操纵细胞与细胞间相互作用的硅微芯片

Summary

本文介绍了一个微米尺度上的贴壁细胞，细胞与细胞之间的相互作用的动态监管的实验方法。肝细胞和基质细胞之间的连接通讯的操纵表现。开发的平台，使细胞间的相互作用在多种生物学过程，包括开发和发病机制的调查。

Abstract

细胞微环境的作用是公认的在确定在几乎所有的哺乳动物组织中，从开发到恶变细胞的命运和功能至关重要。在众多的生物现象，特别是与邻国间质的相互作用被牵连，但是，传统技术的能力受到限制，询问这种相互作用的空间和动态元素。

在微机械可重构文化（RC），我们采用运动部件，以动态控制细胞间的相互作用，通过机械的重新定位一个微加工硅衬底此前，该方法已应用于调查在联合培养的肝细胞和非实质细胞间的沟通，表现出随时间变化的相互作用和有限的^范围内为1可溶性信号。

在这里，我们详细描述了RC系统的编制和使用。我们首先证明处理使用镊子，包括之间的差距和触点配置驱动装置的零件（细胞群相隔一条狭窄的80微米的差距，或直接的亲密接触）。接下来，我们详细基板准备文化的过程，多步的细胞种植过程中获得融合细胞单层。使用实时显微镜，我们再说明实时操纵细胞之间的不同可能的实验配置。最后，我们展示了，需要重新重用的设备表面的步骤：甲苯和食人鱼清洁，聚苯乙烯涂层，氧等离子体处理。

Protocol

细胞培养制备：

1. 开始涂硅等离子体处理聚苯乙烯部分。
2. 适当的细胞外基质蛋白的外衣部件，以支持所需的细胞类型的附件。肝细胞，孵育50μg/ ml的胶原蛋白1的溶液，在37 ° C为45分钟。 3T3成纤维细胞，没有矩阵是必要的。
3. 锁定部分相辅相成​​的部分接触配置。
4. 70％的乙醇中浸泡至少10分钟进行消毒。在细胞培养基冲洗DDH ₂ O和1X 2X。
5. 在适当的培养基中的浓度在50万细胞/ ml的种子细胞。使用1毫升每孔12孔培养板。
6. 孵育1小时，每15分钟摇动重新悬浮细胞均匀。
7. 如果一个汇合单层尚未实现1小时后，吸新鲜悬浮细胞悬液和重复播种。重复，直到所需的细胞密度已经达到。
8. 删除相辅相成的部分。转让部分新鲜井和孵育过夜，让细胞充分坚持和传播。
9. 合作形式的文化锁定差距或接触配置适当部位。在任何文化过程中所需的配置可能会改变。
10. 当变化的媒体，照顾离开细胞干尽可能少的时间，最好是一两秒钟。一方面抽出液，并立即更换媒体使用另一方面。

进行再利用处理芯片部分：

1. 地带浸泡在漂白剂的细胞，并用清水漂洗。
2. 允许部分完全干燥。在甲苯中浸泡2小时地带聚苯乙烯。
3. 清洁食人鱼溶液（1:2 H _{2 O 2：H 2} SO _4）加热到120 ° C
4. 下冲洗15分钟连续流动的DDH _{2 O}如果你不打算立即存款聚苯乙烯，存储在水中的部分。
5. 溶解在甲苯在100毫克/毫升的聚苯乙烯。聚丙烯锥形涡约1小时，或直至完全溶解。每10个部分需要多一点溶液。
6. 旋涂聚苯乙烯为30秒，在2400 rpm的个人硅部分解决方案。
7. 在120 ° C烘烤至少5小时
8. 用1分钟的氧等离子体（200毫托，200瓦）处理。

Discussion

这个系统是独一无二的，它使组织的空间组织，在细胞水平上进行动态操纵。因此，该设备已启用新型生物实验，跨间信令动态，介导的接触与可溶性信号，细胞命运的决定，毒理学，和蜂窝串扰等主题。此装置应在广泛普及，因为文化基板，是标准的组织培养塑料，并与标准培养方法和检测系统是兼容的。因此，我们相信，这个平台将作为一个在许多不同的细胞和组织细胞 - 细胞相互作用研究的工具的广泛兴趣。

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).