Summary

マルチコンパートメントのCNSニューロングリア共培養マイクロ流体プラットフォーム

Published: September 10, 2009
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Summary

我々は、in vitroでのCNS軸索 – グリア相互作用の研究のための新規マルチコンパートメントの神経細胞の共培養マイクロシステムプラットフォームを開発。プラットフォームは、並行して6つの独立した実験まで行うことが可能であり、新たに開発したマクロ/マイクロハイブリッドの製造方法を用いて作製した。

Abstract

我々は、高スループットの並列で6つの独立した実験まで行うことができるin vitroでの中枢神経系における軸索-グリア相互作用の研究のための新しいマルチコンパートメントの神経細胞の共培養マイクロシステムプラットフォームを、提示する。我々は、再現性良く大量製造を可能にする、単一のソフトリソグラフィーのプロセスを介して同じデバイス内でミクロとマクロの両方のスケール構造を有するマイクロ流体デバイスを作成するための新しい製造法を開発した。

マルチコンパートメント流体共培養のプラットフォームは、オリゴデンドロサイト(OLS)のための神経細胞と6軸索/グリア細胞コンパートメント用のソーマのコンパートメントで構成されています。相馬コンパートメントと軸索/グリア細胞のコンパートメントは、軸索は軸索/グリアコンパートメントに成長できるようにしながら、物理的障壁として機能するが、相馬のコンパートメントの神経細胞体を閉じ込めることが軸索誘導マイクロの配列で接続されています。軸索/グリアコンパートメントにロードされたOLSは、ローカライズされた軸索 – グリア相互作用の研究を可能にする、軸索ではなく、神経細胞体や樹状突起とだけ対話することができます。マイクロチャネルはまた、6つの独立した実験は、より高いスループットのために単一のデバイス上で実施できるように、コンパートメント間の流体分離を有効にする。

ポリ(ジメチルシロキサン)(PDMS)を用いたソフトリソグラフィは、生物医学マイクロデバイスで一般的に使用される技法です。これらのデバイス上の貯水池は、一般的にマニュアルパンチングにより定義されています。プロセスの簡単な、貧しい人々の配置と時間のかかる性質は、貯水池の大規模な数字が繰り返し作成する必要があるときに、このプロセスは適していないですが。新たに開発した方法は、このような限界を克服し、貯水池のマニュアルパンチングを必要としなかった。最初に、七貯水池(深さ:3.5 mm)の微粉砕機を用いて、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)のブロックで行われた。その後、ガラス基板上に作製した尾根の微細構造の配列は、細胞体および軸索/グリア細胞コンパートメントを接続するマイクロチャネルを定義するためにPMMAブロックに対して、ホットエンボス加工された。このプロセスは、単一のPMMAマスター内で一致するようにマクロスケールのリザーバー(3.5 mm)およびマイクロスケールのチャネル(2.5μm)で生じた。金型マスターを務めたPDMSのレプリカは、ソフトリソグラフィーと最終的なPDMSデバイスはこのマスターからレプリケートされたを使用して得られた。

E16 – 18ラットの一次ニューロンは細胞体のコンパートメントにロードされ、二週間培養した。細胞培養の一週間後、軸索は、マイクロチャネルを交差させ、軸索/グリアれた区画内の軸索のみがネットワーク層を形成した。軸索P1 – 2匹のラットから六索/グリア細胞コンパートメントとOLS全体に均一に成長したが共存培養のためのin vitroで 14日間で軸索/グリア細胞区画に追加されました。

Protocol

パート1:マルチコンパートメントのニューロンの共培養装置の製造のためのマスターの金型を準備 PMMAマスターを製作する最初のステップは、3.5 mm深さの区画を作ることです。 One相馬コンパートメントと6軸索/グリア細胞の区画は、微粉砕機(MDX – 40、ローランドまたは他のCNC加工機)を使用して、PMMAのブロックで定義されています。 PMMAマスターは、破片を除去するために10分間イ?…

Discussion

我々は、哺乳類の中枢神経軸索 – グリア相互作用を研究するためのマルチコンパートメントの共培養のプラットフォームを開発しました。中枢神経系の軸索が正常に神経細胞体/樹状突起から単離された、とオリゴデンドロサイトが正常にデバイス内部で共培養した。ニューロンの密度は、アプリケーションによって変えることができるが、低すぎたり高すぎる濃度は、細胞が死ぬことを引き…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、精神保健の健康/国立研究所(NIH / NIMH)の国立研究所によってサポートされていました#1R21MH085267を付与します。

References

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Cite This Article
Park, J., Koito, H., Li, J., Han, A. A Multi-compartment CNS Neuron-glia Co-culture Microfluidic Platform. J. Vis. Exp. (31), e1399, doi:10.3791/1399 (2009).

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