A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
نقدم بروتوكولا لتحديد التناهية متعددة الخلايا في المختبر ، باستخدام تقنية التنميط الدقيق. يسمح هذا الفحص بالقياس الكمي التلقائي للتحيزات بين اليسار واليمين لأنواع مختلفة من الخلايا ويمكن استخدامه لأغراض الفحص.
Chirality هي خاصية خلوية جوهرية ، والتي تصور عدم التماثل من حيث الاستقطاب على طول المحور الأيسر الأيمن للخلية. نظرا لأن هذه الخاصية الفريدة تجذب اهتماما متزايدا بسبب أدوارها المهمة في كل من التطور والمرض ، فإن طريقة القياس الكمي الموحدة لتوصيف الخلية من شأنها أن تعزز الأبحاث والتطبيقات المحتملة. في هذا البروتوكول ، نصف اختبار توصيف chirality متعدد الخلايا الذي يستخدم صفائف الخلايا المجهرية النمطية. يتم تصنيع الأنماط الدقيقة الخلوية على شرائح زجاجية مطلية بالتيتانيوم / الذهب عبر الطباعة المتناغمة الدقيقة. بعد البذر على الجزر المحددة هندسيا (على سبيل المثال ، على شكل حلقة) ، المغلفة بالبروتين ، تهاجر الخلايا في الاتجاه وتشكل محاذاة متحيزة نحو اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة ، والتي يمكن تحليلها تلقائيا وتحديدها كميا بواسطة برنامج MATLAB مكتوب خصيصا. هنا نصف بالتفصيل تصنيع الركائز المجهرية ، وبذر الخلايا ، وجمع الصور ، وتحليل البيانات وإظهار النتائج التمثيلية التي تم الحصول عليها باستخدام خلايا NIH / 3T3. وقد تم التحقق من صحة هذا البروتوكول سابقا في العديد من الدراسات المنشورة وهو أداة فعالة وموثوقة لدراسة الخلية في المختبر.
يصف عدم تناسق الخلية من اليسار إلى اليمين (LR) ، المعروف أيضا باسم اليد الخلوية أو chirality ، قطبية الخلية في محور LR ومن المعترف به أنه خاصية فيزيائية حيوية أساسية ومحفوظة1،2،3،4،5. وقد لوحظت الخلية في كل من الجسم الحي والمختبر على مستويات متعددة. وكشفت النتائج السابقة عن دوران الهيكل الخلوي للأكتين في خلايا مفردة مزروعة في جزر دائرية6 ، وهجرة متحيزة ومحاذاة الخلايا داخل الحدود المحصورة7،8،9،10،11 ، وحلقة غير متماثلة لأنبوب حرارة الدجاج 12.
على المستوى متعدد الخلايا ، يمكن تحديد الخلية من الهجرة الاتجاهية أو المحاذاة ، والدوران الخلوي ، وديناميكيات الهيكل الخلوي ، وتحديد مواقع عضيات الخلية7،8،9،10،11،12،13. لقد أنشأنا14 فحصا قائما على الأنماط الدقيقة لتوصيف التحيز الدائري للخلايا الملتصقة بكفاءة7،8،9،10. مع الأنماط الدقيقة على شكل حلقة تحصر هندسيا مجموعات الخلايا ، تظهر الخلايا بشكل جماعي هجرة اتجاهية ومحاذاة متحيزة. تم تطوير برنامج MATLAB للكشف تلقائيا عن محاذاة الخلايا وقياسها في صور تباين الطور للحلقة. يتم تحديد اتجاه محاذاة الخلايا المحلية بزاوية متحيزة ، اعتمادا على انحرافها عن الاتجاه المحيطي. بعد التحليل الإحصائي ، يتم تعيين نمط الحلقة للخلايا إما على أنه تحيزات عكس اتجاه عقارب الساعة (CCW) أو تحيزات في اتجاه عقارب الساعة (CW).
وقد استخدم هذا الفحص لتوصيف الأنماط الظاهرية للخلايا المتعددة (الجدول 1)، ووجد أن عدم تناسق الخلايا LR خاص بالنمط الظاهري 7,11,15. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي تعطيل ديناميكيات الأكتين والمورفولوجيا إلى عكس التحيز الدائري 7,8 ، ويمكن أن يؤدي الإجهاد التأكسدي إلى تغيير الخلية وكذلك9. بسبب بساطة الإجراء ومتانة النهج7،8،9،10 ، يوفر هذا الفحص 2D chirality أداة فعالة وموثوقة لتحديد ودراسة chirality متعددة الخلايا في المختبر.
الغرض من هذا البروتوكول هو إثبات استخدام هذه الطريقة لتوصيف الخلية chirality. يصف هذا البروتوكول كيفية تصنيع صفائف خلوية منقوشة عبر تقنية الطباعة المتناغمة الدقيقة وإجراء تحليل الدائري بطريقة آلية باستخدام برنامج MATLAB.
1. تصنيع طوابع بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان (PDMS)16
2. طلاء الشرائح الزجاجية
3. الطباعة ميكروكونتاكت
4. بذر الخلايا على شرائح مجهرية
5. جمع الصور
6. توصيف الخلية (الشكل 2)
بعد خمس عشرة دقيقة من بذر خلايا NIH / 3T3 ، تم تأكيد التصاق الخلايا على نمط الحلقة بصريا عن طريق التصوير بتباين الطور. بعد زراعة لاحقة لمدة 24 ساعة ، أصبحت الخلايا الموجودة على الأنماط ملتقية وممدودة مع محاذاة غير متماثلة بشكل واضح ، متحيزة نحو اتجاه عقارب الساعة (الشكل 2). يتم تس?...
يوفر اختبار النقش على شكل حلقة الموصوف هنا أداة سهلة الاستخدام للتوصيف الكمي للجيرالية متعددة الخلايا ، قادرة على إنتاج نتائج موثوقة للغاية وقابلة للتكرار. يتيح التوليد السريع للبيئات الدقيقة المحددة المتطابقة والتحليل غير المتحيز المعالجة الآلية عالية الإنتاجية لحجم كبير من العينات. ?...
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
تم تمويل هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة (OD/NICHD DP2HD083961 و NHBLI R01HL148104). ليو كيو وان هو باحث في بيو في العلوم الطبية الحيوية (PEW 00026185) ، بدعم من صناديق بيو الخيرية. يتم دعم Haokang Zhang من قبل زمالة ما قبل الدكتوراه التابعة لجمعية القلب الأمريكية (20PRE35210243).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
200 proof ethanol | Koptec | DSP-MD-43 | |
BZX microscope system | Keyence | BZX-600 | |
Dulbecco's modified eagle medium (DMEM), high glucose | Gibco | 11965092 | |
Electron beam evaporator | Temscal | BJD-1800 | Gold-titanum film coating |
Fetal bovine serum | VWR | 89510-186 | |
Fibronectin from bovine plasma | Sigma | F1141-5MG | |
Glass microscope slides | VWR | 10024-048 | |
Glass tweezers | Exelta | 390BSAPI | |
Gold evaporation pellets | International Advanced Materials | AU18 | |
HS-(CH2)11-EG3-OH (EG3) | Prochimia | TH 001-m11.n3-0.2 | |
MATLAB | Mathworks | MATLAB_R2020b | |
NIH/3T3 cells | ATCC | CRL-1658 | |
OAI contact aligner | OAI | 200 | UV photolithography |
Octadecanethiol (C18) | Sigma | O1858-25ML | |
Orbital shaker | VWR | 89032-088 | |
Phosphate buffered saline (PBS) | Research product international | P32080-100T | |
Polydimethylsiloxane Sylgard 184 | Dow Corning | DC4019862 | |
Silicon Wafer | University Wafer | ID#809 | |
Sodium pyruvate | Thermo fisher scientific | 11360-070 | |
SU-8 3050 photoresist | MicroChem | Y311075 0500L1GL | |
Titanium evaporation pellets | International Advanced Materials | TI14 | |
Transparency mask (with feature) | Outputicity.com | N/A | Mask printing service |
Trypsin-EDTA (0.25%) | Thermo fisher scientific | 25200-072 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved