Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

المجهر الجر المتكاملة مع ميكروفلويديكس للهجرة الجماعية الكيميائية

Published: October 13, 2019 doi: 10.3791/60415
Automatic Translation
1, 1, 2, 3, 3, 1
1Department of Biomedical Sciences, Korea University, 2Department of Mechanical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, 3Department of Environmental Health, Harvard T.H. Chan School of Public Health

Summary

وغالبا ما تسترشد هجره الخلايا الجماعية في التنمية ، والتئام الجروح ، وورم خبيث السرطان من التدرجات من عوامل النمو أو الجزيئات الإشارات. وصف هنا هو نظام تجريبي الجمع بين المجهر الجر مع نظام ميكروفلويدريك ودليلا علي كيفيه قياس أليات الهجرة الجماعية تحت التدرج البيوكيميائية.

Abstract

تغير الخلايا أنماط الهجرة استجابه للمؤثرات الكيميائية ، بما في ذلك تدرجات المحفزات. الهجرة الخلوية في اتجاه التدرج الكيميائي ، والمعروفة باسم chemotaxis ، يلعب دورا هاما في التنمية ، والاستجابة المناعية ، التئام الجروح ، والسرطان الانبثاث. في حين ينظم شموتاكسيس هجره خلايا واحده ، فضلا عن مجموعات من الخلايا في الجسم المجري ، يركز البحث في المختبر علي المحور الكيميائي أحاديه الخلية ، ويرجع ذلك جزئيا إلى عدم وجود الاداات التجريبية المناسبة. لسد هذه الفجوة ، الموصوفة هنا هو نظام تجريبي فريد يجمع بين ميكروفلويديكس ميكروباتيرنينج لإظهار اثار التدرجات الكيميائية علي هجره الخلايا الجماعية. وعلاوة علي ذلك ، يتم دمج المجهر الجر والمجهر أحادي الطبقة الإجهاد في النظام لتوصيف التغيرات في القوه الخلوية علي الركيزة ، وكذلك بين الخلايا المجاورة. كدليل علي المفهوم ، يتم اختبار هجره الجزر الدائرية المجهرية من الكليات البوليسية مادان-داربي (MDCK) تحت التدرج من عامل نمو الخلايا الكبدية (HGF) ، عامل تشتت معروف. وقد وجد ان الخلايا الواقعة بالقرب من تركيز اعلي من HGF تهاجر أسرع من تلك الموجودة علي الجانب الآخر داخل جزيرة الخلية. داخل نفس الجزيرة ، والجر الخلوية متشابهة علي كلا الجانبين ، ولكن الإجهاد بين الخلايا هو اقل بكثير علي الجانب من تركيز HGF اعلي. هذا النظام التجريبي يمكن ان يوفر فرصا جديده لدراسة ميكانيكا الهجرة الكيميائية من قبل التعاونيات الخلوية.

Introduction

الهجرة الخلوية في النظم البيولوجية هي ظاهره أساسيه تشارك في تكوين الانسجه ، والاستجابة المناعية ، والتئام الجروح1،2،3. الهجرة الخلوية هي أيضا عمليه هامه في بعض الامراض مثل السرطان4. غالبا ما تهاجر الخلايا كمجموعه بدلا من ان تكون فرديه ، والتي تعرف باسم هجره الخلايا الجماعية4،5. للخلايا للتحرك بشكل جماعي ، والاستشعار عن البيئة الدقيقة ضروري6. علي سبيل المثال, الخلايا تصور المحفزات الفيزيائية والاستجابة عن طريق تغيير الحركة, التفاعلات الخلية الركيزة, والتفاعلات خليه خليه, مما ادي إلى الهجرة الاتجاهية علي طول التدرج الكيميائي7,8, 9و10. واستنادا إلى هذا الاتصال ، تم احراز تقدم سريع في تقنيات مختبر علي رقاقه التي يمكن ان تخلق البيئات الدقيقة الكيميائية التي تسيطر عليها جيدا مثل التدرج من تشيمواتراكتانت11،12،13 . في حين ان هذه المختبر علي أساس رقاقه المستندة إلى موائع قد استخدمت سابقا لدراسة شموتاكسيس من الفرقة الخلوية أو خزان الخلوية14,15,16,17, انها وقد استخدمت في الغالب في سياق الهجرة خليه واحده18،19،20،21. أليات الكامنة وراء الاستجابة الجماعية الخلوية إلى التدرج الكيميائي لا تزال غير مفهومه جيدا14،22،23،24،25،26 . التالي ، فان تطوير منصة تمكن من السيطرة المكانية علي العوامل القابلة للذوبان وكذلك مراقبه الخلايا البيوفيزيائية في الموقع سيساعد علي كشف أليات الكامنة وراء هجره الخلايا الجماعية.

وضعت ووصفت هنا هو نظام ميكروفلويدريك متعددة التوجيه التي تمكن من توليد التدرج التركيز من العوامل القابلة للذوبان التي ينظم الهجرة من مجموعات الخلايا المنقوشة. في هذه الدراسة ، يتم اختيار عامل نمو الخلايا الكبدية (HGF) لتنظيم سلوك المهاجرة من Madin-داربي الكلية البوليسية (MDCK) الخلية. ومن المعروف hgf للتخفيف من سلامه خليه خليه وتعزيز حركيه الخلايا27,28. في النظام ميكروفلويديك, تحويل fourier المجهر الجر والمجهر أحاديه الطبقة الإجهاد وأدرجت أيضا, الذي يسمح تحليل الحركة, قوه مقلص, والتوتر بين الخلايا الناجمة عن الخلية التاسيسيه ردا علي hgf التدرج. داخل نفس الجزيرة ، والخلايا الموجودة بالقرب من تركيز اعلي من HGF تهاجر بشكل أسرع وتظهر مستويات التوتر بين الخلايا اقل من تلك الموجودة علي الجانب مع تركيز HGF اقل. وتشير النتائج إلى ان هذا النظام التجريبي الجديد مناسب لاستكشاف اسئله أخرى في مجالات تتعلق بالهجرة الخلوية الجماعية في اطار التدرجات الكيميائية لمختلف العوامل القابلة للذوبان.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

ملاحظه: الطباعة الحجرية لقوالب SU-8 الاستنسل (سمك = 250 μm) وأجزاء ذات قنو (سمك = 150 μm) ، والنقش الزجاج (عمق = 100 μm) ، والصب المصبوب والاستعانة بمصادر خارجيه عن طريق إرسال التصاميم باستخدام برامج التصميم بمساعده الكمبيوتر للمصنعين.

