משטחים micropatterned לחקר אינטראקציות חומצה היאלורונית עם תאים סרטניים
Summary
שיטה חדשנית המאפשרת ברזולוציה גבוהה ניתוח של אינטראקציות תאים סרטניים עם חומצה היאלורונית אקסוגניים (HA) מתואר. משטחים בדוגמת מיוצרים על ידי שילוב של כימיה carbodiimide והדפסה microcontact.
Abstract
הפלישה סרטן התקדמות כרוכה פנוטיפ התא ניעתי, אשר לפי תקנה מורכבים על ידי גורמי גדילה / ציטוקינים תאי המטריצה (ECM) רכיבים בתוך microenvironment את הגידול. חומצה היאלורונית (HA) הוא אחד סטרומה מרכיב ECM כי ידוע כדי להקל על התקדמות הגידול בעקבות הפלישה צמיחה ושיפור, ו אנגיוגנזה 1. אינטראקציה של HA עם שטח פני התא שלה CD44 לקולטן גורם איתות אירועים לקדם גדילת תאים והישרדות הגידול, והגירה, ובכך להגדיל את התפשטות גרורתית 2-3. HA הוא glycosaminoglycan anionic, nonsulfated מורכב יחידות חוזרות של חומצת D-glucuronic ו DN-acetylglucosamine. בשל נוכחותם של קבוצות הידרוקסיל על carboxyl ו disaccharide יחידות חוזרות, יליד HA הוא הידרופילי, במידה רבה, מקובל כי שינויים כימיים להציג קבוצות סולפט עבור immobilization photoreative 4-5. מחקרים קודמים הנוגעים immobilizations של HA על גבי משטחים לנצל את התנהגות bioresistant של HA ו – נגזרת sulfated שלה לשלוט הידבקות התא על גבי משטחים 6-7. בשנת הידבקות מחקרים אלה תא מעדיפים מתרחשת על אי – HA אזורים בדוגמת.
כדי לנתח אינטראקציות הסלולר עם HA אקסוגניים, פיתחנו משטחים פונקציונליות בדוגמת המאפשרים מחקר לשליטה ברזולוציה גבוהה ויזואליזציה של תאים סרטניים אינטראקציות עם HA. ניצלנו הדפסה microcontact (UCP) כדי להגדיר אזורים בדוגמת דיסקרטית של HA על משטחי זכוכית. "קשירה" הגישה כי חל כימיה carbodiimide קישור לשתק HA היה בשימוש 8. משטחי זכוכית היו microcontact מודפס עם aminosilane והגיב עם פתרון HA של יחסי אופטימיזציה של EDC ו NHS לאפשר immobilization HA במערכים בדוגמת. שילוב כימיה carbodiimide עם MCP אפשרה immobilization של HA לאזורים מוגדרים, יצירת משטחים מתאים ביישומים במבחנה. גם סרטן המעי הגס תאים תאים סרטן השד תיקשר במשתמע עם משטחים micropatterned HA. תא הידבקות בסרטן התרחש בתוך 24 שעות עם ריבוי על ידי 48 שעות. שימוש HA משטחים micropatterned, הראינו כי התא הידבקות בסרטן מתרחשת דרך הקולטן CD44 HA. יתר על כן, HA משטחים בדוגמת היו תואם מיקרוסקופיית אלקטרונים (SEM) ואיפשר הדמיה ברזולוציה גבוהה של תאים סרטניים בליטות דבק והפצת על דפוסי HA לנתח תאים סרטניים על תנועתיות HA אקסוגניים.
Protocol
Discussion
השיטה מאפשרת micropatterning HA הציג את המחקר של אינטראקציות עם התא HA אקסוגניים. HA ידוע לשחק תפקיד מפתח בהתפתחות סרטן 1 אך היו מחקרים מוגבל לחקור את האינטראקציה של תאים סרטניים על שני משטחים HA ממדי בדוגמת. מחקר לשליטה על micropatterns אקסוגניים HA מאפשר הדמיה ברזולוציה גבוהה של…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מודים השימוש במעבדה ניתוח השטח באוניברסיטת ג'ונס הופקינס, במימון כחלק חומרים מדע והנדסה מרכז מחקר באמצעות הקרן הלאומית למדע. LED הוא המתאמן IGERT ו עמית קרן המדע הלאומית בוגר. מחקר זה מומן חלקית על ידי מענק NIH U54CA143868.
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
- Toole, B. P., Wight, T. N., Tammi, M. I. Hyaluronan-cell interactions in cancer and vascular disease. Journal of Biological Chemistry. 277, 4593-4596 (2002).
- Hamilton, S. R. The Hyaluronan Receptors CD44 and Rhamm (CD168) Form Complexes with ERK1,2 That Sustain High Basal Motility in Breast Cancer Cells. Journal of Biological Chemistry. 282, 16667-16680 (2007).
- Götte, M., Yip, G. W. Heparanase, Hyaluronan, and CD44 in Cancers: A Breast Carcinoma Perspective. Cancer Research. 66, 10233-10237 (2006).
- Lord, M. S., Pasqui, D., Barbucci, R., Milthorpe, B. K. Protein adsorption on derivatives of hyaluronic acid and subsequent cellular response. Journal of Biomedical Materials Research. Part A 91, 635-646 (2009).
- Barbucci, R. Modification of hyaluronic acid by sulphate groups insertion to obtain a heparin-like molecule. Gazz. Chim. Ital. 125, 169-180 (1995).
- Morra, M., Cassinelli, C. Non-fouling properties of polysaccharide-coated surfaces. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition. 10, 1107-1124 (1999).
- Khademhosseini, A. Layer-by-layer deposition of hyaluronic acid and poly-L-lysine for patterned cell co-cultures. Biomaterials. 25, 3583-3592 (2004).
- Ibrahim, S., Joddar, B., Craps, M., Ramamurthi, A. A surface-tethered model to assess size-specific effects of hyaluronan (HA) on endothelial cells. Biomaterials. 28, 825-835 (2007).
- Dickinson, L. E., Ho, C. C., Wang, G. M., Stebe, K. J., Gerecht, S. Functional surfaces for high-resolution analysis of cancer cell interactions on exogenous hyaluronic acid. Biomaterials. 31, 5472-5478 (2010).
- Gao, F. Hyaluronan oligosaccharides promote excisional wound healing through enhanced angiogenesis. Matrix Biology. 29, 107-116 (2010).
- Slevin, M. Hyaluronan-mediated angiogenesis in vascular disease: Uncovering RHAMM and CD44 receptor signaling pathways. Matrix Biology. 26, 58-68 (2007).
