Kanser kök hücre göçü araştırılması için bir bölme oluşturan mikroakışkan cihaz tarif edilmektedir. Bu yeni platform canlı hücresel mikroçevrede oluşturur ve canlı hücre lokomosyon mikroskobik görselleştirme sağlar. Son derece hareketli kanser hücrelerinin potansiyel olarak daha etkin gelecekteki tedaviler neden agresif infiltrasyon moleküler mekanizmaları, çalışma izole edilmiştir.
Son 40 yıl içinde, ABD'de ölüm oranı sadece% 5'lik bir azalma ile sonuçlanan, kanser araştırmalarına 200 milyar doların üzerinde yatırım yaptı. Hasta sonuçlarını geliştirmek için önemli bir engel agresif kanser hücresi invazyonu, metastaz ve terapötik direnç 1 ile ilişkili hücresel göç yatan mekanizmaların yetersiz anlayışı. Glioblastoma multiforme (GBM), en sık görülen habis yetişkin beyin tümörü 2, bu zorluk örneğidir. Standart cerrahi, radyasyon ve kemoterapi rağmen, hastanın ortalama sağkalım komşu beyin ve hızlı kanseri nüks 2 içine agresif GBM infiltrasyonu nedeniyle sadece onbeş ay vardır. Anormal hücre göç mekanizmaları ve tümör mikroçevresinin etkileşimler 3 normal hücrelerden kanseri ayırt. Bu nedenle, GBM için terapötik yaklaşımlar iyileştirilmesi kanser hücre göçü mekanizmaların daha iyi anlaşılması gerekir. Son çalışmalar tha anlaşılacağıGBM'da hücrelerin ta küçük subpopülasyonu, beyin tümörü kök hücre (BTSC), tedaviye dirençli ve nüks sorumlu olabilir. BTSC göç kapasitesinin altında yatan mekanizmaların yalnızca karakterize 1,4 olmaya başlıyor.
Görsel denetim ve geometrik manipülasyon, genel migrasyon testleri 5 bir sınırlama nedeniyle genel hücre popülasyonlarının miktarının sınırlıdır. Buna karşılık, mikroakışkan cihazlar çünkü modern mikroskopi ve mikro-çevre 6-9 üzerinde kontrol ile uyumluluk tek hücre analizi izin.
Biz bölümlere mikroakışkan cihazları kullanarak BTSC göç detaylı karakterizasyonu için bir yöntem mevcut. Bu PDMS yapımı aygıtları birbirine bağlı üç bölmeye doku kültürü ortamında cast:, kamara tohum haznesi alma ve mikrokanallar köprü. Biz her iki odacıkta da 4-5 için geçerli BTSC desteklemek için yeterli ortam tutun böyle cihaz tasarlandıOrtam değişimi olmadan ys. Ilk tohumlama odasına girmiş Highly mobil BTSCs paralel alıcı odasına mikrokanallardaki köprü olsa göç sonra izole edilmiştir. Bu göç beyin interstisyel boşluklar sayesinde kanserli hücre yayılmasını taklit eder. Göç sırasında hücre morfolojisi faz canlı görüntüleri birkaç gün boyunca kaydedilir. Göç eden BTSC bu nedenle, recultured izole edilmiş olabilir, ve daha fazla analiz edebilir.
Bölümlere mikroakışkanları BTSCs ve diğer kanser kök hücrelerinin göç davranışlarını incelemek için çok yönlü bir platform olabilir. Gradyan jeneratörler, sıvı taşıma, mikro-elektrotlar ve diğer mikroakış modüller bir araya getirerek, bu cihazlar ayrıca, ilaç tarama ve hastalık teşhis 6 için de kullanılabilir. Göç hücreleri saldırgan bir subpopülasyonu izolasyonu moleküler mekanizmalar çalışmaları sağlayacaktır.
Burada sunulan mikroakışkan cihaz ve görüntü kayıt tekniği göç sırasında hücresel morfoloji görsel bir karakterizasyonu sağlar. Mevcut konvansiyonel yöntemlerle karşılaştırıldığında, mikroakışkan platformu maliyet etkinliği, yüksek verimlilik ve tasarım esnekliği avantajları bulunmaktadır. Sunulan mikroskopik görüntüleme sistemi uzun vadeli canlı hücre göçü çalışma ve kayıt verir. Lens motorlu özelliği örnek bozmadan görüntü çözünürlüğü yüksek birden göç yolları izlemek mümkün kılar.
Cihazın montaj sırasında, mühür PDMS kalıcı olmayan PDL kaplama kolaylık (adım 3.4) için cam lamel yapıştırılır. Bu protokolün başarısına için iyi bir sızdırmazlık elde etmek için çok önemlidir. Bu tür yüzey üzerine damga veya toz / enkaz içinde hava kabarcığı gibi aygıt fabrikasyonu, tanıttı Kontaminasyon Sızan sıvının içinde yapıştırma ve sonucu tehlikeye atabilir. Bu nedenle, treating tozsuz bir şekilde aygıtı başarısızlığı önlemek için önemlidir. Önceki PDL-kaplama, cam lameller nitrik asit ile tedavi edilir PDL çözelti toz / artıkları yok etmek için santrifüje tabi tutulur. Bir temiz oda erişilebilir değilse biz, alkol durulama, seloteyp bulmak ve PDMS damga toz / enkaz kaldırma su banyosu çok yararlı. PDMS damga cam lamel temas yaptıktan sonra, cımbız ile hafifçe damga vurma mühür kolaylaştırır.