1. تصنيع الاستنسل بوليميثيلسيلاوكسان (PDMS) والقناة المجهرية

  1. تصميم النمط المصغر من الاستنسل و micropattern.
  2. افتعال أو الاستعانة بمصادر خارجيه سو-8 قوالب (سمك ~ 250 μm لقوالب الاستنسل و ~ 150 μm للقنوات الدقيقة) علي رقائق السيليكون (4 "القطر).
  3. اعداد PDMS الخليط عن طريق خلط المطاط المرن قاعده وعامل العلاج بنسبه 10:1.
    1. ضع 15 مل من اللدائن الاساسيه في أنبوب مخروطي 50 mL وأضافه 1.5 مل من وكيل علاج. جهز اثنين من هذه
    2. دوامه الخليط PDMS لمده 5 دقائق. الطرد المركزي الخليط PDMS في 196 x ز ل 1 دقيقه لأزاله فقاعات.
  4. لافتعال الاستنسل PDMS ، صب ~ 1 مل من خليط PDMS علي رقاقه ، مع تجنب SU-8 المناطق منقوشة بحيث PDMS اللمسات الجانب من ركائز سو-8 ولكن ليس الجزء العلوي من نمط سو 8.
    1. ضع الرقاقة علي سطح مستو لأكثر من 30 دقيقه في درجه حرارة الغرفة (RT). علاج PDMS في فرن جاف في 80 درجه مئوية لأكثر من 2 ساعة.
    2. قشر بعناية قباله PDMS من العفن سو 8 وتقليم غشاء PDMS رقيقه باستخدام لكمه جوفاء 14 مم. أزاله الغبار علي سطح القطع PDMS باستخدام شريط لاصق والاوتوكلاف الاستنسل PDMS.
  5. لافتعال PDMS microchannel ، صب ~ 30 مل من خليط PDMS علي العفن سو 8.
    1. Degas لمده 30 دقيقه في غرفه فراغ وعلاج PDMS في فرن جاف في 80 درجه مئوية لأكثر من 2 ساعة.
    2. قشر بعناية قباله PDMS من العفن سو 8 وقطع PDMS إلى حجم 24 مم × 24 ملم. في كل كتله PDMS ، إنشاء منفذ واحد وثلاثه مداخل باستخدام 1 ملليمتر خزعة لكمه.

2. اعداد الزجاج السفلي مع هلام بولياكريلاميد (PA)

  1. تصنيع أو الاستعانة بمصادر خارجيه زجاجات الشرائح المستطيلة (24 مم × 24 مم × 1 مم) مع مستطيله الصغرى بئر (6 مم × 12 ملم ، 100 ميكرومتر عمق29) بواسطة قطع والنقش النظارات.
  2. Silanize سطح الزجاج السفلي30.
    1. اعداد حل سيلان الربط عن طريق خلط 200 مل من الماء منزوع الأيونات (diw) ، 80 μl من حمض الخليك ، و 50 μl من 3-(trimethoxysilyl) بروبيل ميثاكريليت (tmspma) لمده 1 ساعة.
      تنبيه: TMSPMA هو سائل قابل للاحتراق. اتبع التوصيات الواردة في صحائف بيانات سلامه المواد. يستخدم فقط في غطاء الدخان الكيميائي.
    2. أزاله الغبار من سطح الزجاج عن طريق شريط لاصق والاوتوكلاف الزجاج.
    3. تغطيه سطح محفور من الزجاج السفلي مع 100 μl من محلول سيلان الربط وترك الزجاج في RT لمده 1 ساعة.
    4. شطف الزجاج مع DIW 3x والسماح للزجاج الجاف في درجه حرارة الهواء المحيط أو عن طريق نفخ الهواء.
  3. اعداد محلول هلام لل PA هلام31.
    1. اعداد حل جديد من 0.5 ٪ (ث/ف) فوق كبريتات الأمونيوم (APS) عن طريق تذويب 5 ملغ من aps في 1 مل من diw.
    2. اعداد حل هلام السلطة الفلسطينية التي تتكون من 138 μL من 40 ٪ محلول اكريلاميد ، 101 μL من 2 ٪ مكررا-محلول اكريلاميد ، 5 μL من محلول الجزيئات الفلورية (0.2 μm) ، و 655 μL من DIW.
      تحذير: حلول الاكريلاميد والبياكرياميد سامه. ارتداء قفازات واقيه ، والملابس ، وحماية العين. حماية الحل هلام السلطة الفلسطينية التي تحتوي علي جزيئات الفلورسنت من الضوء.
      ملاحظه: دوامه الحل حبه الفلورسنت قبل الأنابيب للحصول علي عدد موحد من حبات الفلورسنت لكل دفعه.
    3. بعد أضافه 100 μl من الحل APS و 1 μl من تيتراميثيليثيلينيدياميني (temed) ، ونقل 10 μl من محلول هلام مختلطة علي الصغيرة مستطيله جيدا ، ووضع علي راس كوفيرسليب دائري (18 ملم).
      ملاحظه: لملء الزجاج السفلي مع هلام السلطة الفلسطينية دون فقاعات ، ووضع الحل هلام كافيه علي الأخدود من الزجاج السفلي ، والشريحة بعناية في كوفيرسليب علي حل هلام وأزاله اي حل هلام الزائدة.
      تحذير: يتم الشفاء ببطء هلام لمده 40 دقيقه تقريبا. وينبغي ان يتم الاجراء التالي ليطرد الهلام في أقرب وقت ممكن.
    4. الوجه التجمع من الزجاج المخصص ، حل هلام ، و coverslip ، ثم أجهزه الطرد المركزي لمده 10 دقيقه في 96 x ز لجلب جزيئات الفلورسنت إلى الطبقة العليا من هلام السلطة الفلسطينية.
    5. قم بازاله التجميع من جهاز الطرد المركزي ووضعه علي السطح المسطح مع مواجهه الشفة الاماميه.
      ملاحظه: بدءا من الخطوة التالية ، التعامل مع العينات في خزانه السلامة الاحيائيه.
    6. بعد 30 دقيقه ، والوجه التجمع ووضعه في صحن بيتري مم 35 ، وملء مع 2 مل من diw ، و (باستخدام ملقط) بلطف أزاله كوفيرسليب عن طريق الانزلاق إلى جانب واحد.
      ملاحظه: يمكن تخزين هلام السلطة الفلسطينية الشفاء في DIW لمده 1 شهر. ومع ذلك ، مره واحده يتم المغلفة الكولاجين علي هلام السلطة الفلسطينية ، وينبغي ان تستخدم في تجربه في غضون يوم واحد.
  4. معطف الكولاجين علي هلام السلطة الفلسطينية.
    1. تذوب 1 ملغ/مل سولفوسكاليديديل 6-(4 '-ازيدو-2 '-نيتروفينيلاميني) هيكسانواتي (سولفو-سانبا) في الحارة 50 mM HEPES العازلة. إسقاط 200 μL من الحل علي سطح الهلام وتنشيط بواسطة ضوء الاشعه فوق البنفسجية (365 nm الطول الموجي) لمده 10 دقيقه.
      ملاحظه: حماية سولفو-سانبا من الضوء.
    2. شطف هلام مع 0.1 M [4-(2-هيدروكسي ايثيل) حمض -1-بيبيرازينيثانيسولفونيك ؛ HEPES] المخزن المؤقت 2x ومع 1x تلفزيوني.
    3. معطف هلام السلطة الفلسطينية مع محلول الكولاجين (100 ميكروغرام/مل في تلفزيوني ، الفئران ذيل الكولاجين نوع I) في 4 °C بين عشيه وضحيها. في اليوم التالي ، وغسل مع تلفزيوني 3x.

