Bu rapor, birden fazla hücrenin yüksek verimli eşleştirme ve mikroskobik analizinin sağlanabileceği tek bir hücre kültürü deneyi kurmak için mikroakışkan çip tabanlı bir yöntem tanımlanmaktadır.
Yöntem makalesi
Bu rapor, birden fazla hücrenin yüksek verimli eşleştirme ve mikroskobik analizinin sağlanabileceği tek bir hücre kültürü deneyi kurmak için mikroakışkan çip tabanlı bir yöntem tanımlanmaktadır.
Hücre ortak kültür tahlilleri yaygın kanser de dahil olmak üzere hastalıkların biyolojisini daha iyi anlamak için farklı hücre tipleri arasındaki hücre-hücre etkileşimleri incelemek için kullanılmıştır. Ancak, geleneksel eş kültür sistemlerini kullanarak son derece heterojen hücre popülasyonlarında hücreler arası etkileşimlerin karmaşık mekanizmasını netleştirmek zordur, çünkü hücre alt popülasyonunun heterojenliği ortalama değerler tarafından gizlenmektedir; geleneksel ortak kültür sistemleri sadece nüfus sinyalini tanımlamak için kullanılabilir, ancak tek tek hücre davranışını izlemekten acizdir. Ayrıca, konvansiyonel tek hücreli deneysel yöntemler Poisson dağılımı nedeniyle hücre manipülasyonu düşük verimlilik var. Mikrofabrikasyon cihazlar tek hücreli çalışmalar için yeni gelişen bir teknolojidir, çünkü tek hücreleri yüksek iş seviyesinde doğru bir şekilde manipüle edebilirler ve numune ve reaktif tüketimini azaltabilirler. Burada, birden fazla tek hücreli ortak kültür için bir mikroakışkan çip in konseptini ve uygulamasını açıklıyoruz. Çip, bir kültür odasında birden fazla hücre türünü verimli bir şekilde yakalayabilir (%~46) ve tek hücre düzeyinde hücre-hücre etkileşimi altında hücrelerin davranışlarını (örneğin, göç, çoğalma, vb.) incelemek için yeterli bir kültür alanına sahiptir. Lenfatik endotel hücreleri ve oral skuamöz hücreli karsinom, çoklu tek hücreli etkileşim çalışmaları için mikroakışkan platformüzerinde tek hücreli ortak kültür deneyi yapmak için kullanıldı.
Farklı tipte tek hücrelerin verimli bir şekilde yakalanması ve yeterli kültür alanı sağlanması, tek hücreli birden fazla hücre türünden oluşan tek hücre ortak kültür deneyleri için gereklidir1. Seyreltme sınırlandırılması, gerekli ekipman düşük maliyet nedeniyle, bu tür deneyler için tek hücreleri hazırlamak için en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Ancak, Poisson dağıtım sınırlaması nedeniyle, maksimum tek hücre edinimi olasılığı sadece% 37, deneysel operasyon zahmetli ve zaman alıcı2yapma. Buna karşılık, floresan aktif hücre sıralama (FACS) kullanarak yüksek verimli tek hücreleri hazırlamak için Poisson dağıtım sınırlaması üstesinden gelebilir3. Ancak, facs pahalı enstrümantasyon ve bakım maliyeti nedeniyle bazı laboratuvarlar için erişilebilir olmayabilir. Mikrofabrikasyon cihazlar son zamanlarda tek hücreli yakalama için geliştirilmiştir4, tek hücre eşleştirme5, ve tek hücre kültürü uygulamaları. Bu aygıtlar, tekhücreleridoğru bir şekilde manipüle etme, yüksek işlem denemeleri yapma veya numune ve reaktif tüketimini azaltma yeteneklerine bağlı olarak avantajlıdır 6. Ancak, mevcut mikroakışkan cihazlar ile birden fazla hücre türleri ile tek hücreli co-kültür deneyleri gerçekleştirmek hala Poisson dağılımı1sınırlama nedeniyle zor ,7,8, veya yetersizlik tek hücre4,5,6,9,10ikiden fazla tür yakalamak için cihazlar .
