该协议提供了一个细胞培养平台,可以以经济高效、简单的方式精确控制细胞外基质(如刚度、蛋白质组成和细胞形态)的特性。该方法具有成本效益,不需要特殊培训或设施。它还与多种细胞定量方法(如免疫荧光染色和西印)兼容。
这项技术提供了对施万细胞生物学的机械理解。通过更深入地了解神经系统再生的生物材料设计,它可以应用于任何锚地依赖细胞。该协议最具挑战性的部分是微联系打印。
在协议开始之前,使用荧光标记的荧光在基材上进行微触觉打印,以直观地验证最终打印到图案。首先,将 PDMS 基质弹性体和固化剂与移液器尖端进行大力混合,直到气泡均匀分散在混合物中。然后用真空干燥去除气泡。
将干燥 PDMS 混合物滴放在方形或圆形盖玻片上,并在转速为 2,500 rpm 的旋转涂装机上旋转盖玻片 30 秒。在60摄氏度的烤箱中孵育盖玻片一至两个小时,或在室温下过夜。要准备微图案基板,请将图案硅晶片放在直径为 150 毫米的圆形 15 毫米高培养皿内,然后将脱气的 PDMS 倒入晶圆上。
将 PDMS 在 60 摄氏度的烤箱中凝固过夜。让 PDMS 冷却到室温。然后使用手术手术刀切割300百分之30毫米的圆章,其中包含正确的图案,注意不损坏硅晶片。
消毒PDMS邮票和可调盖单,浸入70%乙醇30分钟。为了确认微表型的功效,使用过滤的空气流和移液器每毫升 BSA 溶液干燥 PDMS 邮票的表面,以覆盖邮票的整个图案侧。在室温下用 BSA 溶液孵育邮票一小时,以允许蛋白质吸附,然后风干邮票以去除 BSA 溶液。
使用过滤的空气流干燥可调式盖滑的表面。将图带面与可调盖玻片进行一致接触,使 BSA 吸附在盖玻片表面上,然后轻轻地将盖板压在盖玻片上 5 分钟。使用带 FITC 过滤器的荧光显微镜检查显微模式。
打印细胞粘合区域,而不是荧光图案,用层明代替BSA蛋白。从盖单上取下邮票,将盖滑移入消毒的六孔板中。将两毫升0.2%的Pluronic F-127溶液加入到每口井中,覆盖盖滑表面,并在室温下孵育板一小时。
吸气F-127溶液,用PBS洗涤盖滑五次,一次用细胞培养基,然后以每厘米1000个细胞的种子密度播种Schwann细胞。细胞播种后45分钟,取出细胞培养,用PBS洗涤盖滑两次,以防止多个细胞粘附于相同的模式。在定量前,在所需的细胞培养环境中维护细胞48小时。
要创建线型细胞培养基板,用于检查对齐的细胞,请根据手稿方向制作邮票,并将它们切割到所需的尺寸。如前所述,准备两个涂有可调 PDMS 表面的 Petri 盘,并在其中一个盘上进行微接触打印,以打印线型细胞粘合区域。取出邮票后,用四毫升0.2%的普鲁里F-127溶液填充培养皿,并孵育一小时。
用 70% 乙醇冲洗 PDMS 邮票的每一侧三次,然后用空气干燥。旋转 PDMS 图章,并打印第二个 Petri 盘上的未图案细胞粘合区域,如前所述。使用 F-127 溶液孵育菜肴后,取出溶液,用 PBS 洗三次,用新鲜的细胞培养培养本洗一次。
然后在盘子上播种细胞,并在准备落酸之前在所需的条件下保持48小时。要准备裂解物,用冰冷的PBS清洗细胞两分钟,然后根据手稿说明将80微升的RIPA溶液添加到每个细胞粘合区域,并在冰块上孵育细胞25分钟。用细胞刮刀刮取Schwann细胞5分钟,将赖酸盐收集到标有1.5毫升的微离心管中。
在12000°C和4摄氏度下将酸盐离心15分钟。收集上清液,并转移到一个干净的微离心管。与胶原蛋白和纤维素涂层基材相比,层宁涂层基材的增殖率更高。
具有层压涂层和不同模态的基材上的Schwann细胞表明,相对较软的基质降低了细胞增殖率。细胞也分析蛋白质表达。随着基板变软,转录因子c-Jun表达被调高。
然而,在最软的基材上,它受到的调节明显降低。在刚性基材上,胶原蛋白涂层基材产生最高的c-Jun表达,因为基材变软,层压素表现出最高水平的c-Jun。然后,细胞被染色的罗达明-法罗酮,以探索细胞扩散和区域在c-Jun表达中的作用。
在细胞培养基材上创建细胞粘合线时,与未模式基材上细胞相比,在图案基材上播种的细胞的核纵横比有所提高。c-Jun和p75神经营养素受体的表达在扩散面积较小的致密细胞中被调节。与非模式细胞相比,线型细胞还导致c-Jun和p75 NTR的表达更高。
微触觉印刷细胞胶粘剂几何形状被创建,以精确控制细胞的扩散面积和伸长,同时消除细胞与细胞的相互作用。增加细胞长宽比导致核伸长增加。c-Jun的表达通过细胞伸长和细胞扩张抑制作用得到调节。
核和行动素的免疫荧光染色证实,细胞扩散面积和伸长是通过这种微模式方法精确控制的。这项技术为利用我们的可调基板作为机械分析Schwann细胞生物学和再生和癌症背景下信号的方法铺平了道路。