3-ميكروباتيرنينج الجزر الخلوية

  1. اعداد F-127 (جدول المواد) الحل [2 ٪ (ث/v) في المكتب التلفزيوني] وتزج الاستنسل pdms الاوتوكلاف في الحل f-127. يبقيه في 37 درجه مئوية حاضنه لمده 1 ساعة.
  2. اعداد حل الخلية (2 × 106 خليه/مل) في وسائل الاعلام الثقافة الخلية التي تتكون من: دولبيكو المتوسطة النسر المعدلة (dmem) مع 10 ٪ مصل البقر الجنين (الدم) و 1 ٪ المضادات الحيوية-انتيليكوتيك (AA).
  3. اغسل الاستنسل PDMS مع 3x تلفزيوني وأزاله السائل من كل من الاستنسل PDMS وهلام السلطة الفلسطينية. وضع الاستنسل PDMS علي هلام السلطة الفلسطينية وأضافه تلفزيوني إلى الاستنسل.
  4. أزاله فقاعات في ثقوب الاستنسل PDMS عن طريق السحب برفق. بعد أزاله فقاعات ، وأزاله تلفزيوني من سطح الاستنسل PDMS.
  5. بعد وضع 200 μL من محلول الخلية علي الاستنسل PDMS ، والحفاظ علي هلام السلطة الفلسطينية في حاضنه لمده 1 ساعة حتى ان الخلايا نعلق علي هلام السلطة الفلسطينية.
  6. اغسل برفق حل الخلية مع وسائط ثقافة الخلية ، وأزاله الاستنسل PDMS ، وأضافه المزيد من وسائل الاعلام الثقافة الخلية. التحقق من تشكيل جزر الخلية تحت المجهر.

4. الجمعية من هلام السلطة الفلسطينية مع القناة الصغرى PDMS

  1. أزاله الغبار علي القناة المجهرية PDMS باستخدام شريط لاصق ، ثم الاوتوكلاف.
  2. علاج سطح القناة المجهرية PDMS مع بلازما الأكسجين (80 W ، 50 kHz) ل 30 ثانيه.
  3. بعد أزاله اي سائل علي الزجاج السفلي من السلطة الفلسطينية المملوءة بالهلام ، ضع القناة الصغيرة PDMS علي الجزء العلوي من الزجاج السفلي ووضع التجميع علي حامل الزجاج المخصص.
  4. أملا القناة الصغيرة بمتوسط ثقافة الخلية.
    تنبيه: تاكد من أزاله جميع الفقاعات المحاصرة في القناات عن طريق تنظيف الوسائط الدافئة برفق باستخدام ماصه. أيضا ، في حين أزاله فقاعات ، تاكد من عدم فصل جزر الخلايا الصغيرة المنقوشة.

5. نظام ميكروفلويدريك المتكاملة

  1. قم بتوصيل الأنابيب.
    1. اعداد الموصلات عن طريق تقليم غيض من الابر (18 G) والانحناء 90 درجه.
    2. اعداد خطوط أنابيب لثلاثه مداخل ومنفذ واحد.
      1. لأنابيب مدخل ، وربط الابره قلص وخط حجم مصغره 30 سم مع stopcock ثلاثي الاتجاات. جهز ثلاثه من هذه
      2. لأنابيب منفذ ، وربط ابره قلص وخط حجم مصغره 75 سم مع stopcock ثلاثي الاتجاات. جهز واحده من هذه
      3. أملا خطوط الأنابيب بالوسيط الذي تم تسخينه لمده 1 ساعة.
        تنبيه: تاكد من أزاله جميع الفقاعات المحاصرة في خطوط الأنابيب عن طريق تنظيف الوسائط الدافئة برفق بحقنه.
    3. اعداد الخزانات عن طريق أزاله الغطاسون من المحاقن وربط خطوط أنابيب مدخل.
    4. قم بتوصيل موصلات الابره لكل خط أنابيب في المداخل الثلاثة ومخرج واحد من جهاز ميكروفلويدريك.
  2. أملا الخزانات بثلاثه مل من المتوسطات الطازجة المتوسطة أو المكيفة.
    1. لاختبار التدرج ، أملا خزان المدخل الأيسر مع 20 نانوغرام/مل HGF في وسط ثقافة الخلية.
    2. لتصور التدرج التركيز ، أضافه 200 ميكروغرام/مل صبغه فلورية (رومدامين ب-ديكسكان ، 70 كده) إلى الخزان مدخل اليسار.
    3. توصيل خط أنابيب مخرج إلى مضخة حقنه.
      ملاحظه: وضع التشغيل من مضخة حقنه هو "الانسحاب". يتم تغيير معدل التدفق وفقا لقدره الحقنه وسرعه التشغيل من مضخة حقنه.
  3. وضع نظام ميكروفلويدريك المتكاملة علي خشبه المسرح من المجهر التقليدية الفلورسنت.
    تحذير: لتوليد التدرج لطيف من hgf في قناه ميكروفلويديك ، يجب ان يكون معدل التدفق بطيئا كما 0.1 μl/min. هذا حساس بما فيه الكفاية بحيث انه يتطلب تثبيت لمده 2 ح ، ويجب توخي الحذر لتجنب الاضطرابات الجسدية اثناء التجربة.

