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Bioengineering

平行板流动腔和评估内皮祖细胞层流剪应力下连续流电路

doi: 10.3791/3349 Published: January 17, 2012

Summary

我们所描述的主题贴壁的细胞在无菌的连续流电路层流剪应力的方法。细胞的黏附,形态可通过透明腔研究,从代谢物的分析和对未来的实验或文化的剪切曝光后的干细胞的电路样本。

Abstract

这种方法的总体目标是描述一个技术主题贴壁细胞层流情况,并评估他们的反应以及量化的流体剪切应力1。

我们的流动腔设计和流电路( 图1)包含一个透明的观赏地区,使细胞粘附和细胞形态的成像测试立即流前(图 11A,B)在不同时间点, 在流动 , (图11C)后流( 图11D)。这些实验说明了人类脐带血源性内皮祖细胞(EPCs)和猪内皮祖细胞2,3。

这种方法也适用于其他贴壁细胞类型,如平滑肌细胞(SMCS)或成纤维细胞。

很容易与蒸汽高压灭菌消毒室和电路的所有部分。相对于其他商会,可以恢复后的细胞培养或其他实验,如DNA或RNA的提取,或免疫组化( 图11E)在无菌条件下的流动实验,如微流体商会,大量细胞(> 100万对细胞的大小而定)或扫描电子显微镜5。剪应力可以调整不同的灌流,流体的粘度,或​​通道的高度和宽度的流量。后者可以减少液量或细胞的需求,同时确保维持一维流动。这是没有必要的试验室之间的高度来衡量,因为室高度不依赖于垫圈的使用,从而大大增加了多个实验的缓解。此外,电路设计,很容易使灌流液样本收集和/或由细胞分泌的流体切应力下暴露的代谢产物定量分析,例如一氧化氮( 12 )6

Protocol

1。内皮祖细胞的分离

  1. 在此之前任何外围人体血液的收集,研究方案提交您的机构审查委员会(IRB),并批准后,获得的志愿捐献者的知情同意(外周血收集和杜克大学IRB批准的EPC隔离和是完全符合美国有关保护人类研究参与者)的监管要求。
  2. 动物源性内皮祖细胞的工作时,有您的机构的动物保健研究协议的批准和使用委员会(IACUC)。我们所有的猪实验已杜克大学IACUC批准,并按照与人文关怀的最高标准进行。
  3. 内皮祖细胞的分离,通过从一个同意的志愿者捐助的标准放血技术收集到采血袋充满抗凝citrat 50毫升外周血Ë磷酸葡萄糖和稀释1:1与汉克的缓冲盐溶液(不含氯化钙 ,氯化镁,硫酸镁4)Histopaque等量层,以创造良好定义的层的解决方案。
  4. 离心机(30分钟,740克,打破低设置),并收集单核细胞(MNC)的层(巴​​菲大衣)。悬浮和洗跨国公司x 3贝科的磷酸盐缓冲盐水(DPBS)10%胎牛血清(FBS),x 10分钟,515克成两个12 -以及完整的EPC生长介质板的电镀前,(MCDB - 131中型与5 ml的200毫米L -谷氨酰胺,10%FBS和临时股东大会,2 SingleQuots)在37 ° C,5%的CO 2。
  5. 慢慢地改变中期每24小时第7天,然后隔日。 EPC菌落可以被确定后,根据他们的鹅卵石形态平均14天时间。一旦在文化盖荐的12孔表面积的内皮祖细胞,扩大细胞,并确认通过测试EPC身份流式细胞仪表面标志物的存在CD31和CD14,CD45的情况下,正如前面所描述 6 。可能进行的其他实验包括DII - AC - LDL的细胞形态和标签。
  6. 对于本文所述实验,扩大分离出内皮祖细胞,直到他们在3个T - 75细胞在培养箱EPC中等文化37烧瓶近汇合℃,5%的CO 2。

2。剪应力计算

  1. 我们建议,这些计算之前执行制造室和通道,可以实现的条件有透彻的了解。计算电路中的流速灌流的基础上所需的剪切应力被应用到细胞,根据式(1) 1,

公式1

其中 Q是所需的流量,τ是目标小号听到应力作用于细胞切线方向,W为流室的宽度,h为流室高度,μ是粘度灌流(流动介质) 。

  1. 使用的媒介(μ)的粘度典型值是0.9 CP(0.009克厘米-1 s - 1时)。请注意,粘度,也可以通过使用高低分子右旋糖酐,如果需要的 7提出。一个典型的目标剪应力值(τ)使用的是15达因/厘米2,(典型的动脉剪应力)或100达因/ 厘米 2,如果需要超生理剪应力。我们的商会通常在166范围宽1.9厘米,高度(H)(W) - 267微米。

3。流动腔制造

  1. 削减日的顶部和底部的板Ë室从6061铝合金7 × 2 × 0.5“和底部的尺寸7 × 2 × 0.25”的顶部尺寸的矩形股票。
  2. 课间休息的中心部分顶板深0.125“,留下0.950”每月底为1.375“宽x 0.3125”深部流体的水库。
  3. 钻出1 / 16“宽x 0.625”从底部以渗透到水库流入和流出端的插槽。
  4. 在每个顶板月底,钻一个软管倒钩渗透液水库位于市中心10/32“跟踪每英寸(TPI),聚丙烯1 / 8洞”。在流入端,创建一个侧面插头与10/32“TPI的通孔聚丙烯1 / 8”软管倒钩。
  5. 锥度从流体流入玻璃观察窗的顶部底面在0.518度足够流体混合。
  6. 切成载玻片窗口的顶部观察窗底板。使用进入会议厅的水族馆水泥,胶水载玻片。允许治愈至少24小时。确保观景窗凹进,以便在会议厅内,75 × 25 × 1毫米的显微镜载玻片将坐在冲洗。
  7. 创建一个O形圈周围的​​顶部和底部板等底面的凹槽,他们之间的间距由0.02除了“插入橡胶O形圈。
  8. 钻“TPI的孔在顶部和底部室使用8 / 32”平头螺丝10个匹配的8 / 32。

4。流电路大会

  1. 组装整个流电路,然后再进行其杀菌。
  2. 36“硬管段连接到一个脉冲阻尼(通过1 / 8”连接)。到另一端,连接软油管18“段。
  3. 将一个1 / 8软油管节“男性在18月底露儿适配器”,在步骤4.2中提到的。将男性露儿一个1 / 8“女性露儿适配器连接露儿到一个新的18”软管段的女性。
  4. 三个孔钻成250毫升玻璃烧杯盖以适应管。我nsert成一个洞,并通过其他到250毫升的玻璃瓶(如水库)( 图2)第2洞的软,硬管的自由端的软油管1.5“段(通风口) 。确保硬管到达水库底部的油管从水库流出。
  5. 消毒蒸汽蒸压上述部分在121 ° C下60分钟。此外蒸压一个完整的流室,3 × 2“段软油管,1男1女1 / 8”露儿适配器,4个半“和6 × 5 / 16”8-32平头螺钉,1镊子,一个75 × 25 × 1毫米的玻璃幻灯片(或其他所需的细胞表面材料),2个手术巾。
  6. 放入无菌层流罩毛巾。放置到这个无菌领域流电路,流室,4 × 4路活塞,1 × 1路阀,所有的步骤4.5消毒部位。
  7. 现在,使用无菌手套,连接两个4路活塞。广场上打开的样品端口的上限。 分离流电路的软连接两个管段的男性和女性的露儿适配器插入连接的活塞(图3)。
  8. 连接软油管插入到水库30毫升注射器,取下注射器活塞。填充瓶125毫升的EPC中( 图4)。
  9. 放置一个进风口( 图4)无菌注射器过滤器。
  10. 移动到一个培养箱流电路,在37℃,5%的CO 2 。
  11. 钳进入滚筒泵使用此类型的油管( 图5)表示的头硬管。确保管路不重叠与滚子泵的安装轨道。标记油管退出上的标记笔两侧的水泵扬程。
  12. 确保所有的活塞都对样品端口封闭和开放的沿流电路。启动泵。验证流的方向。灌流移动FROM通过硬管的脉冲阻尼玻璃水库。

