동적 3D 복막의 마이크로 디바이스의 모델링 난소 암 다세포 회전 타원체 동작

Summary

생리 관련 모델에서 난소 종양의 진행을 연구하기 위해, 다세포 회전 타원체는 시뮬레이션 된 유체의 흐름에 따라 마이크로 디바이스에서 배양 하였다. 이 동적 3D 모델은 난소 암 전이가 발생 셀룰러 및 기계 부품과 복강 환경을 에뮬레이트합니다.

Abstract

난소 암은 일반적으로 악성 복수에서 발견 된 종양 분야와 광범위한 복막 전이 특징으로한다. 이것은 가난한 임상 결과와 관련, 현재 효과적인 치료가 부족합니다. 모두 3 차원 환경과 동적 기계적 힘이 전이성 캐스케이드에서 매우 중요한 요소이다. 그러나, 기존의 세포 배양이 자연 종양 미세 환경 요점을 되풀이하지 못한다. 따라서, 복강 환경을 에뮬레이션 할 수 있습니다 생체 -like 모델은 분명 중요하다. 이 연구에서, 복막의 새로운 미세 전이 플랫폼 동안 복강 난소 암 타원체의 상황을 모방하기 위해 설립되었다. 비 - 부착 성 조건하에 생성 된 난소 암 타원체는 생리 학적으로 관련이 전단 응력을 실시 복막 중피 세포로 코팅 된 미세 채널에서 배양 하였다. 요약하면,이 역동적 인 3D 난소 암 mesothelium 마이크rofluidic 플랫폼은 기본 암 생물학에 새로운 지식을 제공하고 잠재적 인 약물 검사 및 개발을위한 플랫폼 역할을 할 수 있습니다.

Introduction

난소 암은 부인과에서 가장 치명적인 암이며 널리 보급 복막 악성 복수 형성 ^한 것을 특징으로한다. 이 광범위한 복막 전이 주요 임상 도전을 나타내고 빈약 한 임상 결과와 연결되어 있습니다. 혈액을 통해 전이 가장 단단한 암과는 달리, 난소 암은 주로 복강 내에서 발신. 종양 세포는 전이 ^(2)의 과정에서와 같은 다세포 응집체 / 타원체 존재한다. 현탁 배양은 줄기 난소 암 / 종양 세포를 풍부하게 개시 할 수 있다는 사실이 상기 스페 로이드는 모두 종양의 공격성과 연관 chemoresistance ^3,4- 향상 될 수 있음을 시사한다. 아마도 다른 분자 메커니즘 ^5가 2D 및 3D 문화 사이의 약물 반응에 차이가 있습니다.

_content는 ">는 mesothelium에 필수적인 상호 작용은 난소 종양 진행에 대한 기본 미세 환경을 구성한다.이 중피 세포를 피브로넥틴은 유비쿼터스 성분 인 세포 외 기질 (ECM)에 거짓말. 증가 중피 세포 유래 피브로넥틴의 표현 사이의 링크를 종양의 진행을 도시하고있다. 피브로넥틴 악성 복수

Protocol

1. 미세 유체 장치 설계 및 제작

1. 미세 유체 마스터 디자인
   1. 디자인은 컴퓨터 지원 설계 (CAD) 소프트웨어를 사용하여 미세 유체 채널 패턴을 그린다.
      주 : 일반적으로, CAD 도면은 포토 마스크를 제조하는 마스크 회사에 전송 될 수있다. 미세 유체 설계는 3 개의 동일한 병렬 채널, 다음과 같은 크기와 각 구성 : 4 mm μm의 250 × mm 25 × (폭 × 높이 × 길이)와 떨어져 2mm를 설정합니다. 두 채널이 종료 된 액체 입구와 출구 (그림 1B)를 용이하게하기 위해 127 ° 각도로 설계되었다. 이 프로토콜에서 사용되는 채널이 이전에 발행 ^{(13)에보고되었다.}
   2. 15 분마다 아세톤, 이소프로판올 초음파 처리 (500 W / 42 KHZ), 탈 이온수로 상기 실리콘 웨이퍼를 세척 하였다. 압축 된 질소 가스는 웨이퍼를 건조. 15 분 완전히 건조에 250 ° C에서 핫 플레이트에 실리콘 웨이퍼를 가열그것.
   3. 스핀 코트 1800 rpm의 회전 속도로 실리콘 웨이퍼 상 (125 μm의 두께) SU-8 2075 포토 레지스트 층을 포함한다. 합니다 (SU-8 제품 설명서에 따라), 각각 5 및 25 분 동안, 과량의 용매를 제거하고....

Results

이 프로토콜을 이용하여 미세 유체 플랫폼은 유체 역학적 조건 중피 세포 난소 암 타원체를 모델링하기 위해 설정되었다. 차 인간 복막 중피 세포는 16 시간을위한 마이크로 디바이스에서 배양하고, 명 시야 현미경으로 관찰 하였다. 도 2a에 도시 된 바와 같이, 채널 하부 성공적 HPMCs의 단층으로 덮었다. 이는 채널 코팅 실패로 이어질 피브로넥틴 또는 HPMC 패터닝 동안 그 기포 형성을 주목하는 것이 중요하다. 비 접착 현탁 배양을 통해 환자의 복수에있는 것과 비슷한 크기입니다 약 100 μm의 직경을 가진 다세포 회전 타원체는 생성 된 녹색 형광 염료, CMFDA으로 표시. 타원체는 HPMC 코팅 된 미세 유체 채널에 옮기고 현탁액에 남아 있었다. 셀 모폴로지는도 2 (현미경 관찰 및 이미지 캡처 된B). 형광 표지 된 암 타원체 용이 형광 현미경 (도 2c) 아래 중피 세포.......

Discussion

이 분석은 접착 분석, 중피 통관 분석, 약물 검사, 제한 등의 다양한 생화학 및 세포 기반 분석과 통합,하지만 할 수있는 유연하고 생리 학적으로 관련 모델을 제공합니다. 이것은 암 진행에 복강 내 미세 환경의 영향의 평가에 적용 할 수있다. 그러나, 여러 실험 조건은 프로젝트의 목적에 따라 최적화 할 수있다 (예를 들어, 채널, 공동 배양 시간 등 당 시드 HPMCs 암 타원체의 수). 이러한 섬유 아세포, 내피 세포 또는 면역 세포로 복강 내 미세 환경에서 다른 세포 유형은 또한 난소 암 타원체와 주변 셀 간의 중요한 상호 작용을 연구하기 위해 시스템에 포함될 수있다. 이러한 라미닌, 비트로 넥틴, 콜라겐과 같은 다른 ECM 성분이 사용될 수도있다. 고려 될 필요가있다이 프로토콜의 하나의 약점은, 그 동안영양 보충 및 전단 응력의 결합은 생체 내에서 본 그 연상, 우리의 현재 시스템에서 영양 보충과 전단 응력의 별도의 제어가 없습니다. 또한, 이러한 형광 - 활성화 세포 분류.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
실리콘 웨이퍼	대학 웨이퍼	#1196	100 mm
SU-8 2075 포토레지스트	Microchem
SU-8 개발자	Microchem	108-65-6
Trichloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl) 실란	Sigma	448931
Sylgard 184	Dow Corning		1673921 Polydimethylsiloxane (PDMS) + 경화제 키트
생검 펀치	Miltex	33-31AA	1 mm 직경
플라즈마 클리너	Harrick Plasma	PDC-002
폴리에틸렌 튜빙	SCI	BB31695-PE/5	0.86 mm (내경)
주사기	Terumo
주사기 펌프	더 긴 정밀 펌프	LSP01-2A
중간 199	Invitrogen	31100-035	2.2 g/L 중탄산 나트륨
MCDB 105 중간 크기	Sigma	M6395
태아 소 혈청 (FBS)	Hyclone	SH30068.02
페니실린/스트렙토마이신	Invitrogen	15070-063
트립신 EDTA 솔루션	Gibco	25300-054	0.05% 트립신 - 0.01% EDTA, 페놀 레드
피브로넥틴 인간	BD	354008
아가로스	Invitrogen	15510-027
5-chloromethylfluorescein diacetate	Life technologies	C7025	Green CMFDA
CO2 인큐베이터	SANYO	MCO-18AIC
원심분리기	Hitachi	CT15RE
형광 현미경	Nikon		모델: 80i 또는 ECLIPSE Ti; 소프트웨어: SPOT
SKOV-3& 주의;			N Auersperg 박사(브리티시 컬럼비아 대학교)의 선물