Mikrostrukturierten Oberflächen zum Studium Hyaluronsäure Wechselwirkungen mit Krebszellen
Summary
Ein neuartiger Ansatz, dass die hochauflösende Analyse von Krebs Zell-Interaktionen ermöglicht mit exogenen Hyaluronsäure (HA) beschrieben wird. Gemusterten Oberflächen werden durch die Kombination Carbodiimid Chemie und Mikrokontaktdrucken hergestellt.
Abstract
Cancer Invasion und Progression beinhaltet eine bewegliche Zelle Phänotyp, die unter komplexen Regulation durch Wachstumsfaktoren / Zytokine und extrazelluläre Matrix (ECM)-Komponenten in der Tumor-Mikroumgebung ist. Hyaluronsäure (HA) ist einer stromalen ECM-Komponente, die bekanntermaßen Tumorprogression durch Verbesserung der Invasion, Wachstum und Angiogenese 1 zu erleichtern wird. Interaktion von HA mit ihren Zelloberflächen-Rezeptor CD44 induziert Signal-Ereignisse, das Wachstum von Tumorzellen, das Überleben und die Migration zu fördern, wodurch Metastasierung 2-3. HA ist ein anionisches, nicht sulfatierten Glycosaminoglycan von sich wiederholenden Einheiten von D-Glucuronsäure und DN-Acetylglucosamin zusammen. Durch die Anwesenheit von Carboxyl-und Hydroxyl-Gruppen auf die Wiederholung Disaccharideinheiten, native HA weitgehend hydrophilen und zugänglich chemische Modifikationen, die Sulfatgruppen für photoreative Immobilisierung 4-5 einzuführen. Frühere Studien, die die Immobilisierung von HA auf Oberflächen nutzen die bioresistenten Verhalten der HA und seine sulfatierte Derivat Zelladhäsion auf Oberflächen 6-7 steuern. In diesen Studien Zelladhäsion bevorzugt auf Nichtspieler-HA strukturierten Gebieten.
Zur Analyse zellulärer Interaktionen mit exogenen HA, haben wir gemusterten funktionalisierten Oberflächen, die ein steuerbares Studie und hochauflösende Visualisierung der Krebszelle Interaktionen mit HA ermöglichen entwickelt. Wir verwendeten Mikrokontaktdrucken (UCP) zu diskreten strukturierten Gebieten HA auf Glasflächen zu definieren. A "Tethering"-Ansatz, dass Carbodiimid Verknüpfung Chemie gilt für HA immobilisieren wurde 8 verwendet. Glasflächen wurden Mikrokontakt mit einem Aminosilan gedruckt und reagierte mit einer HA-Lösung optimiert Verhältnis von EDC und NHS zum HA Immobilisierung in gemusterten Arrays ermöglichen. Die Einbeziehung Carbodiimid-Chemie mit MCP konnte die Immobilisierung von HA auf definierte Bereiche, die Schaffung Oberflächen geeignet für in-vitro-Anwendungen. Beide Dickdarmkrebszellen und Brustkrebszellen implizit mit der HA mikrostrukturierten Oberflächen interagiert. Krebs Zelladhäsion innerhalb von 24 Stunden mit der Proliferation von 48 Stunden eingetreten ist. Mit HA mikrostrukturierten Oberflächen haben wir gezeigt, dass Krebs Zelladhäsion erfolgt durch die HA-Rezeptor CD44. Darüber hinaus wurden HA gemusterten Oberflächen kompatibel mit Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und erlaubt hochauflösende Bildgebung der Krebszelle Klebstoff Vorsprünge und Verteilen auf HA-Muster zu Krebs Zellbewegung auf exogene HA analysieren.
Protocol
Discussion
Die HA Mikrostrukturierung vorgestellte Methode ermöglicht die Untersuchung von Zell-Interaktionen mit exogenen HA. HA ist bekannt, eine wichtige Rolle in der Tumorprogression 1 spielen jedoch gab es nur Studien zur Untersuchung der Wechselwirkung von Krebszellen auf zweidimensionalen HA gemusterten Oberflächen worden. Ein steuerbarer Studie über exogenen HA Mikrostrukturen ermöglicht hochauflösende Visualisierung von Krebs Zelladhäsion, das Wachstum und die Migration und kann weitere Grundlagen von Kre…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren danken den Einsatz der Oberflächenanalyse Laboratory an der Johns Hopkins, als Teil des Materials Science and Engineering Center durch die National Science Foundation finanziert. LED ist ein IGERT Praktikant und ein National Science Foundation Graduate Fellow. Diese Arbeit wurde teilweise durch NIH U54CA143868 unterstützt.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| SU-2025 photoresist | MicroChem Corp. | Y111069 | ||
| SU-8 developer | MicroChem Corp. | Y020100 | ||
| Sylgard 184 | Dow Corning | |||
| 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) | Sigma-Aldrich | 281778 | ||
| 2- [methoxy(polyethyleneoxy) propyl] trimethoxysilane (Peg-silane) | Gelest Inc | SIM6492.7 | ||
| 1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide | Thermo Scientific | 22980 | ||
| N-hydroxysuccinimide (NHS) | Thermo Scientific | 24500 | ||
| Fluorescein labeled hyaluronic acid (FL-HA) | Sigma-Aldrick | F1177 | Reconstitute with 10ml of DI water | |
| MDA-MB-231 breast carcinoma cells | ATCC | HTB-26 | ||
| LS174t colon carcinoma cells | ATCC | Cl-188 |
References
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