5。 EPC荧光标记

  1. 虽然流电路预热至37 ° C,准备播种到幻灯片的细胞。请注意,如果细胞是不透明的材料,如钛(Ti)的可视化荧光标记是必需的。
  2. 1毫米的细胞跟踪橙色(CTO)的原液稀释90μL二甲基亚砜(DMSO)50微克的CTO粉末。确保光线照射(关闭光流罩下工作时),以免受这种混合物。
  3. 创建首席技术官原液稀释到18毫升的无血清MCDB - 131中型36μL2微米的首席技术官的工作液。
  4. 在3附近汇合的T - 75细胞培养瓶中,用10毫升(不包括钙或镁)的DPBS冲洗内皮祖细胞。
  5. 2微米CTO工作液到每个烧瓶中加入6毫升。 15分钟在37 ° C。冲洗每个容量瓶中,用10 ml DPBS(无钙或镁)× 2。
  6. 洗离心× 5分钟600克和重悬在5毫升的EPC培养基。

6。细胞种植前的幻灯片流室大会

  1. 可用于玻璃,钛,或其他材料制成的幻灯片,和自旋聚合物涂层的滑动面可以修改或增加一层金属。放入无菌矩形四腔细胞培养容器(或使用组织培养幻灯片容量瓶中,如果需要聚苯乙烯表面)的幻灯片。细胞和种子1.5 × 10 6细胞计数在5毫升的EPC中等× 6小时,如果想要到幻灯片的融合细胞层流启动(图11A )。
  2. 为了测试细胞扩散和粘附流体切应力下,允许3 × 10 6细胞坚持只有前15分钟开始流(快播)(

7。流室总成

  1. 使用无菌手套,一个2“软管段连接到1 / 8”女性露儿适配器。将另外2个男露儿适配器的“软到1 / 8管段”。
  2. “女性露儿流入端口适配器连接软油管,将2个”2男露儿软油管流出端口。这些露儿适配器连接4路活塞。其余2“软管件连接端端口连接器脱落的泡沫陷阱,并附加一个1路阀( 图6)
  3. 用无菌镊子,取出细胞培养容器(或如果使用幻灯片瓶,删除幻灯片烧瓶)的细胞种子幻灯片,并放入流室的底板上的凹槽。确保幻灯片用的种子细胞的一面朝上放置。
  4. 吸取10毫升温暖的EPC培养基上滑动。允许介质覆盖的幻灯片和流室,BUT不洒在底板上的O形圈的媒介。
  5. 将流室的底板上,顶板,对准螺丝孔。小心不要引入气泡,在这一步,进入会议厅保持两板平行。
  6. 螺旋板(电池供电自动螺丝刀的速度,这个过程)。
  7. 流入泡沫陷阱移除气泡开放流入端的泡沫陷阱端口1路阀,轻轻冲洗与EPC使用10毫升注射器的介质流入管。然后关闭这个活塞和第它( 图7)。
  8. 现在删除气泡室通道开放的流出端口4路阀,轻轻冲洗通过流室的EPC的介质,再次使用10毫升注射器。如果此后仍然存在大的气泡,提高室流出45 °角( 8 )。
  9. 第4路阀连接并关闭它们关闭。进入孵化器的组装流电路( 图9)移动流室。
  10. 暂停流电路泵。关闭方向流动,防止泄漏,并保持无菌室内部流电路活塞。流罩的流室交通流电路。将流动腔流电路。水流方向打开活塞。恢复流程泵。确保在正确的方向流动的灌流。调整流量到所需的剪切应力。
  11. 流室的流量实验期间,可以从电路中移除图像,通过光或荧光显微镜细胞。为了做到这一点,在活塞,活塞连接断开流电路流室。要保持无菌室,关闭流电路活塞在流动方向和流动腔活塞和活塞前盖,以消除流电路从孵化器( 图9)。

