हम एक कृत्रिम पाड़ के बिना एक एकल सेल आधारित 3 आयामी (3 डी) विधानसभा के निर्माण के लिए एक उपंयास विधि प्रदर्शित करता है ।
अपक्षयी चिकित्सा और ऊतक इंजीनियरिंग असभ्य रोगों के उपचार के लिए कई लाभ प्रदान करते हैं, और कई अध्ययनों से इन क्षेत्रों में 3 आयामी (3 डी) सेलुलर सभाओं के महत्व को प्रदर्शित किया है । कृत्रिम पाड़ों अक्सर 3 डी सेलुलर विधानसभाओं के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया गया है । हालांकि, पाड़ों सेलुलर विधानसभाओं का निर्माण करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है कभी विषैले और कोशिकाओं के गुणों को बदल सकते हैं । इस प्रकार, यह सेल सेल संपर्क की सुविधा के लिए एक गैर विषैले विधि स्थापित करने के लिए फायदेमंद होगा । इस पत्र में, हम dextran के साथ ऑप्टिकल चिमटी का उपयोग करके स्थिर सेलुलर सभाओं के निर्माण के लिए एक उपंयास विधि का परिचय । इस विधि के लाभों में से एक यह है कि यह एक कुछ मिनट के भीतर स्थिर सेल से सेल संपर्क स्थापित करता है । इस नई विधि एक प्राकृतिक हाइड्रोफिलिक बहुलक में 3 डी सेलुलर विधानसभाओं के निर्माण की अनुमति देता है और अगली पीढ़ी के 3 डी एकल अपक्षयी दवा और ऊतक इंजीनियरिंग के क्षेत्रों में सेल विधानसभाओं के निर्माण के लिए उपयोगी होने की उंमीद है ।
जबकि मानव ऊतकों कोशिकाओं के कई सभाओं से बना है और शरीर के homeostasis बनाए रखने में मदद कर सकते हैं, खुद के द्वारा एकल कोशिकाओं को भी सेल से सेल संपर्क के माध्यम से महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं । इसलिए, यह स्पष्ट करने के लिए महत्वपूर्ण है कि कैसे एकल कोशिकाओं को बाहरी संकेतों से उत्तेजित किया जा सकता है और कैसे वे अन्य अनुयाई कोशिकाओं के लिए इस तरह के संकेतों को हस्तांतरण. इस प्रयोजन के लिए, एकल-कक्ष-आधारित 3-आयामी (3d) असेंबली के निर्माण के लिए कई विधियाँ स्थापित की गई हैं1,2,3,4,5,6 ,7,8. हालांकि, सामग्री है कि सेलुलर विधानसभाओं के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है अभी भी सुधार किया जा सकता है । उदाहरण के लिए, पॉलीथीन ग्लाइकोल (खूंटी) सहित सिंथेटिक जैल और पॉलिमर कुछ रासायनिक भौतिक गुणों के अधिकारी हैं और लक्ष्य कोशिकाओं (जैसे, विषाक्तता) को प्रभावित कर सकते हैं ।
हमने हाल ही में एक उपंयास प्रणाली है कि एक एकल-सेल आधारित कोशिकाओं के 3 डी विधानसभा dextran (DEX) का उपयोग स्थिर सेल-सेल संपर्क9स्थापित करके उत्पंन कर सकता है की सूचना दी । हमने माना है कि इस प्रौद्योगिकी के कई अनुसंधान क्षेत्रों में उपयोगी हो सकता है, अपक्षयी चिकित्सा और यहां तक कि कैंसर जीव विज्ञान सहित । इस रिपोर्ट में, हम वर्णन कैसे हम एकल कोशिकाओं में हेरफेर और 3 आयामी निर्माण (3 डी) एक कृत्रिम पाड़ के बिना DEX सहित विभिंन हाइड्रोफिलिक biomacromolecules की उपस्थिति में सेलुलर असेंबलियों ।
वर्तमान अध्ययन 3 डी एकल सेल विधानसभाओं के निर्माण के लिए घुलनशील पॉलिमर के उपयोग पर हमारे हाल ही में9रिपोर्ट,11 के एक ठोस आवेदन से पता चलता है । इस तरह के विधानसभाओं छुरा थोक समाधान में गठन कर रहे है जब कोशिकाओं की संख्या 10 तक है, और एक एकल लेजर बीम द्वारा आयोजित किया जा सकता है । जब 10 से अधिक कक्ष हैं, तो असेंबलीज़ कांच की सतह पर हाला । हालांकि प्रयोग एक आदिम अवस्था में अब भी कर रहे हैं, हम उंमीद है कि उपंयास पद्धति अगली पीढ़ी के 3 डी एकल सेल विधानसभाओं, जो कोशिका जीवविज्ञान के क्षेत्र में प्रगति के लिए अपरिहार्य है और निर्माण के लिए एक शक्तिशाली उपकरण हो सकता है अपक्षय चिकित्सा ।
एक समाधान में कोई बहुलक युक्त, कोशिकाओं को एक दूसरे की वजह से सतह प्रभारी, जलयोजन प्रतिकारक बल, glycocalyx प्रतिकारक प्रभाव, और झिल्ली undulat से उत्पंन इलेक्ट्रोस्टैटिक repuls के पीछे हटाना । हमारे पिछले अध्ययन से पता चला है कि सेल जोड़े एक लंबे समय के लिए स्थिर किया जा सकता है जब कोशिकाओं खूंटी के साथ इलाज कर रहे हैं । इससे भी महत्वपूर्ण बात, खूंटी के बिना एक क्षेत्र के लिए एक सेल जोड़ी के सफल परिवहन, के बाद कोशिकाओं के संपर्क में खूंटी में 5 मिनट के लिए आयोजित किया गया था, पता चलता है कि सेलुलर संपर्क एक स्थिर तरीके से बनाए रखा है । यह अच्छी तरह से घट प्रभाव11के संदर्भ में समझाया गया है, और अनिवार्य रूप से एक ही तंत्र DEX9का उपयोग कर उत्पन्न सेलुलर विधानसभाओं के लिए लागू होता है. हमारे वर्तमान परिणाम सुझाव है कि प्राकृतिक अणुओं के अंय प्रकार भी स्थिर 3 डी सेलुलर विधानसभाओं के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।
कोशिकाओं के त्वरित परिवहन के लिए, बहुलक की एकाग्रता महत्वपूर्ण है । आम तौर पर, समाधान की चिपचिपाहट तेजी से बढ़ जाती है जब बहुलक ओवरलैप एकाग्रता के ऊपर भंग है । इस शर्त के तहत, यह ऑप्टिकल चिमटी का उपयोग कोशिकाओं में हेरफेर करने के लिए मुश्किल है । इसलिए, प्रयोग को ओवरलैप एकाग्रता के नीचे किया जाना चाहिए । एक DEX समाधान के लिए, ओवरलैप एकाग्रता ca है । ५० मिलीग्राम/एमएल (काइनेटिक चिपचिपापन है ५.५ mm2/ के रूप में रेफरी .9 में दिखाया गया है, एक स्थिर सेलुलर विधानसभा मनाया जब DEX की एकाग्रता था 10 मिलीग्राम/एमएल करने के लिए ४० मिलीग्राम/एमएल । इस परिणाम से पता चलता है कि घट प्रभाव को पर्याप्त रूप से स्थिर सेल-सेल संपर्क बनाए रखने के लिए भी जब DEX एकाग्रता ओवरलैप एकाग्रता से कम है बड़ा है । यह दिखाया गया है कि DEX के अलावा सेल व्यवहार्यता को प्रभावित नहीं करता है अप करने के लिए ४० मिलीग्राम/
3 डी सेलुलर विधानसभाओं के निर्माण के लिए एक विधि की स्थापना एक सेल संरचना द्वारा vivo सेलुलर microenvironment में नकल उतार के बाद से अपक्षयी दवा के क्षेत्र में महत्वपूर्ण है, स्टेम सेल व्युत्पंन ऊतक की सुविधा हो सकती है गठन. अब तक, हम NMuMG कोशिकाओं के अलावा Neuro2A कोशिकाओं9 का उपयोग सेलुलर विधानसभाओं का निर्माण करने के लिए वर्तमान प्रोटोकॉल का इस्तेमाल किया है. हम विभिंन morphologies की कोशिकाओं की एक बड़ी संख्या के 3 डी सेलुलर विधानसभाओं के निर्माण के लिए एक प्रायोगिक पद्धति स्थापित करने की उंमीद है । Ichikawa एट अल द्वारा विकसित ऑप्टिकल चिमटी प्रणाली । 13 इस प्रयोजन के लिए लागू किया जाएगा के बाद से कोशिकाओं के उंमुखीकरण को नियंत्रित किया जा सकता है । इन पंक्तियों के साथ आगे परीक्षण का वादा किया जाना चाहिए ।
The authors have nothing to disclose.
लेखक Ohta विश्वविद्यालय में शू Hashimoto, Aoi योशिदा, और Taeko Doshisha प्रयोगात्मक सेटअप के साथ उनके उदार सहायता के लिए धंयवाद । यह काम KAKENHI द्वारा समर्थित (15H02121, 15K05400, २५१०३०१२, ५०५८७४४१) और MEXT द्वारा निजी विश्वविद्यालयों में सामरिक अनुसंधान फाउंडेशन के लिए कार्यक्रम का समर्थन किया था । यह अध्ययन भी पता (अग्रणी राष्ट्रीय अनुसंधान केंद्र) वैज्ञानिक कंसोर्टियम “स्वस्थ पशु-सुरक्षित भोजन” से एक पोलिश अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था, विज्ञान और उच्च शिक्षा मंत्रालय के निर्णय No. 05-1/KNOW2/2015..
Microscope IX71 | Olympus | IX71 | |
Dextran(200,000; molecular biology-grade) | Wako | CAS.NO 9004-54-0 | |
Laser Trapping System (NanoTracker 2) | JPK Instruments | S/N T-05-0200 | |
Upper Objective Lens | Olympus | LUMPLFLN60XW | |
Lower Objective Lens | Olympus | UPLSAPO60XW | |
Top Cover Glass | MATUNAMI | C022401 | |
Intermediate Cover Glass (Spacer) | MATUNAMI | – | custom-made (size = 10mm×10mm, thickness = 0.17mm) |
Bottom Cover Glass | MATUNAMI | C030401 | |
Camera | The Imaging Source | DFK 31AF03 | |
Software | JPK Instruments | NanoTracker2 PFM software | |
NMuMG cells | RIKEN BRC | RCB2868 | |
PBS | Wako | 166-23555 | |
Cell banker | Nippon Zenyaku Kogyo | ZR621 | |
D-MEM | Wako Pure Chem. Ind., Japan | 044-29765 | |
FBS | Cell Culture Biosci., Nichirei Biosci. Inc., Japan | 172012-500ML | |
Trypsin | Thermo Fisher Scientific | 25200056 | |
Penicillin-Streptomycin | Wako Pure Chem. Ind., Japan | 161-23181 |