6. اكتساب الصور

  1. التقاط الصور كل 10 دقيقه لمده تصل إلى 24 ساعة باستخدام المجهر الألى الذي يقع في حاضنه. في كل نقطه زمنيه ، واتخاذ مجموعه من الصور باستخدام عدسه الهدف 4x في ثلاث قنوات مختلفه ، بما في ذلك صوره المرحلة لتصور هجره الخلايا ، والصورة الفلورية الخضراء لتصور حبات الفلورسنت جزءا لا يتجزا من هلام السلطة الفلسطينية ، والصورة الفلورية الحمراء لتصور تدرج التركيز لماده كيميائية.
  2. بعد أخذ الصور الفاصلة زمنيا ، لبث 0.25 ٪ تريبسين-أدتا الحل في ميكرواقنيه لفصل الخلايا من هلام السلطة الفلسطينية. بعد أزاله الخلايا تماما من الجل ، خذ صوره فلورية خضراء لاستخدامها كصوره مرجعيه لمجهر الجر.

7-تحليل البيانات

ملاحظه: تم تطوير كود مخصص لتحليل البيانات باستخدام matlab ، وقد تم وصف التفاصيل في مكان آخر32،33،34،35،36.

  1. لتحليل صوره المرحلة ، احسب الإزاحات في صورتين متتاليتين باستخدام صوره الجسيمات قياس سرعه36.
  2. ل Fourier تحويل المجهر الجر ، قارن كل صوره الفلورسنت الخضراء مع الصورة المرجعية وحساب النزوح في كل صوره باستخدام الجسيمات صوره قياس سرعه36. من عمليات النزوح ، واستعاده الجر التي ادلي بها الخلايا علي هلام السلطة الفلسطينية باستخدام fourier تحويل الجر المجهر33،34،37.
  3. من بيانات الجر ، وحساب الإجهاد داخل أحادي الطبقة من جزيرة الخلية باستخدام المجهر الإجهاد أحاديه الطبقة استنادا إلى أساليب العنصر المحدود32،34،38.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ولاستكشاف الهجرة الجماعية تحت التدرج الكيميائي ، أدمج نظام ميكروفلويدريك مع المجهر المجهري (الشكل 1). ولبناء النظام المتكامل ، تم صب جل البولياكرياميد (PA) علي الزجاج المخصص القطع ، وتم بذر خلايا MDCK داخل الجزر المجهرية المصنوعة من استنسل PDMS. لهذه التجربة ، تم إنشاء اثني عشر جزيرة من الخلايا MDCK (أربعه صفوف من ثلاثه أعمده ، قطرها ~ 700 μm). بعد الخلايا المرفقة بالهلام السلطة الفلسطينية ، تمت أزاله الاستنسل PDMS لبدء الهجرة الجماعية. وقد وضعت القناة الصغيرة المصنوعة مسبقا علي راس الهلام السلطة الفلسطينية لبناء قناه ميكروفلويديك فوق الجزر الخلوية (الشكل 1ا).

ولإنشاء تدرج تركيز داخل القناة الصغيرة ، كان المدخل الأيسر موصولا بخزان الإمداد الذي يحتوي علي محلول صبغه فلورية. بالاضافه إلى ذلك ، كانت المداخل الوسطي واليمني موصوله بخزانات الإمداد التي تحتوي علي وسائل الاعلام فقط. ثم ، تم توصيل منفذ إلى مضخة حقنه لأزاله السوائل من قناه ميكروفلويدريك. تم ادراج ساندويتش من الزجاج قطع مخصص وقناه ميكروفلويدريك علي مرحله المجهر المبنية خصيصا. تم الاحتفاظ بالعينات إلى جانب المجهر الفلوري الألى داخل حاضنه للتصوير الخلوي الحي. طوال التجارب ، تم الاحتفاظ الخلايا في 5 ٪ CO2 و 37 درجه مئوية. وسرعان ما تم إنشاء تدرج في كثافة الصبغة الفلورية بمعدل تدفق 0.125-2 μL/min (الشكل 2ا). ويتوقف انحدار الانحدار علي معدل التدفق. علي سبيل المثال ، بمعدل تدفق 0.125 μL/min ، تم تطوير التدرج علي 1.5 مم ، وهو الحجم القابل للمقارنة لجزر الخلايا (الشكل 2ب).

بعد ذلك ، تم اختبار الجهاز المتكامل مع الخلايا. وكانت الجزر من الخلايا mdck المجهرية وتجميعها مع قناه ميكروفلويديك كما هو موضح أعلاه. أولا ، دون تطبيق اي تدفق في القناة الصغيرة ، تم التاكد من ان الجزيرة الخلوية تنتشر بشكل جيد داخل الجهاز. علي مدي 12 ح فتره, الجزيرة الموسعة, وكان متوسط سرعه الهجرة ~ 0.1 – 0.2 μm/دقيقه. وفي حين كانت هناك اختلافات بين الجزر فيما يتعلق بمدي توسع الجزيرة ، بدت جميع الخلايا سليمه في حاله عدم التدفق. بعد ذلك ، تم تطبيق تدفق علي هذه الجزر ، ووجد انه بمعدل تدفق 0.1 μL/min ، تنتشر الجزيرة الخلوية بشكل جيد ، والحفاظ علي متوسط سرعه الهجرة من ~ 0.1-0.2 μm/دقيقه لمده 12 ساعة. ومع ذلك ، عند زيادة معدل التدفق إلى 0.5 μL/min ، لم تنتشر الخلايا بشكل جيد ، وانخفض متوسط سرعه الهجرة إلى اقل من 0.1 μm/دقيقه. وعلاوة علي ذلك ، يبدو ان الخلايا المتحولة للخلايا مختلفه ويبدو انها تنفصل عن الهلام التابع للسلطة الفلسطينية (الشكل 3). استنادا إلى هذه البيانات ، تم اختيار 0.1 μL/min كمعدل تدفق للتجارب التالية.

لاختبار اثار التدرج الكيميائي علي هجره الخلايا الجماعية ، تم اختيار hgf32،34.  ربطت المدخل يسري كان إلى 1) الإمداد تموين مستودع يمسك خليه ثقافة أوساط مع [هفرنك] حل (20 [نغ/مل]) و 2) الأخرى 2 مداخل مع مستودعات يمسك خليه ثقافة أوساط. مع معدل تدفق في 0.1 μL/min ، تم الاحتفاظ تدفق علي جزر الخلية المهاجرة (أربعه صفوف بثلاثه أعمده) لمده 10 ساعة (الشكل 4). وكما هو مبين في تجربه منفصلة ، كان تركيز HGF علي العمود الأيسر قريبا من تركيز محلول التوريد (20 نانوغرام/مليلتر) ، وعلي العمود الأيمن ، كان هذا قريبا من الصفر. انخفض تركيز HGF علي العمود الأوسط تدريجيا من النصف الأيسر إلى النصف الأيمن. عند مقارنه حجم الجزر الخلية بعد 10 ح ، الجزر علي العمود الأيمن لم تتوسع كثيرا ، ولكن تلك الموجودة علي العمود الأيسر أصبحت أكبر بكثير وتوسعت في جميع الاتجاات (الشكل 4ا). وكانت هذه التغيرات في حجم الجزر مدعومة بمسارات الخلايا داخل كل جزيرة (الشكل 4(ب)). ومن المثير للاهتمام ، لم الجزر في العمود الأوسط لا تتوسع نحو اليمين (حيث كان تركيز HGF منخفضه) ولكن توسعت بشكل تفضيلي نحو اليسار (حيث كان تركيز HGF عاليه). في حين كان هناك تغيير طفيف في متوسط سرعه الهجرة في العمود الأيمن ، في الاعمده اليسرى والوسطي ، زاد متوسط سرعه الهجرة تدريجيا لأول 3 ح ، ثم انخفض تدريجيا (الشكل 4ج).

لقياس قوه مقلص والإجهاد بين الخلايا ، والجر المجهر37،39،40 والمجهر أحاديه الطبقة الإجهاد تم الجمع بين مع قناه ميكروفلويديك33،35، 38. علي مدي 10 ح خلال تطبيق التدرج الكيميائي ، واتخذت صور جزيئات الفلورسنت في المواد الهلامية السلطة الفلسطينية ، وتم تحليل القوه (لكل منطقه وحده) التي تطبقها الخلايا علي الركيزة باستخدام Fourier تحويل الجر المجهر35، 37. تم رسم الجر في الإحداثيات القطبية. الأزرق يمثل القوه نحو وسط الجزيرة ، والأحمر يمثل القوه بعيدا عن المركز.

وفي وقت الصفر ، أظهرت جميع الجزر توزيعات مماثله لعمليات الجر ، مع قوه جر داخلية قويه علي الحافة والتذبذب داخل الجزيرة. وكان هذا التذبذب مماثلا لما سبق ان عرض34،35،41. بعد 10 ح من تطبيق التدرج HGF ، في حين ان درجه توسع الجزيرة كانت مختلفه في كل عمود ، وتوزيعات الجر كانت إلى حد كبير مماثله للوقت الصفر (الشكل 5ا). لم يتغير الجر متوسطه ل 10 [ه] (شكل 5[ك]). ولكن عند حساب الإجهاد أحادي الطبقة ، اظهر كل عمود اتجاات مختلفه. في العمود الأيمن (حيث كان تركيز HGF منخفضا) ، تم الحفاظ علي متوسط التوتر داخل الجزر حوالي 200 باسكال خلال فتره 10 ساعة. في العمود الأيسر (حيث كان تركيز hgf عاليه) ، انخفض متوسط التوتر داخل الجزر تدريجيا من 230 pa إلى 100 pa أكثر من 10 ساعة ، كما هو مبين سابقا32،34. في العمود الأوسط (حيث كان تركيز HGF مرتفعا علي النصف الأيسر ومنخفضا علي النصف الأيمن من الجزيرة) ، تم الحفاظ علي متوسط التوتر حول 150 باسكال.

Figure 1
الشكل 1: تخطيطي لاعداد الجهاز المتكامل. (ا) تلفيق الجهاز المتكامل ، وهو الزجاج السفلي مع هلام السلطة الفلسطينية علي الجزر التي الخلايا التي كانت منقوشة باستخدام الاستنسل pdms تم تغطيتها مع ميكروقناه pdms. (ب) تم إصلاح الاجهزه المتكاملة باستخدام حامل مخصص لمنع تسرب السوائل وتفكك المكونات. (ج) بعد الجهاز المملوء بالسوائل بدون فقاعات ، كانت الخزانات موصوله بالمداخل ، وكانت مضخة المحاقن متصلة بالمنفذ. ووضعت جميع المجموعات التجريبية علي نظام التصوير بالخلايا الحية. (د) يبين الرسم التخطيطي تصميم وتكوين القناات الصغيرة المميعة. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: إنشاء التدرج الدموي c. (ا) الصور المضانه من رودامين B-مترافق ديكديسين (70 كده) تصور التدرج التركيز تحت تدفق السوائل من 0.125 μl/min ، 0.5 μl/min ، و 2 μl/min. تشير الدوائر المنقطة إلى موقف جزر الخلية المنقوشة. (ب) يظهر الشكل المكثف للصورة الفلورية ان تدرج التركيز في الجهاز قابل للتعديل بمعدل التدفق. تشير أشرطه الخطا إلى الانحراف المعياري. تشير الاشرطه الملونة إلى مواضع الاعمده في جزيرة الخلية المنقوشة. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: هجره جزر الخلية mdck تحت التدفق. (ا) الصور المرحلة في 12 ح من جزيرة الخلية mdck في كل معدل تدفق (0 μl/min ، 0.1 μl/min ، و 0.5 μl/min) تظهر ان جزر الخلية توسعت بشكل جيد في معدل تدفق منخفض ولكن لم تتوسع بمعدل تدفق عاليه. الخطوط المنقطة تمثل الحدود عند 0 h. (ب) المتوسط والرسم البياني للسرعة الخلوية داخل كل جزيرة كل 10 دقيقه ل 12 ح. الرجاء النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

Figure 4
الشكل 4: هجره جزر الخلية mdck تحت التدفق والتدرج الكيميائي. (ا) ان المدى النسبي لكثافة الرورومين B-المترافق مع الحمض الأميني المحتفظ بتدرج تركيز hgf الثابت في كل عمود بعد التثبيت لمده 2 ح. (ب) الصور المرحلة في 10 ح (خط منقط = حدود جزيرة الخلية في 0 ح) من خليه mdck الجزيرة تحت التدرج HGF (من اليسار إلى اليمين: 20-0 ng/mL) تظهر ان الجزيرة توسعت أكثر حيث كان تركيز HGF اعلي. (ج) مسارات مسيرات الهجرة (يشير ترميز اللون إلى طول المسار) للخلايا في جزر الخلية mdck. تمثل الخطوط المنقطة والخطوط المتقطعة حدود كل جزيرة من الخلايا عند 0 h و 10 h ، علي التوالي. (د) المتوسط والرسم البياني للسرعة الخلوية داخل كل جزيرة كل 10 دقيقه ل 10 ح. الرجاء النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

Figure 5
الشكل 5: التفاعلات الميكانيكية لجزر الخلية mdck. (ا) خرائط الجر (تفاعل الخلية-الركيزة) في جزر الخلية في 0 h و 10 h تحت التدرج hgf. تم رسم الخرائط في تنسيق شعاعي ، مع الجر الخارجي باستخدام اللون الدافئ والجر الداخل باستخدام لون الباردة. (ب) خرائط التوتر أحاديه الطبقة (تفاعلات الخلايا الخلوية) في جزر الزنزانات عند 0 h و 10 h تحت التدرج hgf. (ج) مؤامرة متوسط الجر (مربع رمادي) والتوتر (الدائرة الزرقاء) داخل جزر الخلية تحت الانحدار hgf مع مرور الوقت كل 10 دقيقه ل 10 ساعة. وتمثل النطاقات اللونية منتصف الربع (~ 25 ٪-75 ٪). يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

Supplementary Figure 1
الشكل التكميلي S1: التوزيع المناسب لخرزه المطلوب لجوده البيانات الكافية اثناء تحليل قوه الجر. وتظهر أمثله جيده (اليسار) وسيئه (الحق) جوده الصور حبه الفلورسنت مع الصور المتضخمة في المربعات البيضاء. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

وتعد الهجرة الجماعية للخلايا التاسيسيه عمليه هامه اثناء التطوير والتجديد ، وغالبا ما يسترشد الاتجاه المهاجر بالتدرج الكيميائي لعوامل النمو4و23. اثناء الهجرة الجماعية ، تستمر الخلايا في التفاعل مع الخلايا المجاورة والركائز الاساسيه. هذه التفاعلات الميكانيكية تؤدي إلى ظواهر ناشئه مثل السيارات الاجره42، plithotaxis33، و kenotaxis43. ومع ذلك ، تم القيام بهذا البحث باستخدام تركيز واحد من عوامل النمو ، مثل تلك الموجودة في مصل الأبقار الجنينية. ولسد هذه الثغرة ، يصف هذا البروتوكول منصة تجريبية جديده يمكنها قياس التفاعلات الميكانيكية اثناء الهجرة الخلوية الجماعية تحت التدرج الكيميائي.

المنصة الجديدة تجمع بين ثلاثه أنظمه تجريبية تم استخدامها علي نطاق واسع: ميكروباتيرنينج ، والمجهر الجر ، وميكروفلويديكس. أولا ، تم القيام بميكروباتيرنينج جزر الزنزانات لأغراض الهجرة الجماعية. ثانيا ، تم استخدام كل من المجهر الجر والمجهر الإجهاد أحاديه الطبقة للقياسات الميكانيكية للخلايا المهاجرة. وأخيرا ، استخدمت منصة ميكروفلويديكس لتحديد التدرج الكيميائي علي الخلايا المهاجرة. ومع هذا النظام التجريبي ، تبين ان الخلايا داخل جزيرة واحده تهاجر بشكل مختلف استجابه لتدرجات كيميائية مختلفه.

وكما هو موصوف في الشكل 2، فان التدرج الكيميائي لا يشكل سوي مسافة قدرها 1 مم في منتصف القناة المجهرية. تصبح الجزر الموجودة في العمود الأيسر عرضه للتركيز الأقصى ، وتتعرض تلك الموجودة علي العمود الأيمن إلى الحد الأدنى من التركيز. وعلي النقيض من ذلك ، تتعرض الجزر في العمود الأوسط إلى التدرج الكيميائي. وبهذه الطريقة ، يقاس رد جزر الزنزانات بالحد الأقصى ، والحد الأدنى ، وتدرج تركيزات العوامل القابلة للذوبان اثناء التجربة نفسها. باستخدام هذه المجموعة من الجزر الخلية ، لوحظت زيادة تدريجيه في سرعه الهجرة الخلوية كما زاد تركيز HGF.

ولتحقيق بيانات عاليه الجودة ، هناك خطوات رئيسيه في الاجراء تتطلب اهتماما خاصا. الهلام السلطة الفلسطينية في الركيزة الزجاج المخصص يجب ان تكون مثاليه فيما يتعلق بتوزيع جزيئات الفلورسنت وطلاء السطح من الكولاجين. وهذا لأنه بدون جوده عاليه الهلام السلطة الفلسطينية, مجموعه بيانات عاليه الجودة لتحليل الجر وتحليل الإجهاد أحاديه الطبقة لا يمكن الحصول عليها. وترد أمثله للصور ذات الجودة العالية في الشكل التكميلي 1. القناات ميكروفلويديك صغيره جدا ، والمحاصرين فقاعات بسهوله في نفوسهم. هذه الفقاعات لا تخل فقط تدفق ولكن يمكن أيضا اكتساح الخلايا بعيدا إذا كانت تبدا في التحرك علي طول التدفق. ولذلك ، فمن المهم لملء القناات ميكروفلويديك دون فقاعات. ولتحقيق تدرج مستقر داخل القناة الصغرى ، فان توازن الضغط داخل المداخل الثلاثة مهم جدا. ولتجنب الاختلالات بينها ، ينبغي استخدام الخزانات الكبيرة بحيث يمكن بسهوله تعديل اي اختلالات في بداية التجربة. ستساعد هذه المنصة الجديدة علي المزيد من استكشاف أليات هجره الخلايا الجماعية في اطار التدرجات الكيميائية ، وهو أمر أساسي لفهم التجدد ، والسرطان الخبيث ، والتنمية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ويعلن صاحبا البلاغ انهما لا يملكان مصالح مالية متنافسة.

