강력한, 미세 유체 세포 내 전달 플랫폼으로 휴대 뒤쪽에서
Summary
세포의 빠른 기계적인 변형은 고분자 나노 물질의 세포 내 전달을위한 약속, 벡터없는 방법으로 떠오르고있다. 이 프로토콜은 다양한 애플리케이션을 위해 시스템을 사용하는 방법에 대한 자세한 정보를 제공.
Abstract
세포의 빠른 기계적인 변형은 고분자 나노 물질의 세포 내 전달을위한 약속, 벡터없는 방법으로 떠오르고있다. 이 기술은 이전에 도전 응용 프로그램을 해결 잠재적 보여 주었다,, 등의 기본 면역 세포, 세포 리 프로그래밍, 탄소 나노 튜브, 양자 도트 배달에 납품 할 수있다. 이 벡터없는 미세 유체 플랫폼은 타겟 재료의 세포질 전달을 용이하게 세포막의 기계적 파괴에 의존한다. 여기서, 우리는 장치의 조립, 세포 준비 및 시스템 운영을 포함하여 이러한 마이크로 유체 장치의 사용의 상세한 방법을 설명합니다. 이 전달 방식은 디바이스 타입 및 이전에보고되지 않은 애플리케이션을위한 작동 조건의 간단한 최적화를 필요로한다. 이 시스템은 전문 버퍼 또는 화학적 변형 / 활용의 단계를 필요로하지 않기 때문에 제공된 지침은 대부분의 세포 유형과 전달 물질에 일반화되어 있습니다. 이 작품은 또한 제공의 장치 성능을 개선하고 막힘, 낮은 전달 효율 및 세포 생존과 관련된 잠재적 인 문제를 문제 촬영하는 방법에 대한 평가.
Introduction
세포의 세포질에 고분자의 배달 치료 및 연구 응용 프로그램에서 중요한 단계입니다. 단백질 전달 임상 3 및 실험실 모두 4 설정에서 세포 기능에 영향을 미치는 유망한 수단 동안 나노 입자 매개 배달, 예를 들어, 유전자 치료 1,2 잠재적 보이고있다. 이러한 작은 분자 약물, 양자 도트 또는 금 나노 입자와 같은 다른 재료는, 5,6 암 치료제 9 추적 세포 내 라벨 7,8, 단일 분자에 이르기까지 다양한 응용 프로그램에 관심이 있습니다.
세포막은 거대 분자에 크게 불 투과성이다. 많은 기존의 기술은 막 중단 또는 세포 내로 전달을 용이하게하는 고분자 나노 입자 10, 11, 리포좀 (12), 또는 화학 물질 수정 (13)를 사용합니다. 이러한 방법에서, 전달 효율 및 세포 생존율 번째의 구조에 종종 의존전자 표적 분자 및 세포 유형. 이러한 방법은 핵산과 같은 구조적으로 균일 한 물질의 전달에 효율적이 될 수 있지만, 종종 단백질 (14, 15) 및 나노 물질 7과 같은 더 구조적으로 다양한 물질의 전달을 위해 아픈 적합합니다. 또한, 이러한 방법의 대부분에 의존하는 엔도 좀의 파괴 메커니즘은 따라서 소포 구조 16에 갇혀 많은 소재를 떠나, 종종 비효율적이다. 마지막으로, 자주 설립 세포 라인과 함께 사용하기 위해 개발 된 방법은 일차 전지에 잘 번역하지 않습니다.
이러한 일렉트로 17,18 및 sonoporation 19 같은 멤브레인 poration 방법은 일부 애플리케이션에서 매력적인 대안이다 있지만, 이들은 낮은 세포 생존율을 일으키는 것으로 알려져 있으며 목표 전달 물질의 전하에 의해 제한 될 수있다.
세포의 빠른 기계적 변형, 배달 미세 유체 접근 방식은, 최근에이 demonstr세포 리 프로그래밍 (20)과 나노 물질 전달 (21)의 맥락에서 현재의 기술에 장점을 ated. 이 방법은 주위의 버퍼에 존재하는 물질의 세포 내 전달을 용이하게 세포막 O를 기계적 파괴에 의존한다. 이 시스템은 이전에 세포 유형에 도전 (예 일차 면역 세포와 줄기 세포) 및 물질 (예 : 항체와 탄소 나노 튜브)에 전위를 가능하게 보여 주었다. 여기서, 대상 고분자의 세포 내 전달을 위해 이러한 장치를 사용하는 일반적인 절차가 설명된다. 그러나, 그것은 이전에보고되지 않은 응용 프로그램에 대해, 우리의 이전에보고 된 설계 가이드 라인 (20)에 설명 된대로 하나의 조건에 대한 간단한 최적화를 수행 할 것을 권장하며이 절차는 대부분의 세포 유형과 전달 물질에 일반화이다. 지금까지, 시스템은 RNA, DNA, 금 나노 입자, 양자점, 탄소 나노 튜브, 단백질의 전달을 위해 성공적으로 사용되어왔다S 및 덱스 트란 중합체 20,21.
Protocol
Representative Results
Discussion
설명 된 실험 절차 (칩 설계 및 동작 속도 이외 즉 인자)의 특정 양상은 시스템에 적용되는 세포 유형 및 전달 재료에 따라 최적화 될 필요가있다. 주소에게 실험을 설계 할 때 고려해야 할 가장 일반적인 요소 중 일부를 다음과 토론.
형광 표지 화합물의 배달 신호를 개선하기 위해, 하나는 배경 형광의 원인을 해결하기 위해 필요합니다. 표면 바인딩 및 엔도 시토 시스…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 실험 설계와 데이터 분석에 도움이 논의 T. Shatova 감사합니다. G. 파라의 지원과 전문 지식, 기술의 매사 추세 츠 공과 대학에서 코흐 연구소의 핵심 유동 세포 계측법 및 마이크로 기술 연구소의 직원의 인사에 대해 감사의 말을 전한다. 이 작품은 건강 보조금 RC1 EB011187-02, DE013023, DE016516, EB000351의 국립 연구소에 의해 지원되고, 부분적으로 국립 암 연구소 암 센터 지원 (코어)에 의해 P30-CA14051 및 MPP-09Call-랭거-60을 부여했다.
Materials
| Device Holder & Plastic reservoir | SQZ Biotechnologies | Holder | |
| LSRFortessa Analyzer | Becton Dickinson | N/A | Flow cytometry machine used at the Koch Institute Core Facilities |
| Microfluidic device | SQZ Biotechnologies | Cell Squeeze | |
| O-Rings | McMaster | 9452K311 | |
| Pressure system to operate device | SQZ Biotechnologies | Pressure System | |
| Tweezers | |||
| Ultrasound bath |
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