BTSCs 10 normal nöral kök hücre kültürüne benzer kök hücre orta alanda kültür yoluyla insan ameliyathane örneklerden zenginleştirilebilir. Bu şekilde zenginleştirilmiş BTSCs tür kök hücre belirteçlerinin ekspresyonu (CD133, nestin), birden fazla nöral soylar (glial ve nöronal) farklılaşma ve 100 gibi az bir ortotopik immünyetmezligi fare modelinde tümör başlatılması gibi kök hücre benzeri özellikler, göstermek hücreler 18. Bazı tartışmalar purifi hakkında mevcut olmasına rağmenkatyon ve BTSCs 1, 19-21 bakım, küre-yetiştirilen BTSCs iyi ebeveyn tümör 22-24 fenotip ve genotip korumak.
Bölümlere alan hücre göçü için fizyolojik ortam taklit eder. Bizim cihazda, BTSC hücresel morfoloji düzenleyerek bir boyut kısıtlı uzayda göç güçlü bir kapasite gösterirler. Hücre morfolojik değişiklik gösterir karakterizasyonu bitişik beyin BTSC işgalinin bir muhtemel yeni bir ayrıntılı açıklama modellemek olabilir altı aşama sırası modu-dönüşümler gösterir. Erken evrelerde, hücre polarite önemli miktarda kazanmak ve etkili bir mikrokanal içinde kendilerini tutturmak için yapışkan çıkıntılar oluşturur. Mikrokanaldaki hücre doluluk kurulduktan sonra, bir seyir moduna dönüştürür ve bir mikrokanal yoluyla tüm yolculuk için bu modu korur. Bu aşamada, BTSC yüksek motilite ve tutarlı bir yönü korumak ancak enerji tasarrufu. Içindeterestingly, bu mikrokanal biri böyle, bir defada bir seyir hücre sınırlı olduğu göründüğünde bu aşamada tek bir hücrenin gelirleri, mikrokanal diğer hücreleri geri çekilme. Bu mekanizma olasılıkla yayılan tümör etkinliği sağlar ve mikrokanal besinlerin aşırı tüketim önler. Mikrokanal boyunca göç tamamladıktan sonra, bir hücre yönlü çıkıntılar ve işgali hedefler veya yeni göç yolları için daha ileri araştırmalar için onun eğilimi kavuşur. Bölümlere Mikroakışkan cihaz in vitro bir roman beyin parankiminde BTSC infiltrasyon çalışmak için bir mikro yaratma anlamına gelir sunuyor.
Bu yöntem, kolaylıkla kanser kök hücre (CSC) ve diğer tümör tipleri türetilen göç hücre hatları çalışmaya adapte edilebilir. Mikroakışkan cihaz Kültürleme hücrelerin inkübatör ve doku kültürü uzmanlığı ile donatılmış herhangi bir modern biyoloji laboratuvarlarında yapılabilmektedir. Su-8 master, PDMS ile donatılmışdöküm ve cihaz montajı yumuşak litografi bazı temel eğitim ile mümkün bulunmaktadır. Buna ek olarak, bu platformu aynı zamanda, gradyan karıştırıcı, yüzey modelleme, sıvı kontrolü ve mikroelektrot gibi diğer işlevsel modül entegre ile diğer uygulamalar için uzatılabilir.
The authors have nothing to disclose.
PAC kısmen Wisconsin Kök Hücre Eğitim Programı (PA Clark) University of bir NIH T32 hibesi ile desteklenmektedir. JSK kısmen HEADRUSH Beyin Tümörü Araştırma Profesörlük, Roger Loff Memorial GBM Araştırma Fonu ve UW Vakfı / Nöroşirurji Beyin Tümörü Eğitim ve Araştırma Fonu tarafından desteklenmiştir. JCW ve YH kısmen NIH hibe NIBIB 1R01EB009103-01 tarafından desteklenmektedir.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Yorumlar |
Dulbecco’s modified eagle’s medium (DMEM), high glucose | Gibco / Invitrogen | 11965 | Brain tumor stem cell (BTSC) culture supplies |
Ham’s F12 | Gibco / Invitrogen | 31765 | Brain tumor stem cell (BTSC) culture supplies |
B27 supplement minus vitamin A | Gibco / Invitrogen | 12587-010 | Brain tumor stem cell (BTSC) culture supplies |
Antibiotic-Antimycotic (PSA) | Gibco / Invitrogen | 15240 | Brain tumor stem cell (BTSC) culture supplies |
Epidermal Growth Factor (EGF), human recombinant | Gibco / Invitrogen | PHG0313 | Brain tumor stem cell (BTSC) culture supplies |
basic Fibroblast Growth Factor (bFGF) , human recombinant | Gibco / Invitrogen | PHG0021 | Brain tumor stem cell (BTSC) culture supplies |
Heparin sodium salt, from porcine intestinal mucosa | Sigma | H1027-250KU | Brain tumor stem cell (BTSC) culture supplies |
Laminin (natural mouse) | Gibco / Invitrogen | 23017-015 | Brain tumor stem cell (BTSC) culture supplies |
Accutase | Millipore | SCR005 | Brain tumor stem cell (BTSC) culture supplies |
Stem cell medium |
|
||
Basic Fibroblast Growth Factor (bFGF)/ Heparin |
|
||
Epidermal Growth Factor (EGF) |
|
||
Heparin |
|
||
su-8 photoresist | MicroChem | ||
Silicon handle wafer | WRS Materials | 3P01-5SSP-INV | |
trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane | Sigma-Aldrich | 448931 | |
PDMS Sylgard 184 | Dow Corning | ||
laminin | BD Bioscience | 50 μg/ml in PBS buffer for the final concentration | |
Biostation IM | Nikon instruments |