Acknowledgments

وكان هذا العمل مدعوما بمنحه مؤسسه البحوث الوطنية الكورية التي تمولها الحكومة الكورية (رقم الرعاية الاوليه-2017R1E1A1A01075103) ، منحه جامعه كوريا ، وبرنامج BK 21 Plus. وقد دعمته أيضا المعاهد الوطنية للصحة (U01CA202123, PO1HL120839, T32HL007118, R01EY019696).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.25% trypsin-EDTA (1X) Gibco 25200-056
1 M HEPES buffer solution Gibco 15630-056
1 mm Biopsy punch Integra Miltex 33-31AA-P/25
100 mm petri dishes SPL 10100 100 mm diameter, 15 mm height
14 mm hollow punch ILJIN 124-0571
18 mm Ø Coverslip Marienfeld-Superior 111580 Circular 18 mm, thickness No. 1 (0.13 to 0.16 mm)
2% bis-acrylamide solution Bio-Rad 1610142 Wear protective gloves, clothing, and eye protection.
3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMSPMA) Sigma-Aldrich 440159-500ML
3-way stopcock Hyupsung HS-T-61N CAUTION: do not use if previously opened. do not resterlize or resuse
30 cm minimum volume line (for pediatric) Hyupsung HS-MV-30 CAUTION: do not use if previously opened. do not resterlize or resuse
35 mm cell culture dish Corning 430165
40% Acrylamide Solution Bio-Rad 1610140 Wear protective gloves, clothing, and eye protection.
75 cm minimum volume line (for pediatric) Hyupsung HS-MV-75 CAUTION: do not use if previously opened. do not resterlize or resuse
acetic acid J.T. Baker JT9508-03
Ammonium persulfate (APS) Bio-Rad 1610700
Antibiotic-Antimycotic Gibco 15240-062
Bottom glass chip MicroFIT 24 x 24 x 1 mm, custom-made, rectangular groove (6 x 12 mm, depth : 100 μm)
Collagen typeI, Rat tail Corning 354236
Custom glass holder Han-Gug Mechatronics custom-made
Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) Welgene LM 001-11
Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (PBS) Biowest L0615-500 w/o Magnesium, Calcium
Fetal bovine serum (FBS) Gibco 26140-179
FluoSpheres amine-modified microspheres Invitrogen F8764 0.2 µm, yellow-green fluorescent(505/515)
Hepatocyte Growth Factor (HGF) Sigma-Aldrich H1404-5UG recombinant, human
JuLI stage live cell imaging system NanoEnTek In Automated X-Y-Z stage and fluorsent imaging Incubator-compatible (37 °C and 5% CO2)
Madin-Darby Canine Kidney (MDCK) cell type II
Oxygen plasma system Femto Science CUTE-MPR
Pluronic F-127 Sigma-Aldrich P2443-250G
Rhodamine B isothiocyanate–dextran Sigma-Aldrich R9379-100MG 70 kDa, used to estimate spatiotemporal distribution of HGF in the microfluidic channel
Steril hypodermic needle 18 G KOVAX Trim the tip of the needle and bend it 90 degrees for connecting in/out ports with volume line
Sticky tape 3M/Scotch 810D 33 m x 19 mm
SU-8 master molds MicroFIT 4” diameter, custom-made
sulfosuccinimidyl 6-(4’-azido-2’-nitrophenylamino)hexanoate (Sulfo-SANPAH) Thermo Scientific 22589 Store at -20°C. Store protected from moisture and light.
Sylgard 184 Elastomer Kit Dow Corning PDMS
Syringe pump Chemyx Inc. model fusion 720 withdraw fluid
Syringes KOVAX 1, 3, 5, 10, or 50 cc for using inlet reservoir or outlet syringe pump
tetramethylethylenediamine (TEMED) Bio-Rad 1610800 Wear protective gloves, clothing, and eye protection.
Ultraviolet (UV) lamp UVP LLC 95-0248-02 365 nm wavelength

