Методическая статья

Чип основе трехмерной клеточной культуре в перфузии Микро-биореакторы

DOI:

10.3791/564

21 мая 2008 г.

В этой статье

Краткое содержание

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

Мы описываем чип-платформы для трехмерного культивирования клеток в микро-биореакторов. Один чип может вмещать до 10 мил. клеток, которые можно выращивать в точно определенных условиях в связи с потоком жидкости и т.д. напряжения кислорода в стерильной, замкнутый контур циркуляции.

Аннотация

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

Мы разработали чип основе клеточной культуры система трехмерного выращивания клеток. Чип, как правило, изготовлены из не-биоразлагаемых полимеров, например, поликарбоната или полиметилметакрилата микро литья под давлением, микро горячего тиснения или микро горячего формования. Но, он также может быть изготовлен из биоразлагаемых полимеров. Его габаритные размеры составляют 0,7 1 х 20 х 20 х 0,7 1 мм (ВxШxД). Основные особенности чипы, используемые либо сетки до 1156 кубических микро-контейнеры (CF-чип), каждая размером 120-300 х 300 х 300 μ (ВxШxД) или круглые углубления диаметром 300 μ и глубины в 300 μ (г-чип). Эшафот можно разместить 10 млн.. клеток в трехмерной конфигурации. Для оптимального питательного и газоснабжения, чип вставляется в биореакторе жилья. Биореактор является частью замкнутого контура циркуляции стерильные, что в простейшей конфигурации, дополнительно состоит из насоса ролика и средний резервуар с газом. Биореактор может быть запущен в перфузии, superfusion, или даже в смешанном режиме эксплуатации. Мы успешно культивируемых клеточных линий, а также первичные ячейки над периодами в несколько недель. Для крыс первичных клеток печени, мы могли бы показать сохранение органотипической функции в течение более 2 недель. Для линий гепатоцеллюлярной карциномы ячейки мы могли бы показать индукцию печени специфических генов нет или незначительно выраженных в стандартной культуры монослоя. Система также может быть полезна как выращивание стволовых клеток системе, так как первые опыты дифференцирование стволовых клеток были многообещающими.

Протокол

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

Эта статья описывает использование чип-платформы (рис. 1) для трехмерного выращивания клеточных линий, а также первичные ячейки. Так как многие клетки выразить органотипической функции только в 3D-среде, мы разработали чип полимера, который обеспечивает эшафот которой клетки могут придерживаться во всех пространственных направлениях, и которые могут быть установлены в биореакторе жилья для контроля потока жидкости , напряжения кислорода и т.д. В зависимости от экспериментального проектирования поверхности полимера могут быть изменены различными методами, например, УФ-облучение, PECVD, γ-прививкой или обычной мокрой химии.

figure-protocol-1

Рисунок 01

1. Де-аэрации и hydrophilisation микросхемы

Перед использованием чип должен быть деаэрированной и hydrophilized. Для этого, алкоголь серии осуществляется. Изопропанол решений, состоящих из 100%, 70%, 50%, 30% изопропанола в ДМФХ-очищенной воды готовятся и чип, смоченной в каждой концентрации, начиная с 100%-ный раствор, на срок до 30 лет. На заключительном этапе серии состоит из чистого Диметил pyrocarbonate (ДМФХ)-очищенной воды. С этой точки зрения, очень важно держать чип влажным.

2. Коллаген я покрытием

После алкоголя серии чипов, как правило, покрыты коллагена I решение от крысиного хвоста. Из решения коллагена запас 2 мг / мл в 0,2% уксусной кислоты аликвоту соответствующий 30 мкг белка коллагена разбавляют ДМФХ обработанных водой до конечного объема 150 мкл. Это приводит к коллагена покрытие поверхности чипа с плотностью 10 мкг коллагена я на см 2 площади поверхности.

3. Прививка клеток гепатоцеллюлярной карциномы

Гепатоцеллюлярной карциномы клетках линии Hep G2 являются трипсином и подсчитаны. Для краткосрочных экспериментов (от 1 до 6 дней) 5 * 10 6 клеток засевают в каждом чипе и соответствующий регулятор 6 см культуре ткани чашки Петри. Для inoculte, чип 5 * 10 6 клеток ресуспендируют в 150 мкл культуральной среде и размещены на верхней части микроструктурированных области чипа (рис. 2). После этого его помещают в инкубатор на 2-3 часа. В течение этого инкубационного периода клетки осадка в микро-контейнеров и придерживаться коллагена I-покрытием эшафот.

figure-protocol-2

Рисунок 2

4. Введение чипа в биореакторе жилья

После инкубационного периода, чип будет удален из инкубатора и монтируется в биореакторе жилья. Для этого, в чистом столе, собранном биореактор удаляется из стерильной упаковки и разобрали до такой степени, что дает возможность вставки чипа. Чип тщательно обрабатываются стерильным пинцетом и помещают в паз, который содержит прокладку которых печатями чипа и в результате чего поколение верхнего и нижнего отсека в биореактор. Затем, биореактор собирается снова и переданы инкубатор, где это связано с насосом, газоснабжения и анализатора кислорода.

5. Заполнение системы

Как только биореактор подключен к среде водохранилища, насосные и газоснабжения замкнутого контура циркуляции заполнена средой. Это делается путем установки 3-полосная-разъемы таким образом, что superfusion, которая определяется как поток среды по верхней части чипа, достигается. Это приводит к сброса воздуха из закрытых биореактор обращение без удаления клеток из леса. После того как система полностью заполнена средой, 3-полосная-разъемы переключаются таким образом, что перфузии, которая определяется как поток снизу чипа через ткань, достигается. В перфузии конфигурации потока с учетом потребностей клетка, которая на гепатоциты обычно составляет от 60-500 мкл / мин.

6. Отбор проб

В ходе эксперимента средний образцы могут быть сделаны. Для этого, шприцы подключены к стерильным порты на вершине среды водоема. После отбора проб, порты стерилизуют при 70% изопропанола.

7. Выделение интактных клеток с чипом для последующих применений

В конце эксперимента, биореакторы отключены от газоснабжения и роликовый насос, переведен в чистом столе и разбираются, как описано выше. С стерильных щипцов чип будет удален из биореактора жилья, размещенныев 3,5 см блюдо Петри и промывали PBS. После этого чипа инкубируют с трипсин / ЭДТА (0,25% / 0,53) в течение 5-15 мин в инкубатор, чтобы отделить клетки от микроструктурированных области. Собранных клеточной суспензии центрифугируют в течение 5 мин при 600 g. Клетки могут затем быть использованы для обычных приложений вниз по течению, например, общей РНК или белка изоляции. Регулярно, мы выделяем общую РНК (ПАРИЖ комплект, Амбион Inc, Остин, штат Техас, США) для микрочипов анализа в режиме реального времени RT-PCR. Белки выражение анализируется после иммуногистохимического окрашивания клетки внутри чипа с лазерного сканирующего микроскопа, но также могут быть проанализированы в противном случае, например, с помощью проточной цитометрии.

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

Обсуждение

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

Мы разработали чип-платформы для трехмерного выращивания клеток в активное перфузии микро биореакторов. Чипы могут быть изготовлены из не поддающихся биохимическому разложению, а также биоразлагаемых полимеров методом микро литья под давлением, горячее тиснение, а также микро термоформования методы 3. В зависимости от экспериментального проектирования поверхности полимера может быть изменен УФ-облучение 4. Гепатоцитов клеточных линий, а также первичные гепатоциты крысы могут успешно культивируется в этих устройствах, к...

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

Раскрытие информации

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

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

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

Мы хотели бы поблагодарить Мехтильд Herschbach и Анке Dech за отличную техническую помощь.

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

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
КлеткиДругиеATCCHB-8065
Коллаген I из крысиного хвостаРеагентRoche Группа11 179 179 001
ПАРИЖСКИЙ наборРеагентAmbionAM1921
Syto16РеагентInvitrogenS7578
антицитокератин 18АнтителоAbcamab668Первичный Ab, мышь моноклональный, используется 1/100 в PBS
Anti E-cadherin Anti E-cadherinAntibodyAbcamab1416Primary Ab, мышиный моноклональный, используется 1/50 в PBS.
Реактив против альбумина козыBethyl LaboratoriesE80-129Первичный Ab, козий античеловеческий альбумин, используется 1/200 в
PBS Rabbit anti-mouse IgG1АнтителоInvitrogenA11059Вторичный Ab, Alexa Flour 488 конъюгированный, используется 1/100 в PBS + 0,5 % BSA
Cy3 антикозий IgGРеагентJackson ImmunoResearch705-165-003Cy3 AffiniPure осел а-коз IgG Ab, используется 1/700 в PBS + 0,5% BSA

Ссылки

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Berry, M. N., Friend, D. S. High-yield preparation of isolated rat liver parenchymal cells: A biochemical and fine structural study. J. Cell Biol. 53, 506-520 (1969).
  2. Seglen, P. O. Preparation of rat liver cells. 3. Enzymatic requirements for tissue dispersion. Exp. Cell Res. 82, 391-398 (1973).
  3. Giselbrecht, S., Gietzelt, T., Gottwald, E., Trautmann, C., Truckenmueller, R., Weibezahn, K. F., Welle, A. 3D tissue culture substrates produced by microthermoforming of pre-processed polymer films. Biomed. Microdev. 8, 191-199 (2006).
  4. Welle, A., Gottwald, E. UV-based patterning of polymeric substrates for cell culture applications. Biomed. Microdev. 4, 33-41 (2002).
  5. Gottwald, E., Giselbrecht, S., Augspurger, C., Lahni, B., Dambrowsky, N., Truckenmueller, R., Piotter, V., Gietzelt, T., Wendt, O., Pfleging, W., Welle, A., Rolletschek, A., Wobus, A. M., Weibezahn, K. -F. A chip-based platform for the in vitro generation of tissues in three-dimensional organization. Lab Chip. 7, 777-785 (2007).
  6. Eschbach, E., Chatterjee, S. S., Noldner, M., Gottwald, E., Dertinger, H., Weibezahn, K. -F., Knedlitschek, G., G, Microstructured scaffolds for liver tissue with high density: Morphological and biochemical characterization of tissue aggregates. J. Cell. Biochem. 95, 243-255 (2005).

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

Chip based Cell CultureThree dimensional CultivationPerfused Micro bioreactorsMicro Injection MoldingMicro Hot EmbossingMicro ThermoformingStromal Vascular FractionCollagen CoatingFlow Cytometry AnalysisLaser Scanning Microscopy

Похожие статьи