Micropatterned Поверхности по изучению Гиалуроновая кислота Взаимодействие с раковыми клетками
Summary
Новый подход, который позволяет с высокой разрешающей анализ взаимодействия раковых клеток с экзогенными гиалуроновой кислоты (ГК) описывается. Рисунком поверхности изготавливаются путем объединения карбодиимида химии и микроконтактной печати.
Abstract
Вторжение рака и прогрессии предполагает подвижных фенотип клетки, которая находится под комплексное регулирование факторами роста / цитокинов и внеклеточного матрикса (ECM) компонентов внутри опухоли микроокружения. Гиалуроновая кислота (ГК) является одним из стромальных компонентов ECM, которые, как известно, способствовать прогрессии опухоли путем расширения вторжения, роста и ангиогенеза 1. Взаимодействие HA с поверхности клетки рецептора CD44 вызывает сигнальных событий, которые способствуют рост опухолевых клеток, выживание, и миграция, тем самым увеличивая метастазирования 2-3. ГК анионные, nonsulfated гликозаминогликана состоят из повторяющихся звеньев D-глюкуроновой кислоты и DN-ацетилглюкозамина. Благодаря наличию карбоксильных и гидроксильных групп на повторяющиеся единицы дисахарид, родной HA в основном гидрофильные и поддается химической модификации, которые вводят сульфат группы для photoreative иммобилизации 4-5. Предыдущие исследования с участием immobilizations ГК на поверхности используют bioresistant поведения ГК и ее производных сульфатированных для контроля клеточной адгезии на поверхности 6-7. В этих исследованиях клеточной адгезии преимущественно происходит на не-HA регионах узорные.
Для анализа межклеточных взаимодействий с экзогенными HA, мы разработали узорной функциональными поверхностями, которые позволяют изучать и управляемых с высоким разрешением визуализации раковых клеток взаимодействия с ГК. Мы использовали микроконтактной печати (ОГП), чтобы определить дискретные узорной регионами ГК на стеклянных поверхностях. "Привязывать" подход, который применяется карбодиимида связи химии для иммобилизации HA было использовано 8. Стекло поверхности были напечатаны с микроконтактной аминосиланом и реагирует с HA решения оптимизированы отношения EDC и NHS чтобы HA иммобилизации в узорной массивов. Включение карбодиимида химии с МКП включен иммобилизации HA в определенных регионах, создание поверхностей, пригодных для применения в пробирке. Оба толстой кишки раковые клетки и клетки рака молочной железы неявно взаимодействует с поверхностями HA micropatterned. Адгезии раковых клеток происходит в течение 24 часов с распространением на 48 часов. Использование HA micropatterned поверхностей, мы показали, что сцепление раковых клеток происходит через CD44 рецептором HA. Кроме того, HA узорной поверхности были совместимы с сканирующей электронной микроскопии (SEM) и позволил высоким разрешением рака выступы ячейки клея и распространения на модели HA анализировать подвижность раковых клеток от экзогенных HA.
Protocol
Discussion
Метод HA micropatterning представлены позволяет исследования клеточных взаимодействий с экзогенными HA. HA как известно, играет ключевую роль в прогрессии рака 1, однако там были ограничены в исследованиях взаимодействия раковых клеток на двумерной поверхности HA узорные. Управляемыми исс…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы признают, использование лабораторного анализа поверхности в Университете Джона Хопкинса, который финансируется в рамках наук о материалах научно-исследовательский центр через Национальный научный фонд. Светодиод IGERT обучаемого и Национального научного фонда Высшей Fellow. Работа выполнена при частичной поддержке гранта NIH 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).