8。灌流液样本收集

  1. 对于容易收集灌流液样本进行分析,(例如,一氧化氮合成),首先暂停泵。
  2. 关闭位于最接近的脉冲阻尼器的活塞。删除其保护盖,体积小注射器,比如3毫升注射器,插入进样口。保持帽,并确保它不会成为上下颠倒放置污染。
  3. 关闭活塞流室的方向,保持采样口和电路在脉冲阻尼开放的方向。
  4. 绘制所需的样本量,如150μL,从电路。关闭之前取出注射器的活塞对样品的端口。存放在一个标记的小瓶和冻结在灌流液样本 - 80℃(一氧化氮的决心在以后的时间点)。
  5. 重温取样口,并确保所有活塞开始之前开放流。

9。代表性的成果

使用我们的快速种子的方法,人类血源性内皮祖细胞可以接种到钛幻灯片15分钟,坚持下生理(动脉)15达因/厘米2的剪切力。

如图10所示,流量的影响下,从210 ± 11.4微米2 EPCs的传播后,立即播种,657 ± 39.1微米2,3小时后,到1152 ± 55.3微米后24小时15流体剪切应力 2达因/厘米2(P <0.0001,方差分析,组与组之间的差异有统计学显著)。在单元面积的增加,可以通过透明的室光或荧光显微镜成像的同时,圆度计算,根据公式 2)6

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下降至878 × 10-3 ± 5.9 × 10 -3,播种后,立即以671 × 10 -3 ± 19.2 × 10 -3 3小时后,和526 × 10 -3 ± 19.2 × 10 -3后48小时内相同的流体剪切应力曝光(组与组之间的差别又统计学P <0.0001,方差分析显著) 。

图11D说明,内皮祖细胞在流动方向的调整和东方后48小时的流体剪切力在15达因/ 厘米 2后6小时的静态播种期间 ,如图11A所示,其随机取向相比。

我们的方法还允许获得在预定的时间点的分析和/或分泌细胞代谢产物的量化灌流液样本。作为一个代表性的例子,我们描绘了生产TION亚硝酸盐(NO 2 - )在48小时流动实验与猪内皮祖细胞在图12。我们直接测量替代中等样品收集流电路,在不同的时间点,从12.0 nmol在6小时,12小时的13.1 nmol,16.3 nmol在24标记为NO一氧化氮(NO)的主要氧化产物小时,24.6 nmol后48小时为1 × 10 6细胞在15达因/厘米2 6。

图1
图1。原理概述流电路组装和流量的实验。 ( )流没有流室的电路组装。这里包括水库,脉冲阻尼器,硬管,软管,4路活塞和连接露儿适配器,以及空气过滤器。 二)连接通过硬管段的流量水泵扬程,流室。 三) sertion的流室四)底板EPC种子幻灯片。流电路组装完成流室。

图2
图2。完全组装灭菌流电路。

图3
图3。组装流电路后与活塞灭菌包括。

图4
图4。灌装125毫升的EPC培养基玻璃水库。

图5
图5。流电路钳位流量水泵扬程前流室插入。

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图6顶式气室盘总成。

图7
图7。法拉盛与EPC培养基中的泡沫陷阱,去除气泡流入厅一侧。

图8
图8。与EPC介质的冲洗室,删除幻灯片和流出的会议厅一侧的气泡。

图9
图9。完全组装插入一个流量实验期间的流动腔流电路。

图10
图10。EPC(2微米),增加过流实验的时间过程中。

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图11(一 )HUCB内皮祖细胞接种到纤维连接蛋白的镀膜玻璃幻灯片的光镜图像放大100 × × 6小时前流。 ( )HUCB内皮祖细胞标记与CTO和快速种子到钛幻灯片× 15分钟前流,用荧光显微镜观察放大100 ×。 (二)( )同一钛HUCB内皮祖细胞的幻灯片下,经过3小时的流量在100达因/ 厘米 2,并通过放大100 ×透明室成像。请注意后3个小时的流量的传播的细胞,但仍随机的方向。 四)同一TI幻灯片,现在流量为100 ×放大倍率暴露后48小时。内皮祖细胞都标有CTO和细胞核与Hoechst染料(蓝色)染色后流。注意细胞在流动方向对齐。 五)钛相比,猪内皮祖细胞后48小时内的流量和15达因/厘米

