Summary

Micropatterned Поверхности по изучению Гиалуроновая кислота Взаимодействие с раковыми клетками

Published: December 22, 2010
doi:

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

1. Стандартный фотолитографии для изготовления Stamp Micropatterned Промыть новых кремниевой пластины с этанолом и сухой с потоком воздуха. Используйте пинцет для обработки пластин и предотвращения дефектов поверхности в течение всего процесса. Передача пластины вращаться нанесен?…

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Götte, M., Yip, G. W. Heparanase, Hyaluronan, and CD44 in Cancers: A Breast Carcinoma Perspective. Cancer Research. 66, 10233-10237 (2006).
  4. 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).
  5. Barbucci, R. Modification of hyaluronic acid by sulphate groups insertion to obtain a heparin-like molecule. Gazz. Chim. Ital. 125, 169-180 (1995).
  6. Morra, M., Cassinelli, C. Non-fouling properties of polysaccharide-coated surfaces. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition. 10, 1107-1124 (1999).
  7. Khademhosseini, A. Layer-by-layer deposition of hyaluronic acid and poly-L-lysine for patterned cell co-cultures. Biomaterials. 25, 3583-3592 (2004).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Gao, F. Hyaluronan oligosaccharides promote excisional wound healing through enhanced angiogenesis. Matrix Biology. 29, 107-116 (2010).
  11. Slevin, M. Hyaluronan-mediated angiogenesis in vascular disease: Uncovering RHAMM and CD44 receptor signaling pathways. Matrix Biology. 26, 58-68 (2007).

Play Video

Cite This Article
Dickinson, L. E., Gerecht, S. Micropatterned Surfaces to Study Hyaluronic Acid Interactions with Cancer Cells. J. Vis. Exp. (46), e2413, doi:10.3791/2413 (2010).

View Video