3D Spheroids의 생성을위한 간단한 한깅 드롭 세포 배양 프로토콜
Summary
우리는 세포 – 세포 상호 작용의 차이를 수치 3D 조직 같은 spheroids 및 잠재적인 응용 프로그램을 생성하는 간단하고 빠른 방법을 설명합니다.
Abstract
세포 세포 결합 및 세포 – 하층 부착의 연구는 역사적으로 딱딱한 기판에 점착 성의 monolayer 문화에서 수행되었습니다. 조직 내에서 세포 그러나, 세포는 많은 가까운 이웃과 세포외 기질 구성 요소와 친밀한 연결을 설정하는 밀접하게 포장 조직 내에 대량 일반적으로 쌌다 있습니다. 따라서, 화학 환경 및 3D 조직 내에서 세포에 의해 경험 물리적 강제는 monolayer 문화에서 자란 세포에 의해 경험보다 근본적으로 다릅니다. 이것은 현저하게 세포 형태학 및 신호에 영향을 보여줘왔다. 여러 가지 방법이 콜라겐 젤 1 또는 biomaterial 공사장 공중 발판 2 세포의 캡슐을 포함하여 3 차원 세포 배양을 생성 고안되었습니다. 이러한 방법은 유용하면서 정상 조직에있는 친밀한 직접 세포 세포 접착 아키텍처를 요점을 되풀이하지 않습니다. 오히려, 그들은 더 밀접하게 대략적인 문화 시스템은있는 단일 세포는 느슨하게 ECM 제품의 3D meshwork 이내에 분산됩니다. 여기, 우리는 세포가 드롭 문화 매달려에 배치하고 그들이 세포가 서로와 세포외 기질 구성 요소와 직접 접촉하는 진정한 3D spheroids를 형성 때까지 생리 조건 하에서 incubated하는 간단한 방법을 설명합니다. 방법은 전문적인 장비를 필요로하지 않고 셀 – 셀 또는 셀 ECM 상호 작용에 영향을 elucidating에 관심이있을 것으로 매우 소량의 모든 생물 학적 요원의 추가 포함 적용할 수 있습니다. 방법은 또한 서로 다른 세포 인구가있는만큼 셀 사이의 공간 관계를 지정에서 셀 – 셀 또는 셀 – ECM 상호 작용의 역할을 명료하게하다하는 공동의 문화 두 (또는 그 이상)에 사용할 수 있습니다. 세포 세포 결합 및 세포 – ECM 부착은 악성 침입, 상처 치유, 및 조직 공학에 응용 프로그램을 위해 배아 개발, 종양 – stromal 세포 상호 작용 연구의 기초입니다. 이 간단한 방법은 biomechanical 속성 측정이나 생리학 관련 모델에서 분자와 생화 학적 분석을 위해 세포 집계와 같은 조직을 생성하는 수단을 제공합니다.
Protocol
Discussion
연구는 3 차원 컨텍스트 (3D)에 culturing 세포는 독특한 세포 형태학 및 엄격한 2 차원 (2D) 문화 시스템 9 비교할 때 신호를 생성하는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, fibroblast – 인구 콜라겐 젤는 3D에서 fibroblast의 형태는 2D 10,11에서 관찰와는 상당히 별개의 것을 보여줍니다. 마찬가지로, 3D 문화는 내유 상피 세포의 조직과 관련된 차별을 일으킬 수. 3D 문화 시스템은 정상 및 악성 세?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 기술 지원을 위해 박사 Dongxuan 지아 감사하고 싶습니다. 이 문서에 나타나는 이미지 중 일부는 박사 말콤 S. 스타 인 버그, 분자 생물학의학과, 프린스턴 대학교와 공동으로했다. 저자는 또한 국방 전립선암 연구 프로그램 (보조금 PC – 030482와 PC – 991552)의 계열 NCI / NIH (부여 R01CA118755)은 관대한 지원을 감사드립니다.
Materials
- automatic cell counter (BioRad TC10)
- shaking water bath with CO2 gable cover Model 3540 (Lab-line)
References
- Cukierman, E., Pankov, R., Yamada, K. M. Cell interactions with three-dimensional matrices. Curr Opin Cell Biol. 14, 633-639 (2002).
- Nelson, C. M., Bissell, M. J. Of extracellular matrix, scaffolds, and signaling: tissue architecture regulates development, homeostasis, and cancer. Annu Rev Cell Dev Biol. 22, 287-309 (2006).
- Davis, G. S., Phillips, H. M., Steinberg, M. S. Germ-layer surface tensions and "tissue affinities" in Rana pipiens gastrulae: quantitative measurements. Dev Biol. 192, 630-644 (1997).
- Schotz, E. M. Quantitative differences in tissue surface tension influence zebrafish germ layer positioning. HFSP J. 2, 42-56 (2008).
- Jia, D., Dajusta, D., Foty, R. A. Tissue surface tensions guide in vitro self-assembly of rodent pancreatic islet cells. Dev Dyn. 236, 2039-2049 (2007).
- Foty, R. A., Steinberg, M. S. The differential adhesion hypothesis: a direct evaluation. Dev Biol. 278, 255-263 (2005).
- Li, D. Expression of the casein kinase 2 subunits in Chinese hamster ovary and 3T3 L1 cells provides information on the role of the enzyme in cell proliferation and the cell cycle. J Biol Chem. 274, 32988-32996 (1999).
- Foty, R. A., Pfleger, C. M., Forgacs, G., Steinberg, M. S. Surface tensions of embryonic tissues predict their mutual envelopment behavior. Development. 122, 1611-1620 (1996).
- Wendt, D., Riboldi, S. A., Cioffi, M., Martin, I. Potential and bottlenecks of bioreactors in 3D cell culture and tissue manufacturing. Adv Mater. 21, 3352-3367 (2009).
- Berry, D. P., Harding, K. G., Stanton, M. R., Jasani, B., Ehrlich, H. P. Human wound contraction: collagen organization, fibroblasts, and myofibroblasts. Plast Reconstr Surg. 102, 124-131 (1998).
- Grinnell, F. Fibroblast biology in three-dimensional collagen matrices. Trends Cell Biol. 13, 264-269 (2003).
- Wang, F. Reciprocal interactions between beta1-integrin and epidermal growth factor receptor in three-dimensional basement membrane breast cultures: a different perspective in epithelial biology. Proc Natl Acad Sci U S A. 95, 14821-14826 (1998).
- Weaver, V. M. Reversion of the malignant phenotype of human breast cells in three-dimensional culture and in vivo by integrin blocking antibodies. J Cell Biol. 137, 231-245 (1997).
- Boudreau, N., Werb, Z., Bissell, M. J. Suppression of apoptosis by basement membrane requires three- dimensional tissue organization and withdrawal from the cell cycle. Proc Natl Acad Sci U S A. 93, 3509-3513 (1996).
- Croix, B., Rak, J. W., Kapitain, S., Sheehan, C., Graham, C. H., Kerbel, R. S. Reversal by hyaluronidase of adhesion-dependent multicellular drug resistance in mammary carcinoma cells. J. Nat. Cancer Inst. 88, 1285-1296 (1996).
- Bissell, M. J. Tissue structure, nuclear organization, and gene expression in normal and malignant breast. Cancer Res. 59, 1757-1763 (1999).
- Marrero, B., Messina, J. L., Heller, R. Generation of a tumor spheroid in a microgravity environment as a 3D model of melanoma. In Vitro Cell Dev Biol Anim. 45, 523-534 (2009).
- Napolitano, A. P. Scaffold-free three-dimensional cell culture utilizing micromolded nonadhesive hydrogels. Biotechniques. 43, 494-496 (2007).
- Tibbitt, M. W., Anseth, K. S. Hydrogels as extracellular matrix mimics for 3D cell culture. Biotechnol Bioeng. 103, 655-663 (2009).