图12
图12图描绘没有猪内皮祖细胞在48小时流动的生产。测得的NO主要氧化产物,亚硝酸盐(NO 2 - ),作为介质流在不同时间点收集的样品中NO的替代指标。

图13
图13。顶端部分( )为0.5“× 2”× 7“和底部的第(二 )0.25”× 2“× 7”的尺寸,流室是由铝合金6061矩形股票。顶部刨其底面O形圈接触面的0.45“,以确保密封的平整度,上面的部分是其中心部分凹进的0.125”,这让“每一个0.3125结束”X 1.375“储液罐0.95。顶端部分的水库螺纹3/8-24 TPI和0.25“深接收螺纹不锈钢插头。插槽1 / 16“× 0.625”加工成的底部渗透到水库。流入端插件有一个10/32软管倒钩附加到一个活塞“1 / 8聚丙烯通孔”。每个单元的末尾有一个位于市中心螺纹0.25 10/32“深部聚丙烯1 / 8”0.45“× 2”年底软管倒钩TPI的。这锥度的两端使用0.07“线程底部的孔,通过渗透油藏。顶端部分的下部有一个锥形面积0.6875”宽,0.518度为1.460的距离“LH插槽中心。一个单位面积0.6875“宽x深0.0118”和0.590 GLAS结束“混合s(或其他表面上,例如钛幻灯片)休会。这单位必须用玻璃(或其它表面,如钛幻灯片)冲洗一次安装幻灯片。锥度和平面抛光。 0.0118“0.0118”休会凹进的底部表面。继续水库槽上的RH端表面的幻灯片。 O形圈是完全凹进插槽和0.020之间的O型环槽和幻灯片的原始表面留下“幻灯片周围,顶部和底部的单位是十孔钻顶端部分通孔为8 / 32 TPI的沉平头螺钉的底部放在匹配的顶部孔的孔,并有螺纹TPI的8 / 32。底部的单位有一个明确的玻璃滑动窗,其表面的凹进冲洗设在细胞表面载玻片(或钛幻灯片),单位O形环槽,其中包括在与宽度的顶部单元槽底部的幻灯片和内部O形圈的凹槽之间的原始表面留下0.04“。而O - RINGS是红色硅胶AS568A,短跑044的顶部和底部的第046号。

Discussion

我们的流量电路和流室,让我们的主题贴壁细胞,如内皮祖细胞,流体剪切应力定义。由于腔的顶部和底部的透明,细胞粘附和形态可以在实时评估,通过商会本身,或后一个流动的实验和拆卸流室。在这一点上,细胞可以收获无菌条件下,可以重新镀金,或用于收集他们的DNA或RNA等,作进一步的分析。

为了实现层流室的设计必须满足这样几个条件。

首先,流必须层,它可以通过计算其雷诺数(Re),这是惯性力与粘滞力的比例核实。 (如果粘滞力占主导地位 ,再小的流动是层流或“充分发展” -通常 RE < 2300。如果惯性力占主导地位,流动变得越来越随机,直到它是动荡的,是重新 > 4000),我们可以计算再根据等式(3)8

公式3

其中,ρ为流体密度,Q为流量,μ是粘度,w和 h的会议厅,分别在宽度和高度, D H水力直径,根据方程4月8日,

公式4

雷诺数三流室,不等高度从166 - 267微米,范围从13.9 - 34.6流速彗星alculated获得15达因/厘米2的剪应力。在流速为100达因/厘米2的剪应力计算,分庭的雷诺数范围从90.4 - 234。所有这些雷诺数比2300低得多,并满足层流标准。

二,速度场和剪切应力沿流道(即充分开发),从流体入口的距离,幻灯片必须大于入口的长度,L E的距离无关。这可以得到满意的入口长度计算,根据方程5月9日

公式(5)

上面列出的值,入口长度范围从0.01至0.25厘米。

第三,以确保在横向方向,速度和剪应力不随显著,从一维渠道流值(ΔPH / 2L),H / W的比例必须小于1 。平均壁剪应力二维水流条件下,将根据一维流动壁面剪切应力的95%,H / W必须等于0.10,二维水流条件下的壁面剪切应力壁面剪切应力下的一维流动的97.5%,H / W必须等于0.05。我们设计的流室宽1.7厘米和166 - 267微米的高度尺寸,这些标准是满意的。

压力会随水流方向,如果没有在入口处的横向压力梯度。这可以使用染料或粒子流路进行评估。此外,源源不断实验,脉冲阻尼器插入流电路。脉冲阻尼器的PULSatility引起电路中的滚压泵,并允许我们近似假设源源不断。值得注意的是,应使用的脉冲阻尼器在电路中使用的泵和管兼容,使其可以有效地消除在特定频率辊泵的输出流量脉动。在我们的演示的Masterflex L / S脉冲阻尼器实现时,使用任何的Masterflex L / S系列泵(0 - 600的RPM)的放线和I / P 26管层流。脉动流,一个可编程的泵可用于生成各种波形。

脉动流,一个可编程的泵可用于生成各种波形。

此外,该电路是这样设计的灌流液样本可以很容易地在不同时间点收集细胞或流动介质的污染,而不用担心。在我们的例子中,浓度的NO 2 -化学发光测定一个离子学/的Sievers一氧化氮分析仪(NOA的280的Sievers仪器,博尔德,CO)的先前所描述 10个。亚硝酸盐的分析中使用的还原剂是碘化钾,醋酸(14.5米乙酸和0.05 M碘化钾),已转换为NO的亚硝酸盐,但不足以减少任何更高,如硝酸盐氮氧化物减排潜力,因而是相对具体为亚硝酸盐。计算的总金额产生的亚硝酸盐是作为产品的生产集中度和电路的总体积,而丢失而采取样品6卷调整。

流实验的成功执行至关重要以下步骤:

  1. 这是可取的流量设置,以避免在泡沫的形成,因为气泡有可能撕下其表面的细胞。这可避免放置到流室的顶部,底部的一部分,这是最好的照顾通过保持两个相互平行,并降低顶部至底部,在一个没有调整的议案。这样做,可能是当前和/或在流道的浮动的小气泡,将改到泡沫陷阱铝外壳的两端。
  2. 重要的是要确保在水库流出管到达水库底部。否则,可能被吸进空气,导致油管从水库到腔灌流水平略低于管端落在。
  3. 研究人员应熟悉泵的流量的方向,使泵不意外在相反的方向运行生效后的流量,这将导致空气被吸成电路和腔。
  4. 为了避免形成泡沫(由于血清中的变性蛋白),我们建议降低管室水库,导致大约一英寸以上perfusaTE水库内的水平。然而,保持流量中等水平以上,可以验证在实验过程中流入水库。
  5. 当拧在一起室部分,重要的是要牢牢把握,用一只手的住房,同时用另一只手操作电动螺丝刀。需要注意的是电动螺丝刀的议案将被翻译成扭矩,它有可能“甩腔周围”螺丝拧紧后,。
  6. 为了避免任何压力波形成电路和解除了他们的表面细胞,确保所有活塞开始流动前开放。
  7. 特别是较长期的流动研究(> 48小时),我们建议使用油管插入到泵的扬程,以防止破油管的困难,更有弹性。
  8. 它是可能的,油管泵头由于虐待调整泵的扬程牙齿内部的“迁移”。因此,我们建议密切关注如何在浴缸ING是固定在泵头和庆祝与纪念笔等,你可以很容易发现如果管子是“拉扯”,或在实验中脱落的油管两端。
  9. 始终仔细检查每一个单一连接器的电路和腔灌注开始之前,以防止由于一个错误的连接在实验灌流泄漏。脉冲减震器的流入和流出的连接器,这一点尤为重要!
  10. 请记住如果您使用荧光标记,限制光线照射。