Örneğin, Yoon ve ark. hücre-hücre etkileşimçalışması11için bir mikroakışkan cihaz bildirdi. Bu cihaz, hücreleri tek bir odadaki çiftleri eşleştirmek için olasılıksal yöntemi kullanır. Ancak, aygıt yapısındaki geometrik kısıtlamalar nedeniyle yalnızca iki farklı hücre türünün eşleşmesini sağlayabilir. Lee ve ark. başka bir rapor yakalamak ve tek hücreleri eşleştirmek için deterministik bir yöntem gösterdi12. Bu cihaz deterministik yöntemle eşleştirme verimliliğini artırır, ancak hücreleri eşleştirmek için gereken uzun çalışma süresi ile sınırlıdır. Özellikle, ikinci hücre yakalama sadece ilk yakalanan hücre yüzeye sonra 24 h. Zhao ve ark. tek bir hücre13iki tür yakalamak için bir damlacık tabanlı mikroakışkan cihaz rapor sonra yapılabilir. Damlacık bazlı mikroakışkan cihazın hala Poisson dağılımıile sınırlı olduğunu ve sadece bağlı olmayan hücrelerde kullanılabileceğini ve ekim işlemi sırasında kültür çözümünü değiştirmenin mümkün olmadığını bulduk.
Daha önce, kültür odasına tek hücreli birden fazla türde yakalamak için deterministik hidrodinamik kuvvetleri kullanan ve daha sonra analiz etmek için hücre ortak kültür deneyi gerçekleştirebilen bir mikroakışkan "hidrodinamik kapatma çipi" geliştirdik. hücre-hücre etkileşimleri altında tek tek hücre geçiş davranışı14. Hidrodinamik kapatma çipi, her biri serpantin by-pass kanalı, bir yakalama alanı ve bir kültür odası içeren dizili bir birim kümesinden oluşur. Serpantin by-pass kanalı ile kültür odası arasındaki akış direnci farkı ve özel olarak tasarlanmış bir işlem prosedürü kullanılarak, farklı tipte tek hücreler tekrar tekrar kültür odasına yakalanabilir. Özellikle, kültür odasının geniş alanı sadece hücre yakalama sırasında fışkıran hücre önlemek değil, aynı zamanda hücrelerin yayılması için yeterli alan sağlamak, çoğalmak ve göç, canlı tek hücreetkileşimleri gözlemlemek için izin. Bu makalede, bu cihazın üretimi ve ayrıntılı protokol adımları üzerinde duruluyor.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Yumuşak litografi ile gofret kalıbının imalatı
NOT: Maske deseni verileri önceki yayınımızda mevcuttur14.
2. Birden fazla tek hücre yakalama için PDMS cihaz hazırlama
3. Tek hücreli süspansiyonun hazırlanması
NOT: Hücre tipleri insan lenfatik endotel hücreleri (LECs), insan OSCC TW2.6 hücreleri WNT5B-spesifik shRNA (WNT5B sh4) ve vektör kontrolü (pLKO-GFP) olan önceki çalışma15elde ifade içerir. Ayrıntılı yetiştirme adımları için lütfen önceki yayınımıza bakın.
4. Birden fazla tek hücreli yakalama ve üçlü tek hücrekültürü
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Cihaz, kesilmiş bir PDMS aygıtının kesit fotoğrafından gösterildiği gibi üç katmanlı bir yapıya sahiptir(Şekil 1A). İlk katman, kültür odasını ve by-pass kanalını birbirine bağlayan bir yakalama alanı (6,0 μm genişliğinde ve 4,6 m yüksekliğinde) içerir. Kültür odası ve by-pass kanalı arasındaki akış direnci farkı hücrelerin yakalama konumuna akmasına ve küçük yolun girişini doldurmasına neden olur. Bir hücre yakalama konumunda yakalandıktan s...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tümör mikroortamında çeşitli hücrelerin hücreler arası etkileşimleri tümörün ilerlemesinde önemli bir rol oynamaktadır17. Hücre-hücre etkileşimlerinin mekanizmasını anlamak için ortak bir analitik yöntem olarak ortak kültür sistemleri kullanılmaktadır. Ancak, birden fazla hücre tipleri ve hücrelerin heterojenliği deneysel karmaşıklık ve analitik zorluklara yol açmıştır.
