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Biology

세포 세포 상호 작용을 조작에 대한 실리콘 마이크로 칩

doi: 10.3791/268 Published: August 30, 2007

Summary

이 문서는 마이크로 미터 규모의 자기편 세포 사이의 세포 - 세포 상호 작용의 동적 규제를위한 실험적인 접근 방법을 설명합니다. hepatocytes와 stromal 세포 사이의 세포 의사 소통의 조작이 증명됩니다. 개발 플랫폼 개발 및 pathogenesis을 포함한 생물 학적 과정의 다양한 세포 - 세포 상호 작용의 조사를 수 있습니다.

Abstract

세포 microenvironment의 역할은 개발에서 악성 변화로 거의 모든 포유 동물 조직의 세포 운명과 기능을 결정하는 중요한로 인식되고 있습니다. 특히, 이웃 기질과 상호 작용은 생물 학적 현상의 과다에 연루되어 있지만, 종래의 기술은 이러한 상호 작용의 공간과 동적 요소를 심문할 수있는 능력을 제한하고 있습니다.

Micromechanical 재구성 문화 (RC), 우리는 동적 기계 위치 조정을 통해 셀 - 세포 상호 작용을 제어하는​​ 부품을 움직이는 micromachined 실리콘 기판을 사용합니다. 이전,이 방법은 시간 의존 상호 작용과 용해 신호 1 제한된 범위를 보여주는, hepatocytes 및 비 - parenchymal 세포의 공동 문화에 세포 통신을 조사하기 위해 적용되었습니다.

여기서는 자세히 RC 시스템의 준비와 사용에 대해 설명합니다. 우리는 간격 및 연락처 구성 사이의 작동을 포함하여 핀셋을 사용하여 장치 부품의 처리를 시연하여 시작 (세포 인구가 좁은 80 μm의 간격으로 구분하여, 또는 직접 친밀한 접촉). 다음, 우리는 자세히 문화 기판을 준비하는 과정, 그리고 다단계 셀 시딩 프로세스가 합류 세포 monolayers를 얻기 위해 필요합니다. 라이브 현미경을 사용하여, 우리는 다음 다른 가능한 실험 구성 사이 세포의 실시간 조작을 설명합니다. 톨루엔과 피라 냐는 물고 기지 너한테 청소, 폴리스티렌 코팅 및 산소 플라즈마 처리 : 마지막으로, 우리는 재사용을위한 장치 표면을 생성하기 위해 필요한 단계를 보여줍니다.

Protocol

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세포 배양의 준비 :

  1. 플라즈마 처리 폴리스티렌과 코팅 실리콘 부품과 함께 시작합니다.
  2. 적절한 세포외 기질 단백질로 코트 부품 원하는 세포 유형의 첨부 파일을 지원합니다. hepatocytes 들어, 37 50 G / ML 콜라겐 - 1 솔루션 ° 45 분 들면 C에서 알을 품다. 3T3 섬유아 세포 들어, 매트릭스가 필요하지 않습니다.
  3. 연락처 구성에 보완 부분 부분을 잠금.
  4. 소독 10 분 최소 70 %의 에탄올에 만끽해보세요. 세포 배양 매체 ddH 2 O 및 1X의 2 배 린스.
  5. 적절한 문화 매체 500,000 셀 / ML의 농도에 씨앗 세포. 12 잘 문화 판의 각 잘 1 ML을 사용합니다.
  6. 균등하게 다시 정지 세포마다 15 분 흔들어, 1 시간을위한 부화.
  7. 합류 monolayer 1 시간 이후에 달성되지 않은 경우, 새로운 서스펜션으로 세포 현탁액 및 반복 시딩을 대기음. 원하는 세포 밀도를 얻을 때까지 반복합니다.
  8. 보완 부분을 제거합니다. 신선한 우물에 부품을 전송하고 세포가 완전히을 준수하고 확산 수 있도록 밤새 품어.
  9. 간격이나 연락처 구성 중 하나에 해당하는 부분을 잠금으로 양식 공동 문화. 구성은 문화, 동안 원하는 시점에서 변경될 수 있습니다.
  10. 미디어를 변경하는 경우, 가능 한한 짧은 시간에 대한 세포 건조 떠나 선호 잠시 한두 돌봐. 한 손으로 액체를 밖으로 꺼내는 즉시 한편을 사용하여 미디어를 대체합니다.