一个可能的限制是我们的流动腔的高度是固定的通道高度加工的铝。但是,这并没有验证和调整通道的高度,每次实验前的优势,因此简化了剪应力计算,仅通过调整泵的流量为所需的值。根据您的研究目标,它可能是可取的剪应力不增加泵的转速增加。在这种情况下,我们建议增加灌流液的粘度,如添加葡聚糖中期 11 。

一个流电路的可能限制,介质的大量使用,可问题时,试图量化细胞代谢产物的浓度非常小。虽然这里没有显示,它有可能使用较小的水库和脉冲阻尼器,大大减少了电路体积,降低油管的长度和直径。

此外,还有其他一些市售的系统,可用于细胞培养应用流体切应力。基于微流体系统,如从Fluxion BioFlux系统,装载到作为输入和输出这些渠道12,13,14水库孔板的解决方案在不同的微流体流动渠道,使细胞的同时分析。然而,这些和其他微生物流体系统不兼容标准显微镜载玻片和不允许恢复了进一步的实验,如RT - PCR或免疫印迹,细胞数量足够大。此外,用户友好,成本最低40,000元,并有可能达到了总额超过10万美元,取决于配套设备。

两个macrofluidic系统Flexcell国际公司,Flexcell流光和FlexFlow系统,已成功地用于研究血管内皮细胞15,16,17,人类纤维环细胞1819流体流动条件下的成纤维细胞。第三个系统,可通过GlycoTech,已利用研究20肿瘤细胞的粘附和白细胞粘附21日至内皮单层。

流光系统允许多张幻灯片,下一次相同的剪应力条件下运行,但缺乏一个观景窗 - 与我们设计 - 不允许进行实时可视化下流动的细胞。

FlexFlow系统有一个观景窗,但需要一个堂堂正正的显微镜,这可能不是在大多数实验室中使用的标准显微镜。此外,FlexFlow系统需要一个细胞涂的盖玻片置于流室倒立时。这排除了可视化荧光细胞上的不透明表面,如钛镀膜玻璃,这是我们在我们的研究表明。最后,专门盖玻片需要购买专门的FlexFlow系统,该系统是在多万美元的价格区间,类似Flexcell流光系统。

GlycoTech提供圆形和矩形平行板流商会,显著较便宜,但不能方便像我们商会蒸压干投丙烯酸制造。值得注意的是,其他流量已描述商会高压灭菌似乎是不切实际的,因为他们需要特殊的微观镜头22,23。 GlycoTech系统采用硅橡胶密封圈,顶板和底板之间的中间人,这将改变重复使用厚度的,因此随着时间的推移(采购后,每10个使用新的制造商建议)改变室高度。我们的铝腔可以与内置的O型圈顶部和底部板的完整的反对,并确保实验之间的不断室高度。最后,真空泵,是必要的,实现了在许多流室设计的密封防漏,包括GlycoTech商会,这是没有必要的设计。

虽然这里没有显示,可以保持流室,在显微镜下,在整个流程细胞的粘附和/或行为的实时成像实验。如果需要的话,这是我们建议使用下腔热灯或加热垫的灌流液的温度保持在37 ° C。毛皮在那里,可以更换辊筒泵用注射器泵,如果没有“再循环”无论细胞或代谢物或研究的药物或制剂所需 24 。

它也有可能流过不同标记细胞的贴壁细胞,例如,超过一层融合内皮祖细胞荧光血小板(血小板检测Achneck 。6,25),细胞与细胞之间的相互作用下流体剪切力,以评估。我们的流动腔结合其他可用流商会,如灌流取样口和一个观景窗,有价值的功能,并有一个倒置或直立显微镜的兼容性的重要优势。它是完全可高压灭菌,并允许在不断室高度和无真空泵的需要,实现了防漏密封反复实验。

