В этом исследовании мы представляем протокол дифференциации нервных стволовых клеток и клеток-предшественников (NPC), индуцированных только стимуляцией импульса прямого тока (DC) в микрофлюидной системе.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
В этом исследовании мы представляем протокол дифференциации нервных стволовых клеток и клеток-предшественников (NPC), индуцированных только стимуляцией импульса прямого тока (DC) в микрофлюидной системе.
Физиологические электрические поля (EF) играют жизненно важную роль в миграции клеток, дифференциации, деление и смерть. В этой статье описывается система микрофлюидной клеточной культуры, которая использовалась для долгосрочного исследования дифференциации клеток с использованием микроскопии. Микрофлюидная система состоит из следующих основных компонентов: оптически прозрачный электротактический чип, прозрачный иллюминатор олова (ITO), культурный медиа-заправочный насос, электроприбор, высокочастотный усилитель мощности, мультиплексер EF, программируемый моторизованный электроприбор X-Y-Я и перевернутый фазово-контрастный микроскоп, оснащенный цифровой камерой. Микрофлюидная система полезна для упрощения общей экспериментальной установки и, в свою очередь, реагента и потребления образцов. Эта работа включает в себя дифференциацию нервных стволовых клеток и клеток-предшественников (NPC), индуцированных стимуляцией импульса прямого тока (DC). В среде обслуживания стволовых клеток, мышь NPC (mNPCs) дифференцированы в нейроны, астроциты и олигодендроциты после стимуляции пульса DC. Результаты показывают, что простое лечение пульса DC может контролировать судьбу mNPCs и может быть использован для разработки терапевтических стратегий для расстройства нервной системы. Система может быть использована для клеточной культуры в нескольких каналах, для долгосрочной стимуляции EF, для клеточного морфологического наблюдения, и для автоматического приобретения изображений замедленного действия. Эта микрофлюидная система не только сокращает необходимое экспериментальное время, но и повышает точность управления микроокниронией.
Нейронные клетки-предшественники (NPC, также известный как нервные стволовые клетки и клетки-предшественники) может быть в качестве перспективного кандидата для нейродегенеративной терапевтическойстратегии 1. Недифференцированные NPC имеют способность к самообна роуклюре, мульти-потенции и пролиферативнойспособности 2,3. Предыдущее исследование сообщило, что внеклеточная матрица и молекулярные посредники регулируют дифференциацию NPC. Эпидермальный фактор роста (EGF) и основной фактор роста фибробластов (bFGF) способствуют распространению NPC, тем самым сохраняя недифференцированноесостояние 4.
Предыдущие исследования сообщили, что электрическая стимуляция может регулировать клеточной физиологическойдеятельности, такие как разделение 5,миграция 6,7,8, дифференциация1,9,10, иклеточной смерти 11. Электрические поля (ЭФ) играют жизненно важную роль в развитии и регенерации развития центральнойнервной системы 12,13,14. С 2009 по 2019 год эта лаборатория исследовала клеточные реакции на применение ЭФ в микрофлюиднойсистеме 1,6,7,8,15,16,17. Многоканальный, оптически прозрачный, электротаксийный (MOE) чип был разработан, чтобы быть пригодным для иммунофлуоресценции окрашивания для конфокальной микроскопии. Чип имел высокую оптическую прозрачность и хорошую долговечность и позволил одновременно провести три независимых эксперимента стимуляции и несколько иммунолабилитных условий в одном исследовании. Микрофлюидная система полезна для упрощения общей экспериментальной установки и, в свою очередь, реагента и потребления образцов. В настоящем документе описывается развитие системы микрофлюидной клеточной культуры, которая использовалась для долгосрочного исследования дифференциации клеток.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Проектирование и изготовление чипа МЧС
2. Покрытие поли-L-лизина (PLL) на субстрате в регионах клеточной культуры
).
).3. Подготовка сети соляных мостов
и рисунок 4B-
).
).4. Подготовка мНПЦ
).5. Настройка микрофлюидной системы для стимуляции пульса DC(рисунок 6)
6. Иммунофлуоресценция анализы MNPCs после импульсной стимуляции DC
ПРИМЕЧАНИЕ: На этом этапе, все реагенты перекачивается через средний вход с помощью шприца насоса.
7. Анализ изображений и обработка данных
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Подробная конфигурация чипа МЧС показана на рисунке 1. Микрофлюидный чип обеспечивает полезный подход для уменьшения размера экспериментальной установки, объема выборки и объема реагентов. Чип MOE был разработан для проведения трех независимых экспериментов по стимуляции EF и нескольких иммуностетенгенных состояний одновременно в одном исследовании(рисунок 3). Кроме того, чип МЧС, который имеет высокую оптическую прозрачность, по...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Во время изготовления чипа МЧС адаптеры прикрепляются к слою 1 чипа МЧС с быстро действующим цианоакрилатом. Клей наносится на 4 угла адаптеров, а затем равномерно наносится на адаптеры. Избыточного количества клея следует избегать, чтобы обеспечить полную полимеризацию клея. Кроме того, завершенная сборка чипов МЧС инкубируется в вакуумной камере. Этот шаг помогает удалить пузырьки между слоем PMMA, двусторонняя лента, и крышка стекла.
Выбор электродного материала основан на том факте, что ио...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторов нечего раскрывать.
Авторы благодарят профессора Тан К. Тан, Институт биомедицинских наук, Академия Sinica, за его помощь в обеспечении мыши нервных стволовых и прародителя клеток (mNPCs). Авторы также благодарят профессора Тан К. Тан и г-жу Ин-Шан Ли за их ценную дискуссию о дифференциации мНПЦ.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Подложки из ПММА 1 мм (Слои 1-3) | BHT | K2R20 | Полиметилметакрилат (ПММА), http://www.bothharvest.com/zh-tw/product-421076/Optical-PMMA-Non-Coated-BHT-K2Rxx-xx=-thickness-choices.html |
| пластиковая трубка 15 мл | Protech Technology Enterprise Co., Ltd | CT-15-PL-TW | Трубка с коническим дном и колпачком, собранная, предварительно стерилизованный |
| шприц 3 мл | TERUMO | DVR-3413 | Шприцы для полости рта 3 мл, без иглы |
| 3 мм оптический класс ПММА (слой 5) | CHI MEI Corporation | ACRYPOLY PMMA Лист | оптического класса ПММА |
| 3-ходовой запорный кран | NIPRO | NCN-3L | Стерильный одноразовый 3-ходовой запорный кран |
| 5 мл 5 мл шприц | для | перорального применения, 5 мл пероральные шприцы, без иглы | |
| Адаптер | Dong Zhong Co., Ltd. | Индивидуальный | адаптер из ПММА |
| Agarose | Sigma-Aldrich | A9414 | Agarose, низкая температура гелеобразования |
| Усилитель | A.A. Lab Systems Ltd | A-304 | Высоковольтный усилитель |
| AutoCAD программное обеспечение | Autodesk | Учебная версия | Составление |
| B-27 добавка | Gibco | 12587-010 | B-27 добавка (50x), минус витамин А |
| Основной фактор роста фибробластов (bFGF) | Peprotech | AF-100-18B | Также называется рекомбинантным человеческим FGF-basic |
| Black rubber bung | TERUMO | DVR-3413 | Из 3 мл пероральных шприцев, без иглы |
| Бычий сывороточный альбумин (BSA) | Sigma-Aldrich | B4287 | Блокирующий реагент |
| Центрифуга | HSIANGTAI | CV2060 | Центрифуга |
| CO2 лазерный регистратор | Laser Tools and Technics Corp. | ILS-II | Приобретен у http://www.lttcorp.com/index.htm |
| конусный разъем | IDEX Health & Science | F-120X | Цельный плотный 10-32 конусный, для 1/16" OD |
| натуральный конус-адаптер Люэра | IDEX Health & Science | P-659 | Luer Adapter 10-32 Female to female Luer, PEEK |
| Конфокальный флуоресцентный микроскоп | Leica | Microsystems TCS SP5 | Leica TCS SP5 руководство пользователя, http://www3.unifr.ch/bioimage/wp-content/uploads/2013/10/User-Manual_TCS_SP5_V02_EN.pdf |
| Цифровой фотоаппарат | OLYMPUS | E-330 | Автоматический цейтраферный сбор изображений |
| Цифровой осциллограф | Tektronix | TDS2024 | Измерение сигналов напряжения или тока с течением времени в электронной цепи или компоненте для отображения амплитуды и частоты. |
