微小環境マイクロアレイの作製と利用（MEArrays）
Summary
細胞機能上の微小環境の分子組成の影響についての洞察を得るためのコンビナトリアル機能的スクリーニング方法が記載されている。この方法は、細胞接着および機能解析をサポートしていることを定義したコンビナトリアル微小環境の配列を生成するために、既存のマイクロアレイベースの技術を活用しています。
Abstract
細胞とその周囲の微小環境との相互作用が細胞挙動のために機能的な結果をもたらす。単一細胞レベルでは、異なる微小環境は、分化、遊走および増殖表現型を課すことができ、組織レベルでの微小環境は、形態形成および腫瘍形成1のような複雑な処理します。のみならず、内微小環境への影響の細胞および分子細胞内容物をしますが、とても弾力性2、組織の幾何学3を行う。細胞間、ECM-、および-可溶性因子の相互作用の総和として定義されて、物理的な特性に加えて、微小環境は複雑である。組織内の細胞の表現型は、それらのゲノムコンテンツやmicroenviroment持つ組み合わせの相互作用に起因して部分的に部分的に起因している。主要な課題は、独特の行動と微小環境の成分の特定の組み合わせをリンクすることです。
ENT ">ここでは、コンビナトリアル4微小環境との相互作用の細胞ベースの機能的スクリーニングのための微小環境マイクロアレイ（MEArray）プラットフォームを提示します。方法は分子組成と弾性率の同時制御を可能にし、広く利用可能なマイクロアレイの使用を組み合わせと微細技術。MEArray画面では、以下のよう成体前駆細胞などの珍しい種類の細胞の機能研究を容易にアレイあたり10,000細胞、できるだけ少ない必要があります。テクノロジーの限界は、その全体組織微小環境が完全MEArraysに要約されることができないですが、との比較多数の関連微小環境に同じ細胞型の応答は、例えば特定の組織を特徴付けるECMタンパク質のペアの組み合わせは、微小環境の成分が組織特異的機能の表現型を引き出す方法についての洞察を提供します。MEArraysは、組換えGROの多種多様を使用して印刷することができますwthの因子、サイトカイン、および精製されたECMタンパク質、およびそれらの組み合わせが含まれる。プラットフォームは、特定の試薬の利用可能性によって制限されています。 MEArraysは、時間経過の分析に適しているが、ほとんどの場合、蛍光プローブを用いた測定可能である細胞の機能のエンドポイントの解析に使用されています。例えば、DNA合成、アポトーシス、分化した状態の取得、または特定の遺伝子産物の生産は、一般的に測定されています。簡単に言えば、MEArray実験の基本的な流れは、印刷基層でコーティングスライドを準備し、印刷されるタンパク質のマスタープレートを準備することです。アレイはマイクロアレイロボットで印刷されその後、細胞培養中で成長し、接続を許可され、その後、化学実験のエンドポイントに達した時点で固定されています。従来の顕微鏡やマイクロアレイスキャナーで画像化蛍光または比色アッセイは、関連する分子や細胞の表現型を示す（ 図1）を明らかにするために使用されています。
Protocol
Discussion
ここに提示されMEArrayの方法は、細胞と組み合わせ微小環境との相互作用4の機能解析を可能にします。 MEArray分析は、基本的な微細化技術、細胞生物学、および多くのマルチ施設で利用可能なマイクロアレイプリンティングロボットや分析装置の使用を兼ね備えています。無血清培地製剤は添付ファイルを向上させることができますBSAまたは<1％の血清を含むようにいくつかのケー?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
MLはNIA（R00AG033176とR01AG040081）と研究所監督研究開発、エネルギー契約＃DE-AC02-05CH11231の米国防総省でサポートされています。
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalog number | Comments (optional) |
| Glass slides 25 mm x 75 mm | VWR | 48311-600 | |
| Glass coverslips (no.1) 24 mm x 50 mm | VWR | 48393-241 | |
| Staining dish (or Coplan jar) | VWR | 25461-003 | |
| Petri dishes (15 cm) | BD Falcon | 351058 | |
| NaOH (1.0N) | Sigma-Aldrich | S2567 | |
| APES (>98% (3-Aminopropyl)triethoxysilane) | Sigma-Aldrich | A3648 | |
| Glutaraldehyde | Sigma-Aldrich | G7651 | 50% in water |
| APS (>98% Ammonium Persulfate) | Sigma-Aldrich | A3678 | Prepare 10% working solution with ddH2O |
| TEMED (N,N,N’,N’-Tetramethylethylenediamine) | Sigma-Aldrich | T9281 | |
| Acrylamide (40%) | Sigma-Aldrich | A4058 | |
| Bis-Acrylamide (2% w/v) | Fisher BioReagents | BP1404-250 | |
| 0.45 μm Syringe filter 4-mm nylon | Nalgene | 176-0045 | |
| FITC | Sigma-Aldrich | F4274 | |
| PDMS (polydimethylsiloxane) | Dow Corning | 3097358-1004 | Sylgard 184 Elastomer kit via Ellsworth Adhesives |
| 2-chamber slides | NUNC | 177380 | |
| Pluronic F108 | BASF | 30089186 | |
| Aquarium sealant | Dow Corning | DAP 00688 | |
| Fluormount-G | Southern Biotech | 0100-01 | |
| Disposable plastic cups | |||
| Tongue depressors | |||
| Nitrile gloves | |||
| Plastic microscope slide boxes | |||
| Spin coater | WS-400B-6NPP/LITE | Laurell Technologies Corporation | |
| Oven | |||
| Digital hotplate | |||
| 384-well plates | A brand appropriate for the microarray robot | ||
| Microarray printing robot | |||
| Inverted phase and fluorescence microscope | |||
| Axon microarray scanners | Molecular Devices | Multiple configurations exist |
References
- Bissell, M. J., Labarge, M. A. Context, tissue plasticity, and cancer: are tumor stem cells also regulated by the microenvironment. Cancer Cell. 7, 17-23 (2005).
- Engler, A. J., Sen, S., Sweeney, H. L., Discher, D. E. Matrix elasticity directs stem cell lineage specification. Cell. 126, 677-689 (2006).
- McBeath, R., Pirone, D. M., Nelson, C. M., Bhadriraju, K., Chen, C. S. Cell shape, cytoskeletal tension, and RhoA regulate stem cell lineage commitment. Dev. Cell. 6, 483-495 (2004).
- LaBarge, M. A. Human mammary progenitor cell fate decsions are products of interactions with combinatorial microenvironments. Integrative Biology. 1, 70-79 (2009).
- Kim, H. N. Patterning Methods for Polymers in Cell and Tissue Engineering. Annals of biomedical engineering. , (2012).
- Boudou, T., Ohayon, J., Picart, C., Pettigrew, R. I., Tracqui, P. Nonlinear elastic properties of polyacrylamide gels: implications for quantification of cellular forces. Biorheology. 46, 191-205 (2009).
- Tse, J. R., Engler, A. J. Preparation of hydrogel substrates with tunable mechanical properties. Current protocols in cell biology. Chapter 10, Unit 10 (2010).
- Flaim, C. J., Chien, S., Bhatia, S. N. An extracellular matrix microarray for probing cellular differentiation. Nat. Methods. 2, 119-125 (2005).
- Soen, Y., Mori, A., Palmer, T. D., Brown, P. O. Exploring the regulation of human neural precursor cell differentiation using arrays of signaling microenvironments. Mol. Syst. Biol. 2, 37 (2006).