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Reig, G., Pulgar, E., Concha, M. L. Cell migration: from tissue culture to embryos. Development. 141 (10), 1999-2013 (2014).
  2. Luster, A. D., Alon, R., von Andrian, U. H. Immune cell migration in inflammation: present and future therapeutic targets. Nature Immunology. 6 (12), 1182-1190 (2005).
  3. Liang, C. C., Park, A. Y., Guan, J. L. In vitro scratch assay: a convenient and inexpensive method for analysis of cell migration in vitro. Nature Protocols. 2 (2), 329-333 (2007).
  4. Friedl, P., Gilmour, D. Collective cell migration in morphogenesis, regeneration and cancer. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 10 (7), 445-457 (2009).
  5. Mayor, R., Etienne-Manneville, S. The front and rear of collective cell migration. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 17 (2), 97-109 (2016).
  6. DuFort, C. C., Paszek, M. J., Weaver, V. M. Balancing forces: architectural control of mechanotransduction. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 12 (5), 308-319 (2011).
  7. Vogel, V. Mechanotransduction involving multimodular proteins: converting force into biochemical signals. Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. 35, 459-488 (2006).
  8. Roca-Cusachs, P., Sunyer, R., Trepat, X. Mechanical guidance of cell migration: lessons from chemotaxis. Current Opinion in Cell Biology. 25 (5), 543-549 (2013).
  9. Weber, G. F., Bjerke, M. A., DeSimone, D. W. A mechanoresponsive cadherin-keratin complex directs polarized protrusive behavior and collective cell migration. Developmental Cell. 22 (1), 104-115 (2012).
  10. Ingber, D. E. Cellular mechanotransduction: putting all the pieces together again. FASEB Journal. 20 (7), 811-827 (2006).
  11. Ricart, B. G., Yang, M. T., Hunter, C. A., Chen, C. S., Hammer, D. A. Measuring traction forces of motile dendritic cells on micropost arrays. Biophysical Journal. 101 (11), 2620-2628 (2011).
  12. Garcia, S., et al. Generation of stable orthogonal gradients of chemical concentration and substrate stiffness in a microfluidic device. Lab on a Chip. 15 (12), 2606-2614 (2015).
  13. Zhang, Z., et al. Scalable Multiplexed Drug-Combination Screening Platforms Using 3D Microtumor Model for Precision Medicine. Small. 14 (42), 1703617 (2018).
  14. Ayuso, J. M., et al. Study of the Chemotactic Response of Multicellular Spheroids in a Microfluidic Device. PLoS ONE. 10 (10), 0139515 (2015).
  15. McCutcheon, S., et al. In vitro formation of neuroclusters in microfluidic devices and cell migration as a function of stromal-derived growth factor 1 gradients. Cell Adhesion & Migration. 11 (1), 1-12 (2017).
  16. Ellison, D., et al. Cell-cell communication enhances the capacity of cell ensembles to sense shallow gradients during morphogenesis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (6), 679-688 (2016).
  17. Fujimori, T., Nakajima, A., Shimada, N., Sawai, S. Tissue self-organization based on collective cell migration by contact activation of locomotion and chemotaxis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2019).
  18. Li Jeon, N., et al. Neutrophil chemotaxis in linear and complex gradients of interleukin-8 formed in a microfabricated device. Nature Biotechnology. 20 (8), 826-830 (2002).
  19. Saadi, W., Wang, S. J., Lin, F., Jeon, N. L. A parallel-gradient microfluidic chamber for quantitative analysis of breast cancer cell chemotaxis. Biomedical Microdevices. 8 (2), 109-118 (2006).
  20. Abhyankar, V. V., Lokuta, M. A., Huttenlocher, A., Beebe, D. J. Characterization of a membrane-based gradient generator for use in cell-signaling studies. Lab on a Chip. 6 (3), 389-393 (2006).
  21. Bersini, S., et al. A microfluidic 3D in vitro model for specificity of breast cancer metastasis to bone. Biomaterials. 35 (8), 2454-2461 (2014).
  22. Rorth, P. Whence directionality: guidance mechanisms in solitary and collective cell migration. Developmental Cell. 20 (1), 9-18 (2011).
  23. Rorth, P. Collective guidance of collective cell migration. Trends in Cell Biology. 17 (12), 575-579 (2007).
  24. McCutcheon, S., et al. In vitro formation of neuroclusters in microfluidic devices and cell migration as a function of stromal-derived growth factor 1 gradients. Cell Adhesion & Migration. 11 (1), 1-12 (2017).
  25. Rorth, P. Whence directionality: guidance mechanisms in solitary and collective cell migration. Developmental Cell. 20 (1), 9-18 (2011).
  26. Rorth, P. Collective guidance of collective cell migration. Trends in Cell Biology. 17 (12), 575-579 (2007).
  27. Farrell, J., et al. HGF induces epithelial-to-mesenchymal transition by modulating the mammalian hippo/MST2 and ISG15 pathways. Journal of Proteome Research. 13 (6), 2874-2886 (2014).
  28. Wang, T. W., Zhang, H., Gyetko, M. R., Parent, J. M. Hepatocyte growth factor acts as a mitogen and chemoattractant for postnatal subventricular zone-olfactory bulb neurogenesis. Molecular and Cellular Neuroscience. 48 (1), 38-50 (2011).
  29. Lin, Y. C., et al. Mechanosensing of substrate thickness. Physical Review. E, Statistical, Nonlinear and Soft matter Physics. 82, 4 Pt 1 041918 (2010).
  30. Serra-Picamal, X., Conte, V., Sunyer, R., Munoz, J. J., Trepat, X. Mapping forces and kinematics during collective cell migration. Methods in Cell Biology. 125, 309-330 (2015).
  31. Denisin, A. K., Pruitt, B. L. Tuning the Range of Polyacrylamide Gel Stiffness for Mechanobiology Applications. ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (34), 21893-21902 (2016).
  32. Jang, H., et al. Traction microscopy with integrated microfluidics: responses of the multi-cellular island to gradients of HGF. Lab on a Chip. 19 (9), 1579-1588 (2019).
  33. Tambe, D. T., et al. Collective cell guidance by cooperative intercellular forces. Nature Materials. 10 (6), 469-475 (2011).
  34. Jang, H., et al. Homogenizing cellular tension by hepatocyte growth factor in expanding epithelial monolayer. Scientific Reports. 8, 45844 (2017).
  35. Trepat, X., et al. Physical forces during collective cell migration. Nature Physics. 5 (6), 426 (2009).
  36. Tolic-Norrelykke, I. M., Butler, J. P., Chen, J., Wang, N. Spatial and temporal traction response in human airway smooth muscle cells. American Journal of Physiology - Cell Physiology. 283 (4), 1254-1266 (2002).
  37. Butler, J. P., Tolic-Norrelykke, I. M., Fabry, B., Fredberg, J. J. Traction fields, moments, and strain energy that cells exert on their surroundings. American Journal of Physiology - Cell Physiology. 282 (3), 595-605 (2002).
  38. Tambe, D. T., et al. Monolayer stress microscopy: limitations, artifacts, and accuracy of recovered intercellular stresses. PLoS ONE. 8 (2), 55172 (2013).
  39. Dembo, M., Wang, Y. L. Stresses at the cell-to-substrate interface during locomotion of fibroblasts. Biophysical Journal. 76 (4), 2307-2316 (1999).
  40. Wang, N., et al. Cell prestress. I. Stiffness and prestress are closely associated in adherent contractile cells. American Journal of Physiology-Cell Physiology. 282 (3), 606-616 (2002).
  41. Notbohm, J., et al. Cellular Contraction and Polarization Drive Collective Cellular Motion. Biophysical Journal. 110 (12), 2729-2738 (2016).
  42. Sunyer, R., et al. Collective cell durotaxis emerges from long-range intercellular force transmission. Science. 353 (6304), 1157-1161 (2016).
  43. Kim, J. H., et al. Propulsion and navigation within the advancing monolayer sheet. Nature Materials. 12 (9), 856-863 (2013).

Tags

الهندسة الحيوية ، الإصدار 152 ، ميكروفلويديكس ، الجر المجهري ، هجره الخلايا الجماعية ، chemotaxis ، التدرج الكيميائي ، ميكروباتيرنينج
المجهر الجر المتكاملة مع ميكروفلويديكس للهجرة الجماعية الكيميائية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Jang, H., Kim, J., Shin, J. H.,… More

Jang, H., Kim, J., Shin, J. H., Fredberg, J. J., Park, C. Y., Park, Y. Traction Microscopy Integrated with Microfluidics for Chemotactic Collective Migration. J. Vis. Exp. (152), e60415, doi:10.3791/60415 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter