Sensing af Barrier vævssprængning med en organisk Elektrokemisk Transistor

1Department of Bioelectronics, Ecole Nationale Superieure des Mines, 2Research and Exploratory Development Division, Applied Physics Laboratory, Johns Hopkins University
Bioengineering

Your institution must subscribe to JoVE's Bioengineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

The Organic Elektrokemisk Transistor er integreret med levende celler og anvendes til at overvåge ion flux på tværs af mave epitelbarriere. I denne undersøgelse blev en stigning i ion-flux, relateret til forstyrrelse af tight junctions induceret ved tilstedeværelsen af ​​calcium chelator EGTA (ethylenglycol-bis (beta-aminoethylether)-N, N, N ', N'-tetra-eddikesyre syre), måles.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Tria, S. A., Ramuz, M., Jimison, L. H., Hama, A., Owens, R. M. Sensing of Barrier Tissue Disruption with an Organic Electrochemical Transistor. J. Vis. Exp. (84), e51102, doi:10.3791/51102 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Mave-tarmkanalen er et eksempel på barriere væv, der tilvejebringer en fysisk barriere mod indtrængen af ​​patogener og toksiner, samtidig med at passage af nødvendige ioner og molekyler. Brud på denne barriere kan være forårsaget af en reduktion af ekstracellulært calcium koncentration. Denne reduktion i calciumkoncentration forårsager en konformationsændring i proteiner involveret i forseglingen af ​​barrieren, hvilket fører til en forøgelse af paracellulær flux. At efterligne denne effekt calcium chelator ethylenglycol-bis (beta-aminoethylether)-N, N, N ', N'-tetraeddikesyre (EGTA), der anvendes på et monolag af celler er kendt for at være repræsentativ for mave-tarmkanalen. Der findes allerede forskellige metoder til at detektere afbrydelse af barrieren væv, såsom immunfluorescens og permeabilitet assays. Men disse metoder er tidskrævende og kostbar og ikke egnet til dynamiske eller high-throughput målinger. Elektroniske metoder til måling barriere vævintegritet findes også for måling af transepithelial resistens (TER), men disse er ofte dyre og komplekse. Udvikling af hurtige, billige, og følsomme metoder er et presserende behov som integriteten af ​​barriere væv er en vigtig parameter i lægemiddelforskning og patogen / toksin diagnostik. Den organiske elektrokemisk transistor (OECT) integreret med barriere væv dannende celler er blevet vist som en ny enhed i stand til dynamisk at overvåge barriere væv integritet. Indretningen er i stand til at måle små variationer i ionisk flux med en hidtil uset tidsmæssige opløsning og følsomhed i realtid, som en indikator for barriere væv integritet. Denne nye metode er baseret på en enkelt enhed, der kan være forenelig med high throughput screening applikationer og fremstillet med lave omkostninger.

Introduction

Den mavetarmepitel er et eksempel på barriere væv, som styrer passagen af ​​molekyler mellem forskellige rum i kroppen. Epitelet består af aflange søjleceller sammenføjet af komplekser af proteiner, der giver en fysisk barriere 1 mod patogener og toksiner, samtidig tillader passage af vand og næringsstoffer, der kræves for at opretholde kroppen. Denne selektivitet skyldes polarisering af epitelceller, som skaber to forskellige membran domæner: den apikale side af cellerne udsat for hulrummet og den basale side af cellerne forankret på det underliggende væv 2,3. Tight junctions (TJ), er komplekser af proteiner til stede i den apikale del af epitelceller og er en del af et større kompleks kendt som den apikale junction 4. Ionstrøm over barrieren væv kan enten gå via transcellulær (gennem cellen) eller via en paracellulær (mellem to tilstødende celler) vej. Summen aftransport gennem begge veje er kendt som transepitelial modstand. Den apikale vejkryds er ansvarlig for reguleringen af ioner og molekyler, der passerer hen over barrieren 5,6 via en specifik åbning og lukning funktion. En dysfunktion eller afbrydelse af disse protein komplekser er ofte relateret til sygdom 7-11. Desuden er mange enteriske patogener / toksiner er kendt for specifikt at målrette denne komplekset, og derved ind i kroppen og fører til diarré, sandsynligvis som følge af massiv dysregulering ion / vandstrømmen over barrieren 12-14. Barrier væv kan også modificeres ved at ændre den ekstracellulære mikromiljø. Cadherin er en kritisk protein for celle-celle-adhæsion og er involveret i dannelsen af ​​den apikale krydset. Calcium er påkrævet for den korrekte strukturelle konformation af cadherin, og et fald i ekstracellulær calcium har vist sig at resultere i destruktion af celle-celle krydset og en efterfølgende åbning afparacellulær vej mellem cellerne 15. I denne undersøgelse, EGTA (ethylenglycol-bis (beta-aminoethylether)-N, N, N ', N'-tetraeddikesyre), en særlig calcium chelator, blev anvendt til at fremkalde et brud på barriere væv, som det har vist sig at have en hurtig og drastisk virkning på paracellulær ion flow 16,17. Dette calcium chelator brugt på et sammenflydende og differentierede monolag af Caco-2-celle linie. Dyrket i cellekultur skær, er denne cellelinie kendt for at udvikle karakteristika mavetarmkanalen og er almindeligt anvendt af den farmaceutiske industri til at teste absorptionen af lægemidler 18,19.

