарет удаление и пассивация подложки без рисунка
    1. Осмотрите чашку Петри под микроскопом, чтобы проверить, если клетки должным образом закреплена на основной подложке.
    2. Аспирируйте прочь суспензии клеток с трафарета.
    3. Добавляют 2 мл / блюдо 0,5% клеточной культуры, совместимой неионогенного поверхностно-активного вещества в DMEM / F12, чтобы область вокруг трафарета.
    4. Используйте пару автоклавного щипцов, чтобы аккуратно отделите трафарет. Вихревой раствора неионогенного поверхностно-активного вещества, как вокруг трафарет снимают, чтобы предотвратить клетки от высыхания. Визуально наблюдать micropatterned-клетки в чашке Петри.
    5. Инкубируйте micropatterned-клеток в 0,5% растворе неионогенного поверхностно-активного вещества-DMEM / F12 в течение 10 мин при 37 ° С.
    6. Отберите прочь неионный поверхностно-DMEM раствор / F12. Промыть 3 раза с 2 мл / блюдо из DMEM / F12.
    7. Добавляют 2 мл / блюдо из ЭСКподдерживающую среду, дополненную Rocki и инкубировать при 37 ° С в течение ночи.
    8. После инкубации в течение ночи, аспирация чЭСК поддерживающую среду, дополненную Rocki, Промывают один раз DMEM / F12 и индуцируют mesoendoderm дифференциацию путем добавления 2 мл / чашку дифференциации среды с добавлением 100 нг / мл Activin, 25 нг / мл BMP4 и 10 нг / мл FGF2 ,
    9. Оценить micropatterns с использованием контраста изображений фазы и вычислить средние Brachyury (T) профили интенсивности для каждого шаблона , как описано выше 8.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В этой статье мы описываем изготовление клеточного трафарет с помощью лазерного резака для создания 1000 мкм функции. Трафарет состоит из 2-х частей: тонкий лист трафаретной печати (приблизительно 100-200 мкм), содержащий micropattern сквозных отверстий, и PDMS прокладку, чтобы содержать решение ECM покрытия или суспензии клеток. Здесь, 127 мкм и толщиной 2 мм, коммерчески доступные PDMS листы были использованы в качестве трафарета листа и прокладки соответственно. Другие способы получен...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Изготовление micropatterning трафаретов

Трафарет micropatterning обеспечивает идеальный метод для создания HPSC micropatterns для исследования ниши-опосредованной дифференциации кучность. Ключевым преимуществом трафарета кучность по сравнению с другими методами micropatterning, таких как микроконтактной печати и photopatterning, является то, что она не требует модификации поверхности и могут быть реализованы на обычных подложках ТКТ. Поэтому, оптимизированная питате...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы не имеют конкурирующих финансовых интересов.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа поддерживается НУК Пустите грант (R-397-000-192-133) и ETPL Gap фонд (R-397-000-198-592). GS является ученым НУК исследований. Авторы хотели бы поблагодарить д-ра Jiangwa Xing за техническую поддержку на мобильный micropatterning.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
  Лист PDMS толщиной 2 ммSpecialty Silicone Products Inc., СШАSSPM823-.005Используется для формирования резервуара для трафарета
120-150 μ m толстый лист PDMSSpecialty Silicone Products Inc., СШАSSPM823-.040Используется для формирования трафарета 
60 мм чашка ПетриNunc Nunclon Delta150326Субстрат для микроструктурирования
AccutaseAccutase, Merck Millipore, SingaporeSCR005Фермент для разбиения H9 клеток на одиночные клетки
Activin   НИР D Systems, Сингапур338-AC-010Фактор роста для дифференцировки H9
BMP4 НИР D Systems, Сингапур338-BP-010Фактор роста для дифференцировки H9
Плазменная система Femto Science, КореяCUTE-MPДля плазменного окисления трафарета
DispaseStemCell™ Технологии, Сингапур7923Фермент, используемый для ослабления адгезии клетки-ECM при прохождении
DMEM/F12GIBCO, США11330032Базальная среда для клеток
H9 FGF2R& D Systems, Сингапур233– FB– 025Фактор роста для дифференцировки
H9 Клеточная линия H9WiCell Research Institute, Inc., СШАWA09Человеческие эмбриональные стволовые клетки
hESC-квалифицированная базальная мембранная матрицаMatrigel, BD Biosciences, Сингапур354277Покрытие внеклеточного матрикса для поддержки роста клеток H9
Инвертированный микроскопLeica Microsystems, СингапурDMi1Для захвата светлого поля изображения
Лазерный резакEpilog Helix 24 Лазерная системаиспользуется для создания сквозных отверстий в листе PDMS
mTeSR™ 1 средний StemCell™ Технологии, Сингапур5850Среда для поддержания H9 ячеек
PDMS SYLGARD® 184, Dow Corning Co., США3097358-1004Используется для приклеивания трафарета PDMS и резерва
ROCKi Y27632Calbiochem, Merck Millipore, Сингапур688000Поддерживает клетки H9 как одиночные клетки 
STEMdiff™ APEL™ средний StemCell™ Технологии, Сингапур5210Дифференцировочная среда для клеток H9
Полиэтилентерефталатная пленкаSureMark СингапурSQ-6633Используется для формирования трафаретов...
Совместимое с клеточными культурами неионогенное поверхностно-активное веществоПлуроновая кислота F-127, Sigma, СингапурP2443Пассивирующий реагент для отталкивания клеточной адгезии в немикроструктурированных субстратах

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Graf, T., Stadtfeld, M. Heterogeneity of embryonic and adult stem cells. Cell Stem Cell. 3 (5), 480-483 (2008).
  2. Nishikawa, S., Goldstein, R. A., Nierras, C. R. The promise of human induced pluripotent stem cells for research and therapy. Nat Rev Mol Cell Biol. 9 (9), 725-729 (2008).
  3. Guilak, F., Cohen, D. M., Estes, B. T., Gimble, J. M., Liedtke, W., Chen, C. S. Control of stem cell fate by physical interactions with the extracellular matrix. Cell Stem Cell. 5 (1), 17-26 (2009).
  4. Dalby, M. J., Gadegaard, N., Oreffo, R. O. Harnessing nanotopography and integrin-matrix interactions to influence stem cell fate. Nat Mater. 13 (6), 558-569 (2014).
  5. Joddar, B., Ito, Y. Artificial niche substrates for embryonic and induced pluripotent stem cell cultures. J Biotechnol. 168 (2), 218-228 (2013).
  6. Warmflash, A., Sorre, B., Etoc, F., Siggia, E. D., Brivanlou, A. H. A method to recapitulate early embryonic spatial patterning in human embryonic stem cells. Nat Methods. 11 (8), 847-854 (2014).
  7. Peerani, R., et al. Niche-mediated control of human embryonic stem cell self-renewal and differentiation. EMBO J. 26 (22), 4744-4755 (2007).
  8. Lee, L. H., Peerani, R., Ungrin, M., Joshi, C., Kumacheva, E., Zandstra, P. Micropatterning of human embryonic stem cells dissects the mesoderm and endoderm lineages. Stem Cell Res. 2 (2), 155-162 (2009).
  9. Hwang, Y. S., Chung, B. G., Ortmann, D., Hattori, N., Moeller, H. C., Khademhosseini, A. Microwell-mediated control of embryoid body size regulates embryonic stem cell fate via differential expression of WNT5a and WNT11. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (40), 16978-16983 (2009).
  10. Toh, Y. C., Xing, J., Yu, H. Modulation of integrin and E-cadherin-mediated adhesions to spatially control heterogeneity in human pluripotent stem cell differentiation. Biomaterials. 50 (0), 87-97 (2015).
  11. Xing, J., Toh, Y. C., Xu, S., Yu, H. A method for human teratogen detection by geometrically confined cell differentiation and migration. Sci Rep. 5, 10038(2015).
  12. Falconnet, D., Csucs, G., Grandin, H. M., Textor, M. Surface engineering approaches to micropattern surfaces for cell-based assays. Biomaterials. 27 (16), 3044-3063 (2006).
  13. Bauwens, C. L., et al. Control of human embryonic stem cell colony and aggregate size heterogeneity influences differentiation trajectories. Stem Cells. 26 (9), 2300-2310 (2008).
  14. Khademhosseini, A., et al. Co-culture of human embryonic stem cells with murine embryonic fibroblasts on microwell-patterned substrates. Biomaterials. 27 (36), 5968-5977 (2006).
  15. Mohr, J. C., de Pablo, J. J., Palecek, S. P. 3-D microwell culture of human embryonic stem cells. Biomaterials. 27 (36), 6032-6042 (2006).
  16. Yao, R., et al. Hepatic differentiation of human embryonic stem cells as microscaled multilayered colonies leading to enhanced homogeneity and maturation. Small. 10 (21), 4311-4323 (2014).
  17. Mei, Y., et al. Combinatorial development of biomaterials for clonal growth of human pluripotent stem cells. Nat Mater. 9 (9), 768-778 (2010).
  18. Melkoumian, Z., et al. Synthetic peptide-acrylate surfaces for long-term self-renewal and cardiomyocyte differentiation of human embryonic stem cells. Nat Biotechnol. 28 (6), 606-610 (2010).
  19. Evans, N. D., et al. Substrate stiffness affects early differentiation events in embryonic stem cells. Eur Cell Mater. 18, 1-13 (2009).
  20. Carter, S. B. Haptotactic islands: a method of confining single cells to study individual cell reactions and clone formation. Exp Cell Res. 48 (1), 189-193 (1967).
  21. Jimbo, Y., Robinson, H. P., Kawana, A. Simultaneous measurement of intracellular calcium and electrical activity from patterned neural networks in culture. IEEE Trans Biomed Eng. 40 (8), 804-810 (1993).
  22. Wright, D., et al. Reusable, reversibly sealable parylene membranes for cell and protein patterning. J Biomed Mater Res. A. 85 (2), 530-538 (2008).
  23. Jinno, S., et al. Microfabricated multilayer parylene-C stencils for the generation of patterned dynamic co-cultures. J Biomed Mater Res A. 86 (1), 278-288 (2008).
  24. Jackman, R. J., Duffy, D. C., Cherniavskaya, O., Whitesides, G. M. Using elastomeric membranes as dry resists and for dry lift-off. Langmuir. 15 (8), 2973-2984 (1999).
  25. Folch, A., Jo, B. H., Hurtado, O., Beebe, D. J., Toner, M. Microfabricated elastomeric stencils for micropatterning cell cultures. J Biomed Mater Res. 52 (2), 346-353 (2000).
  26. Park, J., et al. Microfabrication-based modulation of embryonic stem cell differentiation. Lab Chip. 7 (8), 1018-1028 (2007).
  27. Choi, J. H., Lee, H., Jin, H. K., Bae, J. S., Kim, G. M. Micropatterning of neural stem cells and Purkinje neurons using a polydimethylsiloxane (PDMS) stencil. Lab Chip. 12 (23), 5045-5050 (2012).
  28. Li, W., et al. NeuroArray: a universal interface for patterning and interrogating neural circuitry with single cell resolution. Sci Rep. 4, 4784(2014).
  29. Guvanasen, G. S., Mancini, M. L., Calhoun, W. A., Rajaraman, S., DeWeerth, S. P. Polydimethylsiloxane Microstencils Molded on 3-D-Printed Templates. J Microelectromech S. 23 (5), 1045-1053 (2014).
  30. Palchesko, R. N., Zhang, L., Sun, Y., Feinberg, A. W. Development of polydimethylsiloxane substrates with tunable elastic modulus to study cell mechanobiology in muscle and nerve. PLoS One. 7 (12), 51499(2012).
  31. Chowdhury, F., et al. Material properties of the cell dictate stress-induced spreading and differentiation in embryonic stem cells. Nat Mater. 9 (1), 82-88 (2010).
  32. Gjorevski, N., Boghaert, E., Nelson, C. M. Regulation of Epithelial-Mesenchymal Transition by Transmission of Mechanical Stress through Epithelial Tissues. Cancer Microenviron. 5 (1), 29-38 (2012).
  33. Thery, M. Micropatterning as a tool to decipher cell morphogenesis and functions. J Cell Sci. 123, (Pt 24) 4201-4213 (2010).
  34. Eroshenko, N., Ramachandran, R., Yadavalli, V. K., Rao, R. R. Effect of substrate stiffness on early human embryonic stem cell differentiation. J Biol Eng. 7 (1), 7(2013).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи