단일 셀 기반 3 차원 (3D) 어셈블리를 인공 비 계 없이 건설에 대 한 새로운 방법을 설명 합니다.
조직 공학과 재생 의학 다루기 힘든 질병의 치료에 대 한 몇 가지 장점을 제공 하 고 여러 학문은이 분야에서 3 차원 (3D) 셀룰러 어셈블리의 중요성을 설명 했다. 인공 건설 기계 자주 3D 셀룰러 어셈블리를 만드는 데 사용 되었습니다. 그러나, 셀룰러 어셈블리를 구성 하는 데 사용 하는 건설 기계는 때때로 유독한 그리고 셀의 속성을 변경할 수 있습니다. 따라서, 그것은 세포 세포 접촉을 촉진 하는 비 독성 방법을 설정 하 도움이 될 것 이다. 이 종이에서 dextran 광학 핀셋을 사용 하 여 안정적인 세포 어셈블리를 생성 하기 위한 새로운 방법을 소개 합니다. 이 방법의 장점 중 하나는 그것은 몇 분 이내에 안정적인 셀 연락처 설정입니다. 이 새로운 방법은 자연 친수성 폴리머에서 3D 셀룰러 어셈블리의 건설 있으며 재생 의학 및 조직 공학의 분야에서 다음-세대 3D 단일 셀 어셈블리를 생성 하는 데 도움이 될 것으로 예상 된다.
인간의 조직 세포의 여러 어셈블리의 구성 동안 신체의 항상성 유지 하는 데 도움이, 스스로 단일 셀 또한 재생 중요 한 역할 셀 상호 작용을 통해 . 따라서, 단일 세포 외부 신호에 의해 자극 될 수 하는 방법 및 다른 부착 셀에 같은 신호를 전송 하는 방법을 명료 하 게 중요 하다. 이 위해 여러 가지 방법은 단일 셀 기반 3 차원 (3D) 어셈블리1,2,3,,45,6의 건설에 대 한 설립 되었습니다. ,,78. 그러나, 세포질 어셈블리를 생성 하는 데 사용 되는 재료는 향상 여전히 수 있습니다. 예를 들어 합성 젤 및 고분자 폴 리 에틸렌 글리콜 (PEG)를 포함 하 여 특정 화학 물리 화학적 특성을가지고 대상 셀 (예를 들어, 독성)에 영향을 미칠 수 있습니다.
우리는 최근 dextran (덱 스)를 사용 하 여 안정적인 셀 연락처9를 설정 하 여 셀의 단일 셀 기반 3D 어셈블리를 생성할 수 있는 새로운 시스템을 했다. 우리는이 기술을 재생 의학 및 심지어 암 생물학을 포함 하 여 여러 연구 분야에 도움이 될 수 있는 것으로 간주. 이 보고서에서 우리는 우리가 어떻게 단일 세포를 조작 하 고 인공 비 계 없이 덱 스를 포함 한 다양 한 친수성 biomacromolecules의 3 차원 (3D) 셀룰러 어셈블리 구성 설명.
현재 연구는 3D 단일 셀 어셈블리의 건설에 대 한 수용 성 고분자의 사용에 우리의 최근 보고서9,11 의 구체적인 응용을 보여 줍니다. 이러한 어셈블리 때 셀 수 최대 10 단일 레이저 빔에 의해 열릴 수 있다 대량 솔루션에 안정적으로 형성 된다. 10 개 이상의 셀이 때 어셈블리는 유리 표면에 침전. 실험은 아직 원시적인 단계에에서 있지만, 우리 소설 방법론 세포 생물학의 분야에서 진행을 위한 불가결 하지 않습니다 다음-세대 3D 단일 셀 어셈블리의 건설에 대 한 강력한 도구가 될 수 있는 기대와 재생 의학입니다.
아무 폴리머를 포함 하는 솔루션에 세포 표면 충전, 수 화 반발 힘, glycocalyx 반발 효과, 그리고 막 파동에서 발생 하는 정전기 반발 작용 때문에 서로 격퇴. 우리의 이전 연구가 보여주었다 셀 쌍 셀 말뚝으로 취급 됩니다 때 오랜 시간 동안 안정 될 수 있습니다. 더 중요 한 것은, 못, 후 셀 말뚝에 5 분간 접촉에서 개최 했다 없이 지역에 셀 쌍의 성공적인 전송 셀룰러 접촉 안정적인 방식으로 유지 됩니다 나왔다. 이것은 잘 고갈 효과11의 점에서 설명 하 고 본질적으로 동일한 메커니즘 덱 스9를 사용 하 여 생성 하는 세포질 어셈블리에 적용 합니다. 우리의 현재 결과 천연 고분자의 다른 종류를 안정적인 3D 셀룰러 어셈블리를 만드는 데 사용 될 수도 것이 좋습니다.
