أسطح Micropatterned لدراسة التفاعلات حمض الهيالورونيك مع خلايا السرطان
Summary
ووصف نهج الرواية التي تسمح للارتفاع القرار تحليل التفاعلات الخلايا السرطانية مع حمض الهيالورونيك الخارجية (HA). هي ملفقة السطوح منقوشة من خلال الجمع بين الكيمياء والطباعة carbodiimide microcontact.
Abstract
غزو السرطان والتقدم ينطوي على النمط الظاهري الخلية متحركة ، الذي يقع تحت تنظيم معقد من العوامل النمو / السيتوكينات ومكونات المصفوفة خارج الخلية (ECM) داخل المكروية الورم. حمض الهيالورونيك (HA) هو مكون واحد ECM انسجة ما هو معروف لتسهيل تطور الورم عن طريق تعزيز الغزو ، والنمو ، والأوعية الدموية 1. تفاعل مع HA به مستقبلات سطح الخلية CD44 يدفع إشارة الأحداث التي تعزز نمو الخلايا السرطانية ، والبقاء والهجرة ، وبالتالي زيادة انتشار النقيلي 2-3. ها هو أنيوني ، جلايكان nonsulfated مؤلفة من تكرار وحدات من مد الغلوكورونيك الحامض وDN acetylglucosamine. بسبب وجود مجموعات الكربوكسيل والهيدروكسيل على وحدات ديساكهارايد التكرار ، ها هي الأم ماء إلى حد كبير وقابلة للتطبيق التعديلات الكيميائية التي الجماعات سلفات لاستيقاف photoreative 4-5. الدراسات السابقة التي تنطوي على immobilizations هكتار على السطوح الاستفادة من السلوك bioresistant هكتار ومشتقاته مكبرت للسيطرة على الالتصاق على السطوح الخلية 6-7. في هذه الدراسات يحدث التصاق الخلية تفضيلي منقوشة على مناطق غير ها.
لتحليل التفاعلات الخلوية مع HA الخارجية ، وضعنا functionalized السطوح المزخرفة التي تمكن من السيطرة عليها ودراسة عالية الدقة تصور التفاعلات الخلايا السرطانية مع HA. نحن الطباعة المستخدمة microcontact (UCP) لتحديد مناطق منفصلة منقوشة هكتار على السطوح الزجاجية. تم استخدام "الربط" النهج الذي ينطبق الكيمياء carbodiimide ربط شل HA 8. وكانت الواجهات الزجاجية microcontact المطبوعة مع aminosilane وردت مع حل HA النسب الأمثل للمركز وNHS لتمكين الشلل هكتار في صفائف منقوشة. تتضمن الكيمياء carbodiimide مع MCP تمكين تجميد هكتار إلى مناطق محددة ، وخلق المساحات المناسبة للتطبيقات في المختبر. كل من خلايا سرطان القولون وسرطان الثدي الخلايا تتفاعل ضمنا مع السطوح micropatterned HA. التصاق الخلايا السرطانية وقعت في غضون 24 ساعة مع انتشار لمدة 48 ساعة. HA الأسطح باستخدام micropatterned ، أثبتنا أن سرطان الخلية يحدث التصاق من خلال مستقبلات CD44 HA. وعلاوة على ذلك ، تم HA السطوح منقوشة متوافق مع المجهر الإلكتروني (SEM) وسمح القرار التصوير عالية من نتوءات الخلية السرطانية لاصقة ونشر على أنماط HA لتحليل حركية الخلية السرطانية على HA الخارجية.
Protocol
Discussion
الأسلوب يسمح micropatterning HA قدم دراسة التفاعلات الخلية مع HA الخارجية. ها هو معروف أن تلعب دورا رئيسيا في تطور سرطان 1 ومع ذلك كانت هناك دراسات محدودة تحقق التفاعل بين الخلايا السرطانية على اثنين من الأبعاد السطوح منقوشة HA. دراسة السيطرة على micropatterns HA خارجية تسمح برؤي…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
الكتاب يقر استخدام سطح مختبر التحليل في جامعة جونز هوبكنز ، الذي تموله كجزء من العلوم ومركز بحوث المواد الهندسية من خلال مؤسسة العلوم الوطنية. الصمام هو متدرب IGERT والوطنية للعلوم زميل مؤسسة عليا. وأيد هذا البحث جزئيا من قبل المعاهد الوطنية للصحة منح U54CA143868.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| SU-2025 photoresist | MicroChem Corp. | Y111069 | ||
| SU-8 developer | MicroChem Corp. | Y020100 | ||
| Sylgard 184 | Dow Corning | |||
| 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) | Sigma-Aldrich | 281778 | ||
| 2- [methoxy(polyethyleneoxy) propyl] trimethoxysilane (Peg-silane) | Gelest Inc | SIM6492.7 | ||
| 1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide | Thermo Scientific | 22980 | ||
| N-hydroxysuccinimide (NHS) | Thermo Scientific | 24500 | ||
| Fluorescein labeled hyaluronic acid (FL-HA) | Sigma-Aldrick | F1177 | Reconstitute with 10ml of DI water | |
| MDA-MB-231 breast carcinoma cells | ATCC | HTB-26 | ||
| LS174t colon carcinoma cells | ATCC | Cl-188 |
References
- Toole, B. P., Wight, T. N., Tammi, M. I. Hyaluronan-cell interactions in cancer and vascular disease. Journal of Biological Chemistry. 277, 4593-4596 (2002).
- Hamilton, S. R. The Hyaluronan Receptors CD44 and Rhamm (CD168) Form Complexes with ERK1,2 That Sustain High Basal Motility in Breast Cancer Cells. Journal of Biological Chemistry. 282, 16667-16680 (2007).
- Götte, M., Yip, G. W. Heparanase, Hyaluronan, and CD44 in Cancers: A Breast Carcinoma Perspective. Cancer Research. 66, 10233-10237 (2006).
- Lord, M. S., Pasqui, D., Barbucci, R., Milthorpe, B. K. Protein adsorption on derivatives of hyaluronic acid and subsequent cellular response. Journal of Biomedical Materials Research. Part A 91, 635-646 (2009).
- Barbucci, R. Modification of hyaluronic acid by sulphate groups insertion to obtain a heparin-like molecule. Gazz. Chim. Ital. 125, 169-180 (1995).
- Morra, M., Cassinelli, C. Non-fouling properties of polysaccharide-coated surfaces. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition. 10, 1107-1124 (1999).
- Khademhosseini, A. Layer-by-layer deposition of hyaluronic acid and poly-L-lysine for patterned cell co-cultures. Biomaterials. 25, 3583-3592 (2004).
- Ibrahim, S., Joddar, B., Craps, M., Ramamurthi, A. A surface-tethered model to assess size-specific effects of hyaluronan (HA) on endothelial cells. Biomaterials. 28, 825-835 (2007).
- Dickinson, L. E., Ho, C. C., Wang, G. M., Stebe, K. J., Gerecht, S. Functional surfaces for high-resolution analysis of cancer cell interactions on exogenous hyaluronic acid. Biomaterials. 31, 5472-5478 (2010).
- Gao, F. Hyaluronan oligosaccharides promote excisional wound healing through enhanced angiogenesis. Matrix Biology. 29, 107-116 (2010).
- Slevin, M. Hyaluronan-mediated angiogenesis in vascular disease: Uncovering RHAMM and CD44 receptor signaling pathways. Matrix Biology. 26, 58-68 (2007).
