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Biology

操纵细胞与细胞间相互作用的硅微芯片

doi: 10.3791/268 Published: August 30, 2007

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

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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。

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Discussion

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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。

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Acknowledgments

作者感谢在此设备的设计过程中的有益的讨论萨尔曼Khetani,贾里德 - 阿伦,克里斯Flaim和奥斯汀Derfus。这项工作是由美国国家科学基金会教师早期职业发展计划,国家卫生/国立糖尿病,消化道和肾脏疾病研究所研究院,大卫和露西尔帕卡德基金会的支持。英皇酒店是由一个露丝属Kirschstein国家研究服务奖的支持。

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).
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操纵细胞与细胞间相互作用的硅微芯片
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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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