Metoder til at overvåge barriere væv integritet er rigeligt. Disse metoder er ofte optisk, bygger på immunfluorescensfarvning af bestemte proteiner er kendt for at være på den apikale junction 20, eller stole på kvantificering af et fluorescerende sporstof molekyle, der normalt er uigennemtrængeligt for barrieren væv21,22. Men label-free metoder (dvs. uden en fluorofor / kromofor) er at foretrække, da anvendelsen af et mærke kan pådrage artefakter og ofte øger omkostninger og assaytid. Elektrisk, etiket-fri overvågning af barriere væv har for nylig vist sig som en dynamisk overvågning metode 23. For eksempel nylige teknologiske fremskridt i elektrisk impedans spektroskopi har tilladt udviklingen af et kommercielt tilgængelige apparater til skanning 24,25, der kan måle transepithelial resistens (TER), en måling af ion-ledningsevne over cellelaget.

Organisk elektronik har skabt en unik mulighed for at kommunikere verden af elektronik og biologi 26,27 28,29 ved hjælp af ledende polymerer, der kan gennemføre både elektroniske og ioniske bærere. En ny teknik til at opdage brud på barriere væv ved hjælp af OECT 30-32 nylig blev indført. Denne enhed blev valideret mod eksisterende teknikker osed at vurdere barriere vævsintegritet, herunder immunofluorescens assays permeabilitet ved hjælp af Lucifer gul og impedansspektroskopi ved hjælp af Cellzscope. I tilfælde af alle toksiske testede forbindelser blev OECT fundet til at fungere med samme eller bedre følsomhed og med forøget tidsmæssig opløsning, sammenlignet med de ovennævnte teknikker. I denne anordning PEDOT: PSS, en ledende polymer, som har vist sig at være stabile og biokompatible 33,34, anvendes som det aktive materiale i transistoren kanal. Den OECT består af drain og source-elektroder på hver side af en ledende polymer kanal. Denne placeres derefter i kontakt med en elektrolyt, der udgør en integrerende del af indretningen. En port elektrode nedsænkes i elektrolytten (Figur 1), og når en positiv gate spænding anvendes ved gaten, er kationer fra elektrolytten tvunget ind i kanalen, og dermed dedoping den ledende polymer og resulterer i en ændring i-drain kilde strøm. Den device er således yderst følsomme over for minut ændringer i ioniske flux skyldes amplifikation af transistoren. En celle lag dyrkes på en cellekultur insert blev placeret mellem gateelektroden og ledende polymer kanal. Tilstedeværelsen af et intakt cellelag fungerer som barriere for kationer ind i den ledende polymer, således, i nærvær af et intakt monolag dræn strømmen aftager (Figur 2: overgang fra en region til b). I nærvær af en toksisk forbindelse, vil barrieren væv gradvis miste sin integritet, lade kationer ind i polymerfilmen og øge drainstrømmen (Figur 2: region c). Med denne teknik, er brud på barrieren væv ses ved modulering af drainstrøm svarende til modulationen af ​​strømningen igennem monolaget. Denne enhed er i stand til at måle små variationer i ionisk flusmiddel med en hidtil uset tidsmæssig opløsning og følsomhed i realtid. Denne teknologi will være af interesse på området for toksikologi for narkotika testning, sygdomsdiagnostik eller grundforskning som barriere modellen kan let tilpasses. Denne metode vil også bidrage til at mindske dyreforsøg, da det giver mulighed for validering af in vitro modeller til at erstatte in vivo-testning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1.. PEDOT: PSS Solution Forberedelse

  1. Til 50 ml af PEDOT: PSS tilsættes ethylenglycol (forøger ledningsevnen) i et volumenforhold på 1:4 (ethylenglycol PEDOT: PSS), 0,5 ul / ml dodecylbenzensulfonsyre (DBSA) som et overfladeaktivt middel, og 10 mg / ml 3-glycidoxypropyltrimethoxysilan (GOPS) som en cross-linker til fremme af vedhæftning af ledende polymer til objektglasset.

2. OECT Fabrication (figur 3)

  1. Definer termisk fordampede guld kilde og dræn kontakter via lift-off litografi:
    1. Spin coat fotoresist på en normal rent objektglas ved 3000 rpm i 30 sek. Glas dimensioner er 3 i x 1 i.
    2. Definer mønstre ved fotolitografi. Dimensioner kan ændres imidlertid dimensioner anført her viste sig at føre til en optimal følsomhed. Så brug en udvikler.
    3. Inddampes 5 nm og 100 nm af krom og guld, hhv.
    4. Lift-off fotolakken i en acEtone badet i 1 time, efterlader underlaget med kilden og afløb Au kontakter eneste område.
  2. Den ønskede længde af PEDOT: PSS kanal 1 mm. Dette opnås ved hjælp af en mønstret parylen-C (Pa-C) peel-off-teknik:
    1. Load 3,5 g Pa-C i belægningen opsætning. Ensartet fordampe 2. um parylen-C på toppen af ​​underlaget med Au kontakter.
    2. Pattern kanalen ved fotolitografi:
      1. Spin coat fotoresist ved 3000 rpm i 30 sek.
      2. Brug en maske til at belyse kanal og guldbelagte 20 sek til UV, vil den eksponerede fotoresist bliver opløseligt i udvikleren.
      3. Brug bygherren at åbne kanal område på fotoresist.
    3. Ætse Pa-C i kanalen område med en 15 min plasma trin (O 2 (50 SCCM) og CHF 4 (3 SCCM) plasma ved 160 W), for at åbne den kanal og det guldbelagte.
  3. Deponere PEDOT: PSS blandingsopløsning ved spin-coating på500 rpm i 45 sekunder. Bages i 30 sekunder ved 110 ° C.
  4. Peel-off Pa-C for at afsløre PEDOT: PSS kanal af underlaget nedenunder. Denne kanal skal lidt overlappe med AU kontakter i protokol 1.
  5. Bage prøver i 1 time ved 140 ° C under atmosfæriske betingelser.

3. Device Assembly

  1. Lav PDMS ved at blande to opløsninger (normalt leveres sammen i et kit) ved en 1:10 af saltlage i basisk opløsning. Bage det i 1 time ved 120 ° C.
  2. Design godt ved hjælp af en hulning og skære en firkant omkring det ønskede område.
  3. Lim en PDMS godt på toppen af kanalen, at resultere i en kanal område på ca 6 mm 2. Sørg for, at kilde og dræn kontakter ikke er dækket.
  4. Lav en plastik støtte med et hul i det (kan bruge holder til celledyrkningsinsert), og derefter lim det på toppen af ​​PDMS. Lad det tørre natten over.
  5. Test godt for utæt ved forfyldning med watis.
  6. Lod elektriske ledninger på kilden og afløb kontakt med tin.

4.. Celledyrkning

  1. Forbered celledyrkningsmedier som følger:
    1. I DMEM, tilsættes 1% glutamin, 10% føtalt bovint serum, 0,5% penicillin-streptomycin og 0,1% gentamicin.
    2. Steriliser celledyrkningsmedier anvendelse af en steril filter-enhed.
  2. Oprethold Caco-2-celler mellem passage 49 og 68 ved 37 ° C i en fugtig atmosfære af 5% CO2 i celledyrkningsmedier.
  3. Opdel celler en gang om ugen ved hjælp af trypsin og frø på 1,5 x 10 4 celler / insert.
  4. Skift celledyrkningsmedier to gange om ugen i 3 uger.

5.. Målinger med OECT

  1. Tilslut en Ag / AgCI-ledning til en sourcemeter til anvendelse som gate-elektroden. Fordyb spidsen i celledyrkningsmedier, der anvendes som elektrolyt, som illustreret i figur 1a.
  2. Forbind ledningerne fra kilden og afløb til than sourcemeter (dual channel setup).
  3. Påfør en firkantet puls positiv spænding (V GS) mellem gate og kilde (anvendt som reference elektrode: jorden). En negativ konstant spænding mellem drain og source (V DS) påføres og tilsvarende (I DS) måles.
  4. Brug en samling PC kørende program data. OECT parametre er indtastet i et skræddersyet program erhvervelse bør være som følger: V DS = -0.2 V, V GS = 0,3 V, V GS på tid = 2 sek off tid = 28 sek.
  5. Læste source-drain (I DS) og gate (I GS). Udføre målingen i flere minutter for at sikre en stabil baseline signal.

6.. Integration Celler med OECT til måling

Bemærk: Før forsøget, kan integriteten af ​​cellelaget kontrolleres ved måling TER med en impedans spektroskopi enheden. TER for hver 3-ugers gammel Caco-2-celle insert bør være over 400 Ω. cm2.

  1. Under off tid OECT måling: Fjern gateelektroden fra elektrolytten, indarbejde celledyrkningsinsert, og erstatte gateelektroden inde i celledyrkningsinsert.
  2. Foretag en baseline måling med cellerne i flere minutter for at sikre et stabilt signal. Denne baseline vil blive anvendt som for beregning af den normaliserede værdi svarende til et intakt monolag (0).

7.. Forberedelse og Indførelse af giftige stof

  1. Der fremstilles en 1 M opløsning af EGTA i DI-vand, først at indstille pH af opløsningen til 7,4 med Tris-base.
  2. Tilføj EGTA løsning i den passende mængde for at opnå den ønskede koncentration (fx mellem 5 mM og 100 mM) under hensyntagen til volumen. EGTA skal indsættes i det basale kammer under slukning.
  3. Kontinuerlig måling i 90 min som i protokol 5.. Hvis målingen er being udført ved stuetemperatur, vil stabiliteten af ​​cellerne ikke forbliver konstant efter 90 min.
  4. Ved slutningen af ​​kørslen, ridse cellelag at resultere i en fuldstændig destruktion af barrierelaget og måle i 15 minutter, kan dette punkt gøres ved at fjerne filteret og nedsænke gateelektroden i medierne. Denne baseline vil blive anvendt som for beregning af den normaliserede værdi svarende til en ødelagt monolag.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Under det første trin af måling, kan drainstrømmen variere noget, men i de fleste tilfælde bør forblive stabile (figur 2, afsnit a). Hvis signalet ikke er stabil, bør transistoren kasseres og udskiftes. Denne stabilitet kontrol sikrer også, at eventuelle første tab i ledningsevne af enheden ikke påvirker efterfølgende måling. Efter flere minutters måling indsatsen med celler danner barriere væv placeret på toppen af ​​kanalen. Afløbet nuværende bør straks falde (figur 2, afsnit B).. Hvis afløbet nuværende ikke falder, kan det betyde, at cellerne ikke har korrekt dannet en barriere, eller blev beskadiget under manipulation, og filteret skal kasseres og udskiftes. Ved at tilføje en toksisk forbindelse til dæmningen væv bør modulation af drainstrømmen øges gradvis eller øjeblikkeligt, afhængigt af den anvendte forbindelse og koncentration (figur 2,afsnit C)..

Data blev indsamlet ved hjælp af et sourcemeter og et skræddersyet program erhvervelse. Fra dette program blev opnået forskellige parametre, som køres i en data-analyseprogram at opnå midt-modulation svarende til hver port puls. I midten modulation svarer til værdien af den nuværende i midten af toppen (figur 4). I midten modulationsværdier opnået under sensing af en intakt monolag blev normaliseret til 0, mens midten af ​​gradueringen opnået efter bunden blev normaliseret til 1.. Normaliserede resultater bruges til at sammenligne data fra forskellige enheder (figur 5). Fra disse data dosis respons forskel koncentrationer af toksiske forbindelse over tid kan ses.

Figur 1
Figur 1. Skematisk af en organisk Elektrokemisk Transistor integreret med cellekultur a) insert fra et sidebillede. B) Ovenfra af kanal (grå) og kontakt (gul) dimensioner på en glasplade med en kanal længde på 6 mm og kanalbredde på 1 mm . Dette tal er blevet ændret fra Jimison 30.

Figur 2
.. Figur 2 Oversigt over in situ måling af drain nuværende reaktion på firkantede gate pulser over tid Måleforhold er: V DS = -0.2 V, V GS = 0,3 V, V GS på tid = 2 sek, off tid = 28 sek. A) Svarer til OECT opererede før integration med celler, sikre stabiliteten af enheden. B), svarer til interation af barrieren væv dannende celler, hvilket igen sikrer et stabilt signal, før de påbegynder afprøvning af toksisk forbindelse. c) svarer til tilsætning af EGTA til dæmningen vævscellerne Bemærk udviklingen af signalet over tid.

Figur 3
Figur 3.. Fabrication processer i OECT. Klik her for at se større billede.

Figur 4
Figur 4. OECT dræne aktuelle reaktion på en enkelt kvadrat gate puls. Measure ment er som følger: V DS = -0,2 V, V GS = 0,3 V, V GS til tiden = 2 sek, off tid = 28 sek. A) OECT forbigående reaktion før (stiplet linie), og, efter (blå linje) tilsætning af barriere væv danner celler dyrkes på et filter. b) OECT forbigående reaktion efter tilsætning af toksiske forbindelse på et barriere væv (orange linje) og uden barriere væv (stiplet linie).

Figur 5
Figur 5.. Typisk normaliserede resultat Fra OECT. Den normaliserede reaktion OECT om indførelse af enhed (tom cirkel), cellelag (sort kors), 5 mM EGTA (mørk blå cirkel) og 10 mM EGTA (cyan cirkel) introduceret på t = 0, blev målt over en periode på 50 min.om/files/ftp_upload/51102/51102fig5highres.jpg "target =" _blank "> Klik her for at se større billede.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne teknik giver en ny metode til at integrere en organisk elektrokemisk transistor med levende celler til at måle barriere væv integritet. De vigtigste fordele ved denne teknik er den hurtighed og følsomhed, men også de lave omkostninger af indretningen til dynamisk overvågning af barriere væv.

Da denne metode bruger levende celler, et kritisk punkt er at være sikker på at bruge en monolag, som repræsenterer et intakt barriere lag. Bør defineres parametre barrieren under karakteriseringen af ​​cellelinje. Det er derfor afgørende for ikke at beskadige cellelaget når gate-elektroden er nedsænket i elektrolytten på toppen af ​​cellelaget.

Et andet vigtigt punkt er fremstillingen af ​​enheden, ingen lækage skulle opstå mellem kanten af ​​PDMS og plastikholderen at undgå væskevolumen variation. For at opnå reproducerbare resultater, bør man også gives til lodning af tråden, sombrændende guldelektroden vil resultere i dårlig / ingen kontakt med ledende polymer kanal og så dårlig / noget signal.

For at lette analysen og for at opnå bedre resultater et par minutters forsinkelse mellem hvert trin af forsøget bør være tilladt for enheden at stabilisere mellem trin. Som der observeres en variation af signalet fra enheden til enheden, er normalisering af resultater der kræves for at kunne sammenligne resultaterne fra hvert forsøg. Men i fremtiden større skala produktion af enheden vil give større enhed-enhed reproducerbarhed.

Den vigtigste begrænsning af teknikken er det format, som for øjeblikket kun kan måles en prøve. Det vil snart blive løst ved udvikling af en multiacquisition sensor og i fremtiden oprettelsen af ​​en 96-brønds plade-format. Dette vil åbne vejen for denne teknik til brug i high throughput screening af barriere væv. Sideløbende plane enheder er også under udvikling to tillade samtidige optiske og elektroniske målinger.

Sammenfattende har en ny enhed, der kan fremstilles til en lav pris, som er i stand til at mærke uden overvågning af barriere væv blevet udviklet. Denne enhed viser større følsomhed og højere tidslig opløsning end de eksisterende metoder. Integrationen af in vitro modeller med enheder såsom OECT kan være et godt alternativ til dyreforsøg for narkotika opdage og toksikologi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Dette projekt er støttet af FP7-PEOPLE-2009-RG, Marie Curie projekt nr. 256.367 (CELLTOX) og Den Europæiske Forskningsråd ERC-2010-StG Forslag nr. 258.966 (IONOSENSE), samt en fælles bevilling fra Conseil Regional de Provence Alpes Cote d'Azur og CDL Pharma til ST. Vi takker George Malliaras for nyttige drøftelser vedrørende OECT design og funktion.

Acknowledgements

Forfatterne af dette papir ikke har nogen konkurrerende finansielle interesser.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Clevios pH 1000 Heraus Clevios
AZ9260 resin Cipec Specialties
Dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA) Acros Organic
3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (GOPS) Sigma Aldrich
24-well Suspended cell Culture insert Millicell  PET 0.4 μm Millipore Dominique Dutscher 51705
24-well Cell culture plate BD Falcon Dominique Dutscher 51705
Stericup-GPT PES 0.22 μM Dominique Dutscher 51246
Advanced DMEM Marque GIBCO Fisher Scientific E3434T
FBS Heat Inact. Fisher Scientific E3387M
Penicillin Streptomycin Fisher Scientific E3470C
GlutaMAX Fisher Scientific E3524T
Trypsin 0.05% EDTA Fisher Scientific E3513N
EGTA (Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N′,N′-tetraacetic acid) Sigma Aldrich E4378
Ethylene glycol, anhydrous, 99.8%, Sigma Aldrich
Caco-2 cells ATCC
PDMS Dow Corning SYLGARD 184 SILICONE ELASTOMER
Au (99.99%) NEYCO AU3X6
Chromium (99.95%) NEYCO
Parylene C Specialty Coating Systems
Ag/AgCl wire Harvard Apparatus
Photoresist Cipec Specialties

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Farquhar, M. G., Palade, G. E. Junctional complexes in various epithelia. J. Cell Biol. 17, 375-412 (1963).
  2. Gaillard, J. L., Finlay, B. B. Effect of cell polarization and differentiation on entry of Listeria monocytogenes into the enterocyte-like Caco-2 cell line. Infect. Immun. 64, 1299-1308 (1996).
  3. Anderson, J. M., Balda, M. S., Fanning, A. S. The structure and regulation of tight junctions. Curr. Opin. Cell Biol. 5, 772-778 (1993).
  4. Guttman, J. A., Finlay, B. B. Tight junctions as targets of infectious agents. Biochim. Biophys. Acta. 1788, 832-841 (2009).
  5. Anderson, J. M. Molecular structure of tight junctions and their role in epithelial transport. News. Physiol. Sci. 16, 126-130 (2001).
  6. Anderson, J. M., Van Itallie, C. M. Tight junctions: Closing in on the seal. Curr. Biol. 9, (1999).
  7. Ma, T. Y., Boivin, M. A., Ye, D., Pedram, A., Said, H. M. Mechanism of TNF-{alpha} modulation of Caco-2 intestinal epithelial tight junction barrier: role of myosin light-chain kinase protein expression. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 288, 422-430 (2005).
  8. Schulzke, J. D., et al. Epithelial tight junctions in intestinal inflammation. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1165, 294-300 (2009).
  9. Fisher, S. J., Swaan, P. W., Eddington, N. D. The ethanol metabolite acetaldehyde increases paracellular drug permeability in vitro and oral bioavailability in vivo. The J. Pharmacol. Exp. Therap. 332, 326-333 (2010).
  10. Ma, T. Y., Nguyen, D., Bui, V., Nguyen, H., Hoa, N. Ethanol modulation of intestinal epithelial tight junction barrier. Am. J. Physiol. 276, 965-974 (1999).
  11. Nemeth, E., Halasz, A., Barath, A., Domokos, M., Galfi, P. Effect of hydrogen peroxide on interleukin-8 synthesis and death of Caco-2 cells. Immunopharmacol. Immunotoxicol. 29, 297-310 (2007).
  12. Vogelmann, R., Amieva, M. R., Falkow, S., Nelson, W. J. Breaking into the epithelial apical-junctional complex--news from pathogen hackers. Curr. Opin. Cell Biol. 16, 86-93 (2004).
  13. Nusrat, A., et al. Clostridium difficile toxins disrupt epithelial barrier function by altering membrane microdomain localization of tight junction proteins. Infect. Immun. 69, 1329-1336 (2001).
  14. Obert, G., Peiffer, I., Servin, A. L. Rotavirus-induced structural and functional alterations in tight junctions of polarized intestinal Caco-2 cell monolayers. J. Virol. 74, 4645-4651 (2000).
  15. Nagar, B., Overduin, M., Ikura, M., Rini, J. M. Structural basis of calcium-induced E-cadherin rigidification and dimerization. Nature. 380, 360-364 (1996).
  16. Boulenc, X., et al. Importance of the paracellular pathway for the transport of a new bisphosphonate using the human Caco-2 monolayers model. Biochem. Pharmacol. 46, 1591-1600 (1993).
  17. Artursson, P., Magnusson, C. Epithelial transport of drugs in cell culture. II: Effect of extracellular calcium concentration on the paracellular transport of drugs of different lipophilicities across monolayers of intestinal epithelial (Caco-2) cells. J. Pharm. Sci. 79, 595-600 (1990).
  18. Artursson, P. Epithelial transport of drugs in cell culture. I: A model for studying the passive diffusion of drugs over intestinal absorptive (Caco-2) cells. J. Pharm. Sci. 79, 476-482 (1990).
  19. Artursson, P., Karlsson, J. Correlation between oral drug absorption in humans and apparent drug permeability coefficients in human intestinal epithelial (Caco-2) cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 175, 880-885 (1991).
  20. Balda, M. S., et al. Functional dissociation of paracellular permeability and transepithelial electrical resistance and disruption of the apical-basolateral intramembrane diffusion barrier by expression of a mutant tight junction membrane protein. J. Cell Biol. 134, 1031-1049 (1996).
  21. Hubatsch, I., Ragnarsson, E. G. E., Artursson, P. Determination of drug permeability and prediction of drug absorption in Caco-2 monolayers. Nat. Protoc. 2, 2111-2119 (2007).
  22. Uchida, M., Fukazawa, T., Yamazaki, Y., Hashimoto, H., Miyamoto, Y. A modified fast (4 day) 96-well plate Caco-2 permeability assay. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 59, 39-43 (2008).
  23. Krug, S. M., Fromm, M., Gunzel, D. Two-Path Impedance Spectroscopy for Measuring Paracellular and Transcellular Epithelial Resistance. Biophys. J. 97, 2202-2211 (2009).
  24. Wegener, J., Abrams, D., Willenbrink, W., Galla, H. J., Janshoff, A. Automated multi-well device to measure transepithelial electrical resistances under physiological conditions. BioTechniques. 37, 592-594 (2004).
  25. Weber, C. R., Shen, L., Wu, L., Wang, Y., Turner, J. R. Occludin is Required for Tumor Necrosis Factor (TNF)-Mediated Regulation of Tight Junction (TJ) Barrier Function. Gastroenterology. 140, (2011).
  26. Owens, R. M., Malliaras, G. G. Organic electronics at the interface with biology. MRS Bull. (2010).
  27. Lin, P., Yan, F., Yu, J. J., Chan, H. L. W., Yang, M. The Application of Organic Electrochemical Transistors in Cell-Based Biosensors. Adv. Mater. 22, 3655-3660 (2010).
  28. White, H. S., Kittlesen, G. P., Wrighton, M. S. Chemical Derivatization of an Array of 3 Gold Microelectrodes with Polypyrrole - Fabrication of a Molecule-Based Transistor. J. Am. Chem. Soc. 106, 5375-5377 (1984).
  29. Bernards, D. A., Malliaras, G. G. Steady-state and transient behavior of organic electrochemical transistors. Adv. Funct. Mater. 17, 3538-3544 (2007).
  30. Jimison, L. H., et al. Measurement of Barrier Tissue Integrity with an Organic Electrochemical Transistor. Adv. Mater. 24, 5919-5923 (2012).
  31. Tria, S., Jimison, L. H., Hama, A., Bongo, M., Owens, R. M. Sensing of EGTA Mediated Barrier Tissue Disruption with an Organic Transistor. Biosensors. 3, 44-57 (2013).
  32. Tria, S. A., Jimison, L. H., Hama, A., Bongo, M., Owens, R. M. Validation of the organic electrochemical transistor for in vitro toxicology. Biochim. Biophys. Acta. 1830, 4381-4390 (2013).
  33. Zhu, Z. T., et al. A simple poly(3,4-ethylene dioxythiophene)/poly(styrene sulfonic acid) transistor for glucose sensing at neutral pH. Chem. Commun. 1556-1557 (2004).
  34. Lin, P., Yan, F., Yu, J., Chan, H. L., Yang, M. The application of organic electrochemical transistors in cell-based biosensors. Adv. Mater. 22, 3655-3660 (2010).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics