동적 3D 복막의 마이크로 디바이스의 모델링 난소 암 다세포 회전 타원체 동작
Summary
생리 관련 모델에서 난소 종양의 진행을 연구하기 위해, 다세포 회전 타원체는 시뮬레이션 된 유체의 흐름에 따라 마이크로 디바이스에서 배양 하였다. 이 동적 3D 모델은 난소 암 전이가 발생 셀룰러 및 기계 부품과 복강 환경을 에뮬레이트합니다.
Abstract
난소 암은 일반적으로 악성 복수에서 발견 된 종양 분야와 광범위한 복막 전이 특징으로한다. 이것은 가난한 임상 결과와 관련, 현재 효과적인 치료가 부족합니다. 모두 3 차원 환경과 동적 기계적 힘이 전이성 캐스케이드에서 매우 중요한 요소이다. 그러나, 기존의 세포 배양이 자연 종양 미세 환경 요점을 되풀이하지 못한다. 따라서, 복강 환경을 에뮬레이션 할 수 있습니다 생체 -like 모델은 분명 중요하다. 이 연구에서, 복막의 새로운 미세 전이 플랫폼 동안 복강 난소 암 타원체의 상황을 모방하기 위해 설립되었다. 비 – 부착 성 조건하에 생성 된 난소 암 타원체는 생리 학적으로 관련이 전단 응력을 실시 복막 중피 세포로 코팅 된 미세 채널에서 배양 하였다. 요약하면,이 역동적 인 3D 난소 암 mesothelium 마이크rofluidic 플랫폼은 기본 암 생물학에 새로운 지식을 제공하고 잠재적 인 약물 검사 및 개발을위한 플랫폼 역할을 할 수 있습니다.
Introduction
난소 암은 부인과에서 가장 치명적인 암이며 널리 보급 복막 악성 복수 형성 한 것을 특징으로한다. 이 광범위한 복막 전이 주요 임상 도전을 나타내고 빈약 한 임상 결과와 연결되어 있습니다. 혈액을 통해 전이 가장 단단한 암과는 달리, 난소 암은 주로 복강 내에서 발신. 종양 세포는 전이 (2)의 과정에서와 같은 다세포 응집체 / 타원체 존재한다. 현탁 배양은 줄기 난소 암 / 종양 세포를 풍부하게 개시 할 수 있다는 사실이 상기 스페 로이드는 모두 종양의 공격성과 연관 chemoresistance 3,4- 향상 될 수 있음을 시사한다. 아마도 다른 분자 메커니즘 5가 2D 및 3D 문화 사이의 약물 반응에 차이가 있습니다.
_content는 ">는 mesothelium에 필수적인 상호 작용은 난소 종양 진행에 대한 기본 미세 환경을 구성한다.이 중피 세포를 피브로넥틴은 유비쿼터스 성분 인 세포 외 기질 (ECM)에 거짓말. 증가 중피 세포 유래 피브로넥틴의 표현 사이의 링크를 종양의 진행을 도시하고있다. 피브로넥틴 악성 복수 (6, 7)에 풍부하게 존재한다. 난소 암 세포는 또한 초기 난소 암 전이 (8)을 촉진하기 위해 중피 세포에서 파이브로 넥틴의 분비를 유도 할 수있다.증거 신흥 전단 응력을 포함한 기계적 자극, 세포 형태, 유전자 발현을 조절하고, 따라서, 종양 세포를도 9,도 10,도 11의 표현형 수 있음을 보여준다. 악성 복수로 개발 및 t 동안 축적umor 진행성 난소 종양 세포는 유체 유동하고, 생성 된 전단 응력에 노출된다. 그룹의 수는 우리가 포함 골격 변형, 상피 간 간엽 전환 및 암 stemness 12, 13, 14, 15을 포함하여, 난소 암의 진행에 대한 전단 응력의 영향을 보여준다. 따라서, 생리 학적으로 관련 미세 종양 복막 전이의 조사를 위해 중요하다. 그러나, 현재의 체외 배양 유체 시스템은 일정한 낮은 생리 학적 관련성 전단 응력 16, 17, 18, 19를 모방하고 제어하는 방법에 제한이있다. 체외에서 기존 여전히 제한되어 세포 또는 기계적 환경 중 하나에 초점을 맞추고 접근적절한 생리 학적 관련성과 복강 내 미세 환경의 복잡성을 흉내 낸.