Disclosures

科尔 - 帕默仪器有限公司赞助的生产和免费访问这个视频文章

Acknowledgments

作者想感谢乔欧文在生物医学仪器和机加工车间加工和装配莱卡微系统技术通过流商会协助形象细胞流动室部分和马特Maudsley在他的不懈努力。我们非常感激来自杜克灌注服务的凯文柯林斯博士和史蒂夫华莱士流电路设计上的有益的建议,生物医学工程学系。我们还要感谢国家科学基金会研究生研究奖学金计划,支持通过赠款亚历山德拉Jantzen和NIH的支持“自体的EPC的衬里,以改善循环系统的生物相容性协助设备”RC1HL099863 - 01。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10 ml Syringe Cole-Parmer 07940-12
1-Way Stopcoks Cole-Parmer 30600-00
30 ml Syringe BD Biosciences 309650
4 -Way Stopcocks Cole-Parmer 30600-04
Aluminum Alloy N/A 6061
Cell-Culture Dishes (4-well, rectangular) Thermo Fisher Scientific, Inc. 267061
Cell Tracker Orange Invitrogen C34551
DMSO Research Organics 2162D
DPBS (-/-) Invitrogen 14190-144
EGM-2 Singlequots Lonza Inc. CC-4176
Female Luer Adaptor Cole-Parmer SI-45500-04
Fibronectin Sigma-Aldrich F0895-2MG
Glass Bottle (250ml) with Cap Cole-Parmer 34594-24
Hard Tubing Cole-Parmer 06508-16
HBSS Sigma-Aldrich H8264-500ML
Histopaque Sigma-Aldrich H8889-500ML
H–chst Stain Solution Sigma-Aldrich H6024
Hyclone FBS Thermo Fisher Scientific, Inc. SH30071.01
L-glutamine Lonza Inc. 17-605E
Male Luer Adaptor Cole-Parmer EW-45505-04
MCDB-131, 1X Medium Cellgro 15-100-CV
Barbed Polypropylene Fittings Cole-Parmer 06365-90
O-Rings N/A AS568A
Pulse-Dampener Cole-Parmer 07596-20
Pump-Drive (Masterflex L/S variable-speed economy drive) Cole-Parmer 7524-40
Pump-Head (Masterflex Easy Load Pump Head) Cole-Parmer 07518-60
Slide Cole-Parmer 48500-00
Soft Tubing Cole-Parmer 96400-16
Syringe filter Cole-Parmer 02915-12
Sytox Orange Nucleic Acid Stain Invitrogen S-11368
Trypsin EDTA Lonza Inc. CC-5012
Trypsin Neutralizing Solution Lonza Inc. CC-5002

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References

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平行板流动腔和评估内皮祖细胞层流剪应力下连续流电路
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Lane, W. O., Jantzen, A. E., Carlon, T. A., Jamiolkowski, R. M., Grenet, J. E., Ley, M. M., Haseltine, J. M., Galinat, L. J., Lin, F. H., Allen, J. D., Truskey, G. A., Achneck, H. E. Parallel-plate Flow Chamber and Continuous Flow Circuit to Evaluate Endothelial Progenitor Cells under Laminar Flow Shear Stress. J. Vis. Exp. (59), e3349, doi:10.3791/3349 (2012).More

Lane, W. O., Jantzen, A. E., Carlon, T. A., Jamiolkowski, R. M., Grenet, J. E., Ley, M. M., Haseltine, J. M., Galinat, L. J., Lin, F. H., Allen, J. D., Truskey, G. A., Achneck, H. E. Parallel-plate Flow Chamber and Continuous Flow Circuit to Evaluate Endothelial Progenitor Cells under Laminar Flow Shear Stress. J. Vis. Exp. (59), e3349, doi:10.3791/3349 (2012).

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