셀의 신속한 수송, 폴리머의 농도 중요 합니다. 일반적으로, 솔루션의 점도 폴리머 겹침 농도 위에 해산 대폭 증가 합니다. 이 조건 하에서 광학 핀셋을 사용 하 여 셀을 조작 하기가 어렵습니다. 따라서, 실험 겹침 농도 아래 수행 되어야 한다. 덱 스 솔루션에 대 한 중복 농도 ca. 50 mg/mL (운동 점도 5.5 m m2/s). 참고 9 같이 안정적인 세포 어셈블리 때 덱 스의 농도가 10 mg/mL 40 mg/mL에 관찰 되었다. 이 결과 고갈 효과 충분히 큰 덱 스 농도 겹침 농도 보다 낮은 경우에 안정적인 셀 접촉을 유지 하는 것을 제안 합니다. 그것은 덱 스의 추가 40 mg/mL 9까지 세포 생존 능력에는 영향을 미치지 않습니다 표시 되었습니다.
3D 세포 어셈블리의 건설에 대 한 방법의 설립에 중요 한 재생 의학 분야는 vivo에서 흉내 낸 이후 단일 셀을 구조화 함으로써 세포 microenvironment 수 있습니다 촉진 줄기 세포 파생 조직 형성입니다. 지금까지, NMuMG 세포에 뿐만 아니라 Neuro2A 셀9 를 사용 하 여 셀룰러 어셈블리를 생성 하는 현재 프로토콜을 사용 했습니다. 다양 한 형태학의 세포의 많은 수의 3D 셀룰러 어셈블리를 생성 하기 위한 실험적인 방법론을 확립 하겠습니다. 이치카와 연구진이 개발한 광학 족집게 체계 13 것 적용이 목적 때문에 셀의 방향을 제어할 수 있습니다. 이 라인을 따라 더 재판 약속 해야 합니다.
The authors have nothing to disclose.
저자는 슈 모토, 아오이 요시다 타 에코 오타 도시샤 대학에서 실험 설치와 함께 그들의 관대 한 지원에 대 한 감사합니다. 이 작품은 사립대학 전략적 연구 재단에 대 한 KAKENHI (15 H 02121, 15 K 05400, 25103012, 50587441)와 MEXT-Supported 프로그램에 의해 지원 되었다. 이 연구도 사역의 과학 및 고 등 교육 제 05-1/KNOW2/2015의 결정 알고 (선도 국가 연구 센터) 과학 컨소시엄 “건강 한 동물-안전 식품”에서 폴란드 교부 금에 의해 지원 되었다.
Microscope IX71 | Olympus | IX71 | |
Dextran(200,000; molecular biology-grade) | Wako | CAS.NO 9004-54-0 | |
Laser Trapping System (NanoTracker 2) | JPK Instruments | S/N T-05-0200 | |
Upper Objective Lens | Olympus | LUMPLFLN60XW | |
Lower Objective Lens | Olympus | UPLSAPO60XW | |
Top Cover Glass | MATUNAMI | C022401 | |
Intermediate Cover Glass (Spacer) | MATUNAMI | – | custom-made (size = 10mm×10mm, thickness = 0.17mm) |
Bottom Cover Glass | MATUNAMI | C030401 | |
Camera | The Imaging Source | DFK 31AF03 | |
Software | JPK Instruments | NanoTracker2 PFM software | |
NMuMG cells | RIKEN BRC | RCB2868 | |
PBS | Wako | 166-23555 | |
Cell banker | Nippon Zenyaku Kogyo | ZR621 | |
D-MEM | Wako Pure Chem. Ind., Japan | 044-29765 | |
FBS | Cell Culture Biosci., Nichirei Biosci. Inc., Japan | 172012-500ML | |
Trypsin | Thermo Fisher Scientific | 25200056 | |
Penicillin-Streptomycin | Wako Pure Chem. Ind., Japan | 161-23181 |