Silizium-Mikrochips zur Manipulation Zell-Zell-Interaktion
Summary
Dieser Artikel beschreibt einen experimentellen Ansatz zur dynamischen Regulation der Zell-Zell-Wechselwirkungen zwischen adhärenten Zellen im Mikrometerbereich. Manipulation der interzellulären Kommunikation zwischen Hepatozyten und Stromazellen nachgewiesen ist. Die entwickelte Plattform ermöglicht Untersuchung von Zell-Zell-Interaktionen in einer Vielzahl von biologischen Prozessen, einschließlich der Entwicklung und Pathogenese.
Abstract
Die Rolle der zellulären Mikroumgebung ist entscheidend bei der Bestimmung Zellschicksals und Funktion in nahezu allen Säugetiergewebe von der Entwicklung zur malignen Transformation anerkannt. Insbesondere hat die Interaktion mit benachbarten Stroma in einer Vielzahl von biologischen Phänomenen in Verbindung gebracht, jedoch begrenzen konventionellen Techniken die Möglichkeit, die räumlichen und dynamischen Elementen solcher Wechselwirkungen zu verhören.
In Mikromechanische Reconfigurable Kultur (RC), beschäftigen wir eine mikromechanische Silizium-Substrat mit beweglichen Teilen zur dynamischen Steuerung von Zell-Zell-Interaktionen durch mechanische Neupositionierung. Bisher wurde diese Methode angewendet, um interzelluläre Kommunikation in Co-Kulturen von Hepatozyten und Nicht-Parenchym-Zellen zu untersuchen, zeigen zeitabhängige Wechselwirkungen und eine begrenzte Reichweite für lösliche Signalisierung 1.
Hier beschreiben wir im Detail die Herstellung und Verwendung der RC-System. Wir beginnen mit der Demonstration der Handhabung des Gerätes Teile mit einer Pinzette, einschließlich Betätigung zwischen dem Spalt und Kontakt-Konfigurationen (Zellpopulationen durch einen schmalen 80-um Spalt getrennt, oder in direkten engen Kontakt). Als nächstes haben wir ausführlich den Prozess der Vorbereitung der Substrate für die Kultur und die multi-step Zellaussaat Verfahren zur Gewinnung von konfluenten Zellrasen erforderlich. Mit Live-Mikroskopie, wir dann zeigen, Echtzeit-Manipulation von Zellen zwischen den verschiedenen möglichen experimentellen Konfigurationen. Schließlich zeigen wir die Schritte, die erforderlich sind, um die Oberfläche der Vorrichtung für die Wiederverwendung zu regenerieren: Toluol und Piranha Reinigung, Polystyrol-Beschichtung und Sauerstoff-Plasma-Behandlung.
Protocol
Discussion
Dieses System ist einzigartig, da es die räumliche Organisation von Gewebe, um dynamisch auf der zellulären Ebene manipuliert werden können. Folglich hat dieses Gerät eine Reihe von neuartigen biologischen Experimente aktiviert, Spanning Themen wie interzellulären Signalübertragung Dynamik, wenden Sie vermittelte im Vergleich zu löslichem Signalisierung, Zellschicksal Entscheidungen, Toxikologie und zelluläre Übersprechen. Dieses Gerät sollte weitgehend verallgemeinerbar, da die Kultur Substrat Standard Gewebekultur Kunststoff, un…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren bedanken sich Salman Khetani, Jared Allen, Chris Flaim und Austin Derfus für hilfreiche Diskussionen während des Prozesses der Entwicklung dieses Gerätes. Diese Arbeit wurde von der National Science Foundation Fakultät Early Career Development Program, National Institutes of Health / National Institute of Diabetes and Digestive und Nierenkrankheiten, und der David and Lucile Packard Foundation unterstützt. EEH wurde von einem Ruth L. Kirschstein National Research Service Award unterstützt.
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). |
Referências
- Hui, E. E., Bhatia, S. N. Micromechanical control of cell-cell interactions. Proceedings of the National Academy of Sciences. 104, 5722-5726 (2007).
- Bhatia, S. N., Balis, U. J., Yarmush, M. L., Toner, M. Effect of cell-cell interactions in preservation of cellular phenotype: cocultivation of hepatocytes and nonparenchymal cells. The FASEB Journal. 13, 1883-1900 (1999).
- El-Ali, J., Sorger, P. K., Jensen, K. F. Cells on Chips. Nature. 442, 403-411 (2006).