재사용을위한 처리 실리콘 부품 :

  1. 표백에 몸을 담글 수와 물로 rinsing하여 세포를 스트립.
  2. 부품이 완전히 건조하도록 허용합니다. 폴리스티렌을 벗겨 2 H에 대한 톨루엔의 만끽해보세요.
  3. 120 ° C.에 가열 : 피라 냐는 물고 기지 너한테 솔루션 (H 2 SO 4 1시 2분 H 2 O 2)에서 클린
  4. ddH 2 O.의 지속적인 흐름에 따라 15 분 린스 즉시 폴리스티렌을 입금하지 않을 경우, 물에 부분을 저장합니다.
  5. 100 MG / ML에서 톨루엔의 폴리스티렌을 디졸브. 1 시간에 대한, 또는 완전히 해산까지를위한 폴리 프로필렌 원뿔의 소용돌이. 솔루션의 조금 더보다 1 ML은 매 10 부품이 필요합니다.
  6. 30 초에 대한 2,​​400 rpm으로 각각의 실리콘 부품에 스핀 코트의 폴리스티렌 솔루션입니다.
  7. 120 ° C. 적어도 5 H에 대한 베이크
  8. 1 분에 대한 산소 플라즈마 (200 mTorr, 200 W)로 처리합니다.

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Discussion

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이 시스템은 동적으로 세포 수준에서 조작하는 조직의 공간적 조직을 가능하게한다는 점에서 고유합니다. 따라서,이 장치는 세포 신호 역학, 연락처 - 중재 비교 용해 신호, 세포의 운명 결정, 독성학, 그리고 세포 누화와 같은 주제를 걸​​쳐, 새로운 생물 학적 실험의 숫자를 사용할 수 있습니다. 문화 기판 표준 조직 문화 플라스틱이기 때문에이 장치가 널리 generalizable되어야하고, 시스템은 표준 방식과 문화 assays와 호환됩니다. 따라서, 우리는이 플랫폼은 다양한 세포와​​ 조직 간의 세포 - 세포 상호 작용을 연구하기위한 도구로 광범위한 관심을 것이라고 생각합니다.

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Acknowledgments

저자는이 장치를 설계하는 과정 동안 도움이 토론 살만 Khetani, 제라드 앨런, 크리스 플레임, 오스틴 Derfus 감사드립니다. 이 작품은 국립 과학 재단 (National Science Foundation) 학부 조기 경력 개발 프로그램, 당뇨병과 소화기 및 신장 질환 보건 / 국립 연구소 국립 연구소, 그리고 데이비드와 루실 패커드 재단에 의해 지원되었다. 에이는 루스 L. Kirschstein 내셔널 리서치 서비스 상에 의해 지원되었다.

Materials

Name Type Company Catalog Number Comments
Silicon Comb Substrates Tool N/A N/A Parts are available for collaborative research projects. Please contact Elliot Hui (eehui @ alum . mit . edu) or Sangeeta Bhatia (sbhatia @ mit . edu).

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References

  1. Hui, E. E., Bhatia, S. N. Micromechanical control of cell-cell interactions. Proceedings of the National Academy of Sciences. 104, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=17389399&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum 5722-5726 (2007).
  2. Bhatia, S. N., Balis, U. J., Yarmush, M. L., Toner, M. Effect of cell-cell interactions in preservation of cellular phenotype: cocultivation of hepatocytes and nonparenchymal cells. The FASEB Journal. 13, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=10544172&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum 1883-1900 (1999).
  3. El-Ali, J., Sorger, P. K., Jensen, K. F. Cells on Chips. Nature. 442, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=16871208&ordinalpos=2&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum 403-411 (2006).
세포 세포 상호 작용을 조작에 대한 실리콘 마이크로 칩
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Hui, E. E., Bhatia, S. N. Silicon Microchips for Manipulating Cell-cell Interaction. J. Vis. Exp. (7), e268, doi:10.3791/268 (2007).More

Hui, E. E., Bhatia, S. N. Silicon Microchips for Manipulating Cell-cell Interaction. J. Vis. Exp. (7), e268, doi:10.3791/268 (2007).

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