여기서, 종래의 전략의 한계를 극복하고, 암전의 복강 구획 연구를 진행하는 복막의 새로운 모델을 설계하기 위해서는, 제어 된 유체 유동을 가진 3 차원 미세 기반 플랫폼을 설계 하였다. 이 모델에서, 난소 암 타원체 연속 유체 흐름 (도 1a) 아래에 미세 유체 칩 차 인간 복막 중피 세포와 공동 배양 하였다. 중피 세포를 피브로넥틴에 도금했다. 비 – 부착 성 난소 암 타원체는 시린지 펌프에 의해 관류 연속 유동 매질과 미세 유체 채널로 접종 하였다. 3 차원 환경과 동적 기계적 힘 모두 전이성 캐스케이드 매우 중요한 요인이다. 이 플랫폼은 복잡한 CEL의 관점에서 복강 미세 조사를 위해 사용될 수있다뿐만 아니라 동적 기계적 큐에 관해서적인 다공질 공동 배양 상호 작용.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 분석은 접착 분석, 중피 통관 분석, 약물 검사, 제한 등의 다양한 생화학 및 세포 기반 분석과 통합,하지만 할 수있는 유연하고 생리 학적으로 관련 모델을 제공합니다. 이것은 암 진행에 복강 내 미세 환경의 영향의 평가에 적용 할 수있다. 그러나, 여러 실험 조건은 프로젝트의 목적에 따라 최적화 할 수있다 (예를 들어, 채널, 공동 배양 시간 등 당 시드 HPMCs 암 타원체의 수). 이러…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 홍콩 연구 보조금위원회에 의해 지원되었다 (보조금 17,122,014, C1013-15G, 719813E 및 17,304,514). AST 웡은 Croucher 수석 연구 활동의받는 사람입니다.
Materials
| Silicon wafer | University wafer | #1196 | 100mm |
| SU-8 2075 photoresist | Microchem | ||
| SU-8 developer | Microchem | 108-65-6 | |
| Trichloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl) silane | Sigma | 448931 | |
| Sylgard 184 | Dow Corning | 1673921 | Polydimethylsiloxane (PDMS) + curing agent kit |
| Biopsy punch | Miltex | 33-31AA | 1 mm diameter |
| Plasma cleaner | Harrick Plasma | PDC-002 | |
| Polyethylene tubing | SCI | BB31695-PE/5 | 0.86mm (inner diameter) |
| Syringe | Terumo | ||
| Syringe pump | Longer precision pump | LSP01-2A | |
| Medium 199 | Invitrogen | 31100-035 | Add 2.2g/L sodium bicarbonate |
| MCDB 105 Medium | Sigma | M6395 | |
| Fetal bovine serum (FBS) | Hyclone | SH30068.02 | |
| Penicillin/streptomycin | Invitrogen | 15070-063 | |
| Trypsin EDTA solution | Gibco | 25300-054 | 0.05% Trypsin -0.01% EDTA, phenol red |
| Fibronectin human | BD | 354008 | |
| Agarose | Invitrogen | 15510-027 | |
| 5-chloromethylfluorescein diacetate | Life technologies | C7025 | Green CMFDA |
| CO2 incubator | SANYO | MCO-18AIC | |
| Centrifuge | Hitachi | CT15RE | |
| Fluorescent microscope | Nikon | Model: 80i or ECLIPSE Ti; software: SPOT | |
| SKOV-3 | Gift from Dr. N Auersperg (University of British Columbia) |
References
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