Hidrodinamik kapatma çipi, seyreltme yöntemi ve mikrokuyu platformundaki Poisson dağıtım sınırlaması ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarları olduğunu beyan.
Bu çalışma Bilim ve Teknoloji Bakanlığı (105-2628-E-400-001-MY2) ve Doku Mühendisliği ve Rejeneratif Tıp Doktora Programı, Ulusal Chung Hsing Üniversitesi ve Ulusal Sağlık Araştırma Enstitüleri tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 3M Gelişmiş Poliolefin Teşhis Mikroakışkan Tıbbi Bant | 3M Şirketi | 9795R | |
| Antibiyotikler | Biowest | L0014-100 | Glutamin-Penisilin-Streptomisin |
| AutoCAD yazılımı | Autodesk | AutoCAD LT 2011 | Parça No. 057C1-74A111-1001 |
| CellTracke Mavi CMAC Boya | Invitrogen | C2110 | |
| CellTracker Yeşil CMFDA Boya | Invitrogen | C7025 | |
| Konvansiyonel fırın | YEONG-SHIN şirketi | ovp45 | |
| Kurutucu | Bel-Art Ürünleri | F42020-0000 | Yerden tasarruf sağlayan vakumlu kurutucu 190 mm beyaz taban |
| DiIC12(3) hücre zarı boyası | BD Biosciences | 354218 | Hücre izleyici olarak kullanılır |
| DMEM-F12 orta | Gibco | 11320-082 | |
| Endotel Hücre Büyüme Ortamı MV 2 | PromoCell | C-22022 | |
| Fetal sığır serumu Hyclone | Thermo | SH30071.03HI | |
| Hamilton 700 serisi Cam şırınga (0.1 ml) | Hamilton | 80630 | 100 & mikro; L, Model 710 RN SYR, Küçük Çıkarılabilir NDL, 22s ga, 2 inç, nokta stili 2 |
| Harris Tek Çekirdekli zımba | Ted Pella Inc. | 15075 | 1,5 mm iç çaplı |
| Harris Uni-Core zımba | ile Ted Pella, Inc. | 15071 | 0,5 mm iç çaplı |
| Ocak gözü | ile YOTEC şirketi | : YS-300S, | |
| Msak hizalayıcı | Deya, Optronic, CO. | A1K-5-MDA | |
| Oksijen plazması | NORDSON MARCH | AP-300 | |
| Plazma temizleyici | Nordson | AP-300 | Tezgah Üstü Plazma Arıtma Sistemi |
| Polidimetilsiloksan (PDMS) kiti | Dow corning | Sylgard 184 | |
| Poli-tetrafloroeten (PTFE) | Ever Sharp Technology, Inc. | TFT-23T | iç çap, 0,51 mm; dış çap, 0,82 mm |
| Çıkarılabilir bant | 3M Company | Scotch Çıkarılabilir Bant 811 | |
| Silikon gofret | Eltech kurumsal | SPE0039 | |
| Spin kaplayıcı | Synrex Co., Ltd. | SC-HMI 2 "~ 6" | |
| Stereomikroskop | Leica Microsystems Leica | E24 | |
| SU-8 10 negatif fotorezist | MicroChem | Y131259 | |
| SU-8 2 negatif fotorezist | MicroChem | Y131240 | |
| SU-8 2050 negatif fotorezist | MicroChem | Y111072 | |
| SU-8 geliştirici | Grand Chemical Companies | GP5002-000000-72GC | Propilen glikol monometil eter asetat |
| Şırınga pompası | Harvard | Aparatı 703007 | |
| Triklorosilan | Gelest, Inc | SIT8174.0 | Tridekafloro-1,1,2,2-tetrahidrooktil. Tehlikeli. Solunum yollarını aşındırır, su ile şiddetli reaksiyona girer. |
| Tripsin Nötrleştirici Çözelti | Gibco | R-002-100 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste