Silicon Microchips voor het manipuleren van Cel-cel interactie

Summary

Dit artikel beschrijft een experimentele benadering voor de dynamische regeling van cel-cel interacties tussen adherente cellen op een micrometer schaal. Manipulatie van intercellulaire communicatie tussen de hepatocyten en stromale cellen is aangetoond. De ontwikkelde platform maakt het onderzoek van cel-cel interacties in een verscheidenheid van biologische processen, waaronder de ontwikkeling en de pathogenese.

Abstract

De rol van de cellulaire micro-omgeving wordt erkend als cruciaal bij het bepalen lot van de cel en functie in vrijwel alle weefsels van zoogdieren van ontwikkeling tot maligne transformatie. In het bijzonder, is de interactie met de naburige stroma in verband gebracht met een overvloed van biologische verschijnselen, maar conventionele technieken beperken de mogelijkheid om de ruimtelijke en dynamische elementen van dergelijke interacties te ondervragen.

In Micromechanische Herconfigureerbare Cultuur (RC), gebruiken we een micromachined silicium substraat met bewegende delen om dynamisch cel-cel interacties controle door middel van mechanische herpositionering. Eerder, is deze methode toegepast op intercellulaire communicatie te onderzoeken in co-culturen van hepatocyten en niet-parenchymcellen, waaruit blijkt de tijd-afhankelijke interacties en een beperkt bereik voor oplosbare signalering ^1.

Hier beschrijven we in detail de bereiding en het gebruik van de RC-systeem. We beginnen met het aantonen van de behandeling kan het apparaat delen met een pincet, waaronder bedienen van tussen de kloof en contact configuraties (celpopulaties gescheiden door een smalle 80-um gap, of in direct intiem contact). Vervolgens gaan we detail het proces van voorbereiding van de substraten voor cultuur, en de multi-step cell seeding proces die nodig zijn voor het verkrijgen van samenvloeiende cel monolagen. Met behulp van live-microscopie, we vervolgens illustreren real-time manipulatie van cellen tussen de verschillende mogelijke experimentele configuraties. Tenslotte tonen we de stappen die nodig zijn om het apparaat oppervlak voor hergebruik regenereren: tolueen en piranha's schoonmaken, polystyreen coating, en zuurstof plasma behandeling.

Protocol

Voorbereiding van de celculturen: Begin met siliconen delen bedekt met plasma behandeld polystyreen. Coat delen met de juiste extracellulaire matrix eiwitten aan de bevestiging van de gewenste celtype te ondersteunen. Voor de hepatocyten, incuberen in 50 g / ml collageen-1-oplossing bij 37 ° C gedurende 45 minuten. Voor 3T3 fibroblasten, is er geen matrix nodig is. Delen van sloten met complementaire delen die in contact configuratie. Soak in 70% ethanol voor een minimum van 10 …

Discussion

Dit systeem is uniek in die zin dat de ruimtelijke organisatie van het weefsel dynamisch worden gemanipuleerd op cellulair niveau mogelijk maakt. Daarom heeft dit apparaat mogelijk een aantal nieuwe biologische experimenten, verspreid over onderwerpen als intercellulaire signalering dynamiek, contact-gemedieerde versus oplosbare signalisatie, cel beslissingen over het lot, toxicologie, en cellulaire overspraak. Dit apparaat moet ruime generaliseerbaar, omdat de cultuur substraat is standaard weefselkweek plastic, en het systeem is compatibe…

Materials

Material Name	Tipo	Company	Catalogue Number	Comment
Silicon Comb Substrates	Tool	N/A	N/A	Parts are available for collaborative research projects. Please contact Elliot Hui (eehui @ alum . mit . edu) or Sangeeta Bhatia (sbhatia @ mit . edu).