Summary

使用琼脂糖凝胶为基础的微流体装置的评估神经干细胞的运动

Published: February 11, 2008
doi:

Summary

我们表明,表皮生长因子受体(EGFR)的过度表达,增强了神经干细胞使用一种新型的琼脂糖凝胶微设备(神经干细胞)的活力。这项技术可以很容易地适应其他哺乳动物细胞系统细胞来源匮乏,如人类神经干细胞,的,和周围的时间又是至关重要的的。

Abstract

微流体技术是成熟的一个新的水平,达到大分子检测细胞为基础的分析是仍处于起步阶段 1 。这主要是由于哪一个可以创建一个细胞的兼容和稳定的微环境,使用传统的微细加工技术和材料的困难。我们解决这个问题,通过引入一种新型的微细加工的材料,琼脂糖凝胶作为基体材料的微流体装置。琼脂糖凝胶是高度的可塑性,并渗透到细胞存活所必需的气体和营养成分,从而细胞检测的理想材料。我们已经表明以前,琼脂糖凝胶为基础的设备已成功在学习细菌和中性粒细胞迁移2。在这份报告中,三个平行的微流体通道,在一个约1mm厚度的琼脂糖凝胶膜图案。与媒体/缓冲区的恒定流量均保持在两个侧面采用蠕动泵渠道。细胞均保持在观察的中心通道。由于营养物质和化学品在一旁渠道不断扩散的化学环境的中心通道的中心通道,从侧面很容易通过沿侧渠道流控制。使用这种设备,我们表明,神经干细胞的运动,可以监视各种化学条件下轻松光学,和实验结果表明,表皮生长因子受体(EGFR)的过度表达,增强了神经干细胞的活力。神经干细胞的运动功能是一个重要的生物标志物的评估细胞的侵略性,从 ​​而致瘤因素 3 。解读国科会蠕动的内在机制,将产生的神经系统发育障碍和洞察到脑肿瘤干细胞的侵袭。

Protocol

程序与纤维连接蛋白涂层的幻灯片微流体装置组装之前,与纤维连接蛋白消毒玻片。外套biohood幻灯片保持无菌。沿幻灯片的边缘对齐无菌硅橡胶垫片和侧面标记,正面临着一个永久性标记。吸取1毫升5微克/ ml的溶液在载玻片上的全部硅橡胶垫片内的纤维连接蛋白(Sigma公司)。离开了一个小时的幻灯片不受干扰,然后完全干燥使用的N 2枪。幻灯片可以储存在摄氏…

Discussion

图1显示了三个国科会菌株,亲代细胞,wtEGFR和ΔEGFR(控制)的轨迹。每个设定的轨迹,从5个小时长的电影。父母的细胞,细胞运动达到顶峰时,表皮生长因子的浓度是〜在10ng/ml; wtEGFR细胞,细胞的运动高峰期转移到100ng/ml或以上;ΔEGFR细胞,细胞运动是独立的表皮生长因子浓度如预期。

与100ng/ml wtEGF细胞最能动的细胞,他们移动了约1.5倍的速度比用在10ng/ml亲代细胞。这表明:(1)对EGFR的表达,增强细胞活?…

Acknowledgements

支持这项工作是由纽约州厅科学,技术和学术研究(NYSTAR)(在一个先进的技术授予中心的形式),纳米生物技术中心(NBTC),一个国家的STC方案补助根据协议ECS – 9876771号科学基金会,美国脑肿瘤协会和纽约香港医学专科学院(申诉)。

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM) (1X) Reagent Invitrogen 11971-025  
CO2-independent media Reagent Invitrogen 18045-088 A non-HEPES proprietary medium suitable for supporting cell growth for a variety of epithelial, fibroblast, and lymphoid cell lines in atmospheric conditions, contains no L-glutamine
Trypsin-EDTA Reagent Invitrogen 25200-072  
PBS Reagent Invitrogen 14190-144 Phosphate-buffered saline, without calcium or magnesium
Pen/Strep Reagent Invitrogen 15140-122 Contains 10,000 units of penicillin (base) and 10,000 g of streptomycin (base)/ml utilizing penicillin G (sodium salt) and streptomycin sulfate in 0.85% saline
FBS Reagent Invitrogen 10437-028 Fetal Bovine Serum, Qualified
Horse Serum Reagent Invitrogen 16050-130 Horse Serum, EIA tested (negative) serum
Fibronectin Reagent Sigma-Aldrich F0895 Fibronectin from human plasma, also called cold insoluble globulin
EGF Reagent Sigma-Aldrich E4127 Epidermal Growth Factor from murine submaxillary gland, lyophilized
Agarose Reagent FisherScientific BP1356-500  

References

  1. Blow, N. Microfluidics: in search of a killer application. Nature Methods. 4, 665-670 (2007).
  2. Shing-Yi Cheng, S. H., Wassweman, M. a. x., Archer, S. h. i. v. a. u. n., Shuler, M. i. c. h. a. e. l. . L., Wu, M. i. n. g. m. i. n. g. A hydrogel-based microfluidic device for the studies of directed cell migration. Lab-on-a-chip. 7, 763-769 (2007).
  3. Pedersen, M. W., Tkach, V., Pedersen, N., Berezin, V., Poulsen, H. S. Expression of a naturally occurring constitutively active variant of the epidermal growth factor receptor in mouse fibroblasts increases motility. Int J Cancer. 108, 643-653 (2004).
  4. Ayuso-Sacido, A., Graham, C., Greenfield, J. P., Boockvar, J. A. The duality of EGFR signaling and neural stem cell phenotype: Cell enhancer or cell transformer. Current Stem Cell Research and Therapy. 1, 231-238 (2006).
  5. Eisenbach, M., Constantinou, C., Aloni, H., Shinitzky, M. Repellents for Escherichia coli operate neither by changing membrane fluidity nor by being sensed by periplasmic receptors during chemotaxis. J Bacteriol. 172, 5218-5224 (1990).
  6. Snyder, E. Y., Deitcher, D. L., Walsh, C., Arnold-Aldea, S., Hartwieg, E. A., Cepko, C. L. Multipotent neural cell lines can engraft and participate in development of mouse cerebellum. Cell. 68, 33-51 (1992).
  7. Snyder, E. Y., Yoon, C., Flax, J. D., Macklis, J. D. Multipotent neural precursors can differentiate toward replacement of neurons undergoing targeted apoptotic degeneration in adult mouse neocortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 94, 11663-11668 (1997).
check_url/674?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Wong, K., Ayuso-Sacido, A., Ahyow, P., Darling, A., Boockvar, J. A., Wu, M. Assessing Neural Stem Cell Motility Using an Agarose Gel-based Microfluidic Device. J. Vis. Exp. (12), e674, doi:10.3791/674 (2008).

View Video