| Двухсторонний скотч | 3M | ПЭТ 8018 | Куплен у http://en.thd.com.tw/ |
| Dulbecco' s модифицированный Eagle' Питательная смесь F-12 (DMEM/F12) | Gibco | 12400024 | DMEM/F-12, порошок, HEPES |
| Фосфатно-солевой буфер Dulbecco (DPBS) | Gibco | 21600010 | DPBS, порошок, без кальция, без магния |
| EF мультиплексор | Asiatic Sky Co., Ltd. | Настраиваемый | Мониторинг и управление электрическим током в отдельных каналах |
| Эпидермальный фактор роста (ЭФР) | Peprotech | AF-100-15 | Также называется рекомбинантным человеческим ЭГР |
| Быстродействующий цианоакрилатный клей | 3M | 7004T | Прочность мгновенный клей (жидкий) |
| Соединитель с плоским дном | IDEX Health & Science | P-206 | Бесфланцевая гайка с наружной резьбой Delrin, 1/4-28 плоскодонная, для 1/16" OD синего |
| Функциональный генератор | Agilent Technologies | 33120A | Высокопроизводительный 15 МГц синтезированный Генератор функций со встроенной функцией сигнала произвольной формы |
| Goat anti-mouse IgG H& L (Alexa Fluor 488) | Abcam | ab150117 | Козий антимышиный IgG H& L (Alexa Fluor 488) предадсорбированный |
| козий антикролиацкий IgG H& L (Alexa Fluor 555) | Abcam | ab150086 | Поликлональное вторичное антитело козы к кроличьему IgG - H& L (Alexa Fluor 555), предадсорбированный |
| Hoechst 33342 | Invitrogen | H3570 | Ядерное окрашивание |
| Программное обеспечение ImageJ Национальные | институты здравоохранения | 1.48v | Анализируйте флуоресцентные изображения |
| Индий– жесть– оксидное стекло (ITO) Merck | 300739 | Для нагревателя ITO | |
| Инвертированный фазово-контрастный микроскоп | OLYMPUS | CKX41 | Для наблюдения за морфологией клетки |
| Термопара K-типа | Tecpel | TPK-02A | Температура термопары |
| адаптер Luer | IDEX Health & Science | P618-01 | Адаптер Люэра женский на 1/4-28 мужской полипропиленовый |
| шприц замка Люэра | TERUMO | DVR-3413 | Для агаровых соляных мостиков |
| мыши анти-GFAP | eBioscience | 14-9892 | Маркер астроцитов |
| Олигодендроцит Маркер О4 антитела | R& D Systems | MAB1326 | маркер олигодендроцитов |
| параформальдегид (PFA) | Sigma-Aldrich | P6148 | Fixing |
| Агент Фосфатно-солевой буфер (PBS) | Basic Life | BL2651 | Моющий раствор |
| Поли-L-лизин (PLL) | SIGMA | P4707 | Раствор покрытия |
| Прецизионная толщина защитных стекол No 1,5H | MARIENFELD | 107242 | https://www.marienfeld-superior.com/precision-cover-glasses-thickness-no-1-5h-tol-5-m.html |
| Программируемая X-Y-Z моторизованная сцена | Tanlian Inc | Индивидуальный | Приобретен у http://www.tanlian.tw/ndex.files/motort.htm |
| Proportional– Интеграл&ндаш; производный (PID) контроллер | Toho Electronics | TTM-J4-R-AB | Регулятор температуры |
| Трубка из ПТФЭ | Professional Plastics Inc. Тайвань Наружный | диаметр 1/16 дюйма | Белая полупрозрачная трубка из ПТФЭ |
| Кролик анти-Tuj1 | Abcam | ab18207 | Нейронный маркер |
| Шприцевой насос | New Era Systems Inc | NE-1000 | NE-1000 программируемый насос для одного шприца |
| TFD4 моющее средство | FRANKLAB | TFD4 | Крышка для мытья стекол |
| Термический бондер | Компания Kuan-MIN Tech Co. | Индивидуальный | Приобретен у http://kmtco.com.tw/ |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | Проникающий раствор |
| Ультразвуковой очиститель | LEO | LEO-300S | Ультразвуковой стери-очиститель |
| Вакуумная камера | DENG YNG INSTRUMENTS CO., Ltd. | DOV-30 | Вакуумная сушильная печь |
| Белая пальчиковая пробка | IDEX Health & Наука | P-316 | 1/4-28 Плоскодонный, https://www.idex-hs.com/store/fluidics/fluidic-connections/plug-teflonr-pfa-1-4-28-flat-bottom.html |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.