JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

המודלים הנוכחיים של תרבות bilayer אינן מאפשרות לימודים פונקציונלי במבחנה המחקים ויוו microenvironments. שימוש בפוליאתילן גליקול שיטה תבניות תחמוצת אבץ, פרוטוקול זה מתאר את התפתחות קרום המרתף ביונים ודק במיוחד עם נוקשות tunable, נקבוביות, והרכב ביוכימי המחקה באופן הדוק ויוו מטריצה חוץ-תאית.

Abstract

קרום המרתף הוא מרכיב קריטי bilayers הסלולר שעשוי להשתנות נוקשות, קומפוזיציה, אדריכלות, נקבוביות. באופן מסורתי, מחקרים במבחנה של אנדותל-אפיתל bilayers צריכים לסמוך על תמיכה חדיר דגמים המאפשרים bilayer תרבות, אך תומך חדיר מוגבלים ביכולתם לשכפל את המגוון האנושי ממברנות במרתף. לעומת זאת, מודלים הידרוג הדורשים סינתזה הם מאוד tunable וגם מאפשרים שינויים של הקשיחות גשמי והן את ההרכב הביוכימי באמצעות התאגדות של פפטידים ביונים או חלבונים. עם זאת, מודלים מסורתיים הידרוג מוגבלים בפונקציונליות בשל העדר הנקבוביות עבור אנשי קשר תא-תא ולימודי פונקציונלי במבחנה ההעברה. בנוסף, בשל עובי hydrogels המסורתי, התאגדות של הנקבוביות המתפרסים על פני כל עובי hydrogels כבר מאתגר. במחקר הנוכחי, אנו משתמשים hydrogels poly-(ethylene-glycol) (PEG), שיטה תבניות תחמוצת אבץ הרומן לפנות את החסרונות הקודם של hydrogels הביוני. כתוצאה מכך, אנו מציגים הידרוג ודק במיוחד, כמו קרום המרתף המתיר את התרבות של confluent bilayers הסלולר על גרדום להתאמה אישית עם ארכיטקטורות נקבובית משתנה, תכונות מכניות של ההרכב הביוכימי.

Introduction

מטריצה חוץ-תאית (ECM) מהווים פיגומים חלבון לתמוך התא מצורף, לשמש המחסומים בין סוגי תאים נפרדים, הם מרכיב חיוני של מורכבות רקמות ואיברים. בניגוד בין-תאי רקמת חיבור, קרום המרתף (מוניטור) היא סוג מיוחד של ה-ECM זה משמש כמחסום כדי לחלק את רקמת תאים אחד מהשני. עב מ עבה כ 100 מיקרומטר, ולכן מאפשרים תקשורת ישירים ועקיפים בין התאים משני צדדיו. שתי דוגמאות נפוצות של עב מ עב מ כלי דם, נמצא בקיר microvascular בין pericytes לבין תאי אנדותל, הינם דרכי הנשימה BMs שנמצאו בין תאי אנדותל ואפיתל. עב מ לשמש תפקיד חשוב בוויסות תא בפונקציה, כגון תא קוטביות והעברה, על בריאות ומחלה. 1 הרכב, נוקשות, אדריכלות, ואת נקבוביות BMs משתנה על פני מערכות איברים כדי להקל על פונקציות פיזיולוגיות שונות. לדוגמה, מוניטור הנקבוביות הם קריטיים עבור שמירה על תקשורת, מולקולה מסיסים דיפוזיה, ועבור נדידה של תאים חיסוניים במהלך דלקת או חיידקים במהלך זיהום. את דרכי הנשימה, נקבוביות span עובי ויטביע, מלא עם קטרים ועד 0.75 3.86 מיקרומטר.2

מהות דק ויטביע מבטיחה כי למרות סוגי תאים מופרדים פיזית אחד מהשני, תקשורת המערכת באמצעות paracrine וצור קשר-בתיווך איתות נשמר. לפיכך, ללמוד מחלות אנושיות במבחנה, חוקרים צריכים לסמוך על תמיכה חדיר נקבובי מוסיף את התרבות התאית bilayers. 3 מודלים אלה היו קריטיים להבנת התקשורת הסלולרית ממלאת תפקיד מחלה ובריאות. 3 , 4 , 5 , 6 , 7 הוספת תמיכה חדיר לספק את הדרישות הבסיסיות בנושא הבנת איך איתות התא-התא מווסת תהליכים פיזיולוגיים, כגון גיוס ליקוציט חדירת חיידקים; עם זאת, התוספות יש מגבלות משמעותיות, להיכשל לחקות תמיכה BM. Permeable האדם מוסיף חוסר tunability מכני וגם הביוכימי, ואת המבנה הנקבובי פשטנית אינה מחקה את מבנה סיבי שיוצר את הנקבוביות לא סדיר אופייני של עב מ. לכן, יש צורך הולך וגדל עבור מערכות tunable יכולים לשחזר את המאפיינים מוניטור יליד להשפיע על תהליכים תאיים.

מצעים מבוסס פולימר הם מועמדים אידיאליים לפיתוח ביונים BMs ללמוד bilayers הסלולר בהקשר המחקה באופן הדוק יותר על הסביבה ויוו . 8 , 9 , 10 , 11 , 12 פולימרים הם tunable באופן מכני, יכול להיות שונה מבחינה כימית לשלב ביונים פפטיד שברי. 11 , 12 , 13 bioinert פולימר פוליאתילן גליקול (PEG) ניתן להשתמש כדי לבנות ביונים BMs ולאחר עבודה מפורט הסינתזה של ג'לים ארגינין-גליצין-אספרטית (RGD) פג tunable באופן מכני עם רשתות נקבובי התומכים צמיחת תאים כימוטקסיס תאים דלקתיים. 14 למרות שפורסם מבוססי פג מצעים מסופקים דגם מציאותית יותר של ECM האנושי מאשר תומך חדיר, רבים של מודלים אלה הם עבות במיוחד, עם עומק של מיקרומטר בערך 775 אשר מגביל את היכולת ליצור bilayer תרבויות עם תא-תא אנשי קשר. 14

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להקמת פג מבוסס פולימר מוניטור לחקות מתגבר על רבים מן המגבלות הטכנולוגיות תרבות bilayer התא הנוכחי. פיתחנו שיטה תבניות מובהקים תחמוצת אבץ, החומר בשימוש נרחב לייצור של ייצור שעוות, הפולימר במהלך הסינתזה crosslinking, אשר לאחר מכן, באופן סלקטיבי מוסר פולימר וכתוצאה מכך בצובר. תהליך זה יוצר רשת נקבובי אקראי, מחקה נקבובית שקבל ובעלת רשת BMs אנושי. עוד, ניתן לשנות את נקבוביות על-ידי שינוי הגודל והצורה של microcrystals תחמוצת אבץ באמצעות שינוי של סטויכיומטריה התגובה במהלך הייצור המחט. הטכניקה שפותחה כאן יוצרת של הידרוג זגוגית המחקה את העובי של BM. האנושי ולבסוף, המכונאים, את נקבוביות ולא ניתן לשנות את ההרכב הביוכימי של אלה בונה כמו מוניטור בקלות לייצר microenvironment ביותר דומה כי ראיתי ויוו.

Protocol

אנא קרא חומר בטיחות נתונים בגיליון (MSDS) של כל החומרים מראש להשתמש ולהשתמש זהירות בכלל פעמים.

1. סינתזה של תחמוצת אבץ מחטים

  1. להכין 250 מ של Zn (3) 0.04 מ'2* 6-אייץ ' פתרון2O על-ידי הוספת 2.9749 גר' אבץ חנקתי 250 מ של מים.
  2. להכין 150 מ ל 1 M NaOH על-ידי הוספת 6 גר' NaOH 150 מ ל מים.
  3. להגדיר אמבט שמן מינרלי על פלטה חמה עם בחישה, להטביע בקבוקון התחתון עגול 500-mL לאמבטיה שמן בטמפרטורת החדר.
  4. להוסיף 250 מ של Zn (3)2* 6-אייץ '2O הבקבוקון ולהתחיל לערבב את התגובה.
  5. להוסיף 150 מ"ל NaOH פתרון (התמיסה לבן טופס לזמן קצר ולאחר מכן נעלמים כמו שני פתרונות להמשיך לערבב). מערבבים במשך 2 h חשפו.
  6. מחממים את הבקבוק עד 55-60 ° C ולהמשיך ערבוב במשך 24 שעות ביממה.
  7. לכבות את האש ולאפשר לתמיסה להתקרר לטמפרטורת החדר תוך כדי ערבוב.
  8. לסנן את הפתרון על משפך ביכנר עם גודל הנקבוביות מיקרומטר 11 ולאפשר להתייבש לילה, חשפו. כאשר נייר הסינון הוא כבר לא רטוב מהפתרון יציקת אבקה לבנה הקימה החורים משפך, החלקיקים הם יבשים לחלוטין.
  9. לאסוף ZnO מחטים והכן לסריקה מיקרוסקופ אלקטרונים (SEM) כדי לאשר את המורפולוגיה דמויי מחטים. בקצרה, הר פחמן הקלטת על גדם pin ולהשתמש מרית מתכת להכפיש את המחטים ZnO על הקלטת פחמן. להתיז את המעיל עם 8 מ"מ אירידיום-צפיפות של 22.4 גרם/ס"מ3 ו לרכוש תמונות ב-10 kV.

2. תוספת של אבץ ההקרבה שכבה על שקופיות מיקרוסקופ על HCl המושרה שחרורו של פג

  1. להכין אבץ אצטט פתרון על ידי המסת 1.756 גר' אבץ אצטט ב 200 מ של מתנול.
  2. לנקות 3 "פרק 1" שקופיות מיקרוסקופ רגיל עם 70% אתנול וביו -מחיקה חד פעמית. לאפשר לאוויר יבש למשך 10 דקות.
  3. במקום כוס 150-מ מ על גבי צלחת חמה צלחת פטרי ומחממים ל 150-160 מעלות צלזיוס.
  4. באמצעות pipet של זכוכית עם נורת pipet, החזק בשקופיות זכוכית עם פינצטה והמעיל השקופיות על-ידי החלת 5 טיפות אצטט אבץ, ויוצרים שכבה דקה התפזרו על השקופית. לאפשר פתרון עודף לטפטף בחזרה לתוך פתרון מניות.
  5. מקם את השקופית בצלוחית הפטרי מחומם מראש (150-160 מעלות צלזיוס) עם הצד אצטט מצופה אבץ פונה כלפי מעלה. יוצאים על פלטת הבישול למשך 15 דקות.
  6. הסר את השקופית עם פינצטה ולאפשר לו להתקרר לטמפרטורת החדר. השקופית יופיע כדי להיות מצופה עם פסים לבנים.
  7. הסר כל עודף אבץ שנותר בשקופיות באמצעות מחיקה חד פעמית להסרת בולטים פסים לבנים. המשטח צריך להיות אחיד.
  8. לחשוף השקופיות מוכן ל UV אור בשכונה אבטחה לפחות שעה על מנת להבטיח עקרות.
    התראה: אור UV מזיקה לעיניים, עור חשוף. להימנע מחשיפה ישירה העיניים או העור, לבטל את אספקת חשמל כאשר לא בשימוש.

3. הכנת נייר תרמי סיליקון

  1. גיליון סיליקון לחתוך לתוך הריבועים של פחות מ 1 "פרק 1" (נייר תרמי חייב להיות מסוגל להשתלב מנה 6-טוב).
  2. מנקבים חורים 8-12 מ מ במרכז הריבועים עם אגרוף ביופסיה.
  3. אוטוקלב נייר תרמי סיליקון עבור 20 דקות ב- 121.0 ° C ו- 1.12 ק"ג/cm.

4. הכנת פתרון פג, פג סינתזה ג'ל

הערה: Functionalization פלמור של פג יש כבר בהרחבה חקר, מפורט בעבר על ידי המעבדה שלנו ואחרים. 8 , 10 , 11 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17

  1. לשלב את RGD תא פפטיד דבק עם acryloyl-פג-NHS ב 50 מ מ סודיום ביקרבונט (pH 8.5) ביחס 1:1 שן טוחנת כדי לאפשר functionalization של התחנה הסופית אמין של פפטיד עם moiety אקרילט, תגובה ביוכימית כי כבר בעבר מאופיין להניב גדול מ- 85% יעילות. 17
  2. הכן צילום-יוזם על ידי ערבוב 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone עם 1-ויניל-2-pyrrolidone-ריכוז של 300 מ"ג/מ"ל.
  3. ב להפריד 1.5 mL צינורות, שוקל את האפשרויות הבאות: 20 מ ג של מחטים ZnO, 12.5 מ"ג של פג-DA ו- 2.5 מ"ג של פג-RGD.
  4. להשעות 20 מ ג של מחטים ZnO ב 270 µL של 10% FBS/PBS פתרון; מערבולת לערבב (כ 15 s).
  5. בקצרה (< 1 s) לסובב את הפתרון ב צנטריפוגה מיני benchtop להביא כל אגרגטים ZnO לבסיס של הצינור.
  6. איסוף 250 µL מהחלק העליון של הפתרון ZnO, כדי להבטיח כי אגרגטים נשארים בתחתית הצינורית. לשלב עם פג-DA ו- PEG-RGD כדי ליצור פתרון פג עם-2.5 מ מ RGD. מערבולת לערבב (כ 15 s).
  7. להוסיף 2 µL של pyrrolidone acetophenone/n-ויניל צילום-יוזם, מערבולת בקצרה כדי לערבב (כ 5 s).
  8. הוסף 20 µL של הפתרון פולימר לאורך מרכז השקופיות ZnO מצופה.
  9. הורידו לאט בשקופית השנייה למעלה, עם הפנים ציפוי ZnO למטה (הפתרון פג צריך להיות בין שתי שכבות ZnO מצופה). לנסות למנוע היווצרות של בועות אוויר. להעביר את השקופיות רוחבית לאורך הציר רס ן כדי לאפשר בועות כדי לברוח, כדי להפיץ את הפתרון שכבה דקה. מכסים את רוב השקופית עם הפתרון פולימר. צור הסככה קלה של השקופית העליונה כדי להבטיח כי השקופיות יכול הנוצה בשלבים מאוחר יותר.
  10. Crosslink השקופיות תחת מנורה nm UV 365 (כ 10 mW/cm2) למשך 15 דקות.

5. שחרור של פג ג ' לים משקופיות זכוכית

  1. הפעילו לחץ שקופיות לראשיכם, באופן ידני משיכה שבין שתי השקופיות בנפרד בקצב איטי על מנת למנוע סדיקה השקופיות. לאפשר את ג'לים יבש למשך 5 דקות לפחות, או למשך הלילה.
  2. הכנס את השקופית זכוכית סטריליים 25 מ מ פטרי ויוצקים בעדינות את הפתרון HCl 1 מ' על גבי השקופית, שימוש רק מספיק כדי לכסות את השקופית (כ 10-20 מ"ל). בעדינות רוק הפטרי; הג'ל צריך להתחיל להרים מחוץ לשקופית כמו HCl ממיס את ההקרבה ץבא ומחטים. ברגע הג'ל אינו חושף השקופית, שופכים HCl בחזרה לתוך הפתרון מניות.
  3. יש לשטוף את הג'ל על ידי בעדינות לשפוך כ 25 מ ל 1 x PBS לתוך הפטרי עד שקופית של ג'ל טובע.
יוצקים בזהירות את החינוכית לתוך מיכל פסולת.
  • שופכים בעדינות כ 25 מ ל 1 x PBS לתוך הפטרי, עד הג'ל צף בפתרון.
  • באמצעות פינצטה, בזהירות החלק של isolator סיליקון מתחת הג'ל והרם את הג'ל על גבי זה.
  • להעביר את isolator, את הג'ל לתוך תבשיל טוב 6 מלא עקר 1 x PBS.
  • חזור על תהליך זה עד כל היחסי של ג'ל הוסרה מן השקופיות, הם סופגים ב- PBS. לחשוף את ג'לים מוכן לאור UV בשכונה אבטחה לפחות שעה על מנת להבטיח עקרות.
  • 6. זריעת תא Bilayers

    1. היכונו זריעת תאי A549. בקצרה, לשטוף בקבוקון2 75 ס מ 5 מ של 1 x PBS, להוסיף 3 מ"ל של 0.25% טריפסין-EDTA ולתת לשבת למשך 2-3 דקות ב 37 º C.
      1. מכנית להתסיס את הבקבוק, להרוות את התגובה של 3 mL Dulbecco ששינה נשר בינונית עם 10% עוברית שור סרום ו 1% פניצילין-סטרפטומיצין, לאסוף לתוך בקבוקון חרוט 15-mL. לשטוף עם אוטם 4 נוספים של מדיה נשר שונה של Dulbecco מלאה ולאסוף באותה חרוט. לסובב תאים ב g x 475 במשך 6 דקות.
    2. בעוד התאים מתחילים להסתובב למטה, להוסיף טיפה קטנה של בינוני נשר שונה של Dulbecco מלאה כל טוב של צלחת 6-. טוב. להשתמש פינצטה כדי להעביר את נייר תרמי סיליקון עם ג'לים המשקולת חדש 6-ובכן, כך הג'ל הוא נח על המסירה של מדיה. שכעת ג'לים מתפשטים לתוך שכבה דקה, בדוק כדי לוודא כי ישנם חורים גדולים אין לעין. זה צריך להיעשות מיד לפני תא seeding כדי למנוע התייבשות וסדקים היחסי של ג'ל.
    3. Resuspend תאים של Dulbecco ששינה נשר בינוני עם 10% עוברית שור סרום ו 1% פניצילין-סטרפטומיצין-ריכוז של 6 x 105 תאים/מ ל.... הוסף הירידה התליה תא חכם למרכז של הג'ל, מנסה לשמור על מניסקוס באזור מנוקב החוצה של קרום סיליקון. לאפשר תאים לדבוק במשך 4 שעות.
    4. לאחר 4 שעות, להוסיף 0.5 מיליליטר ששינה נשר שלם בינוני של Dulbecco הבאר, דגירה בין לילה ב 37 ° C כדי לאפשר הדבקה מלאה.
    5. למחרת, להכין HUVECs תא זריעה.
      1. לשטוף את בקבוקון2 75 ס מ 5 מ של 1 X PBS, להוסיף 3 מ"ל של 0.25% טריפסין-EDTA ולתת לשבת למשך 2-3 דקות ב 37 º C.
      2. מכנית להתסיס את הבקבוק, להרוות את התגובה עם 3 מ"ל M199 מדיה עם סרום שור עוברית 20%, 1% פניצילין-סטרפטומיצין, תוספת של 1% צמיחה, לאסוף לתוך 15-mL חרוט.
      3. לשטוף עם 4 מ"ל של התקשורת מלאה M199 ולאסוף באותה חרוט. לסובב תאים ב g x 475 במשך 6 דקות.
    6. בעוד התאים מתחילים להסתובב למטה, להוסיף טיפה קטנה של שלם בינוני 199 מכל קידוח לתוך צלחת. ובכן 6 חדשים. המקום isolator סיליקון חדשים בבאר עם טיפת מדיה במרכז שהסיליקון.
    7. בזהירות באמצעות פינצטה, להעיף את isolator סיליקון תמיכה הג'ל פג עם תאים A549 על גבי isolator בצלחת. ובכן 6 חדשים.
    8. Resuspend HUVECs-ריכוז של 6 x 105 תאים למ"ל ולהוסיף התליה תא למרכז האיסוף הפוך ג'ל חכם, מנסה לשמור על מניסקוס על הג'ל בתוך שטח מנוקב החוצה של קרום סיליקון. מאפשרים לתאים ולהתבטא כבר שעתיים.
    9. לאחר 2 h, בעדינות להוסיף 2 מ"ל של M199 מדיה מלאה בכל טוב.

    7. immunofluorescence

    1. בזהירות להסיר מדיה ג'לים עם פיפטה ידנית ולהוסיף כ 500 µL של 4% paraformaldehyde (PFA) למרכז של הג'ל בו התאים אינם נזרע. תן לשבת במשך 30 דקות בטמפרטורת החדר.
      התראה: PFA הוא כימיקל רעיל; להשתמש באמצעי מניעה ולהבטיח טיפול מתבצעת על בטיחות ביולוגית בארון.
    2. בזהירות להסיר את כדורגלן ולהוסיף כ 500 µL של BSA 2% ב- PBS כל ג'ל. תן לשבת לשעה בטמפרטורת החדר.
    3. הסר בזהירות BSA. הכנת נוגדנים הראשי לדילול בטחונות ב- BSA 2% ב- PBS, ומוסיפים 500 µL כל ג'ל. תן לשבת לשעה בטמפרטורת החדר. יש לשטוף בעדינות עם 500 µL ל- 1 x PBS.
      1. חזור על התהליך אותו עם נוגדנים משניים. השתמש בעקבות נוגדנים: 1) נגד האדם CD144 16B1 שיבוט (VE-קדהרין); 2) האנטי-האדם CD324 (E-קדהרין) שיבוט 6714; 3) האנטי-האדם CD31 (PECAM-1) שיבוט C-20; 4) אנטי-A549; 5) אנטי-העכבר FITC; 6) נגד עז אלקסה עבור חיל הים 647. כדי להמחיש F-אקטין, להוסיף 500 µL של Phalloidin (10 µg/mL ב- PBS) במשך 20 דקות.
    4. בזהירות להסיר נוגדנים משניים או phalloidin ולהוסיף 500 µL של דאפי (0.1 µg/mL) במשך 20 דקות בזהירות להסיר את דאפי פתרון ולהוסיף בעדינות 1.5 מ ל 1 x PBS טוב כל כך ג'לים ההשעיה.
      1. באמצעות נייר תרמי פינצטה, סיליקון, להעביר ג'ל אחד זכוכית. את זה. כבר כל הג'ל מיד לפני הדמיה, ולהחליף ג'לים בתוך תמיסת PBS לאחר דימות.
      2. לחלופין, לטעון ג'לים בעזרת אמצעי הרכבה דאפי. לאטום היטב את הדגימות עם לק, לרכוש תמונות תוך יומיים כדי למנוע התייבשות וסדקים של הג'ל. עיין טבלה 1 לפתרון.

    תוצאות

    פג-RGD hydrogels נוצרו על-ידי sandwiching הפתרון פולימר בין שתי שכבות תחמוצת אבץ ההקרבה ויצירת תבניות נקבובית עם מחטים תחמוצת אבץ. תחמוצת אבץ ההקרבה הרכיבים הוסרו ואז עם חומצה כלורית, יצירת hydrogels פג ודק במיוחד עם נקבוביות רציפה (איור 1). המורפולוגיה של תחמוצת אבץ מחטים...

    Discussion

    פרוטוקול מפורט כאן אפשרה לנו ליצור של הידרוג פג tunable לשמש לפיגום ביונים מוניטור. באופן ספציפי, על ידי משקולות בדרגות שונות של מולקולרית פג, אסטרטגיות ההטיה פפטיד, ו מבנים שעוות תחמוצת אבץ או ריכוזי, את הנפח, תכונות ביוכימיות ומבנה הנקבובי של hydrogels יכול להיות שונה, בהתאמה. לגרדום פג ודק במיוח?...

    Disclosures

    המחברים אין לחשוף.

    Acknowledgements

    המחברים רוצה להודות פרופסור פול ואן טאסל, פרופסור Chinedum Osuji עבור שיחות מתחשב ומומחיות הנדסת חומרים שלהם. מימון עבור עבודה זו סופקה על ידי פרס יוזמה חדשה דובינסקי נבחרת מוסדות של בריאות NIBIB BRPR01 EB16629-01A1.

    Materials

    NameCompanyCatalog NumberComments
    1M Hydrogel Chloride (HCl)EMDHX0603-75 2.5LSterile. Use in fume hood with eye protection and gloves.
    1X PBSGibco14040-133 500 mLNone
    Zinc Nitrate Hexahydrate (Zn(NO3)2•6H2O)Sigma-Aldrich228737-500gUse with eye protection and gloves.
    Sodium Hydroxide (NaOH)Macron Chemicals278408-500gUse with eye protection and gloves.
    Zinc Acetate Dihydrate ((CH3O2)2Zn2+•2H2O)Fisher ScientificAC45180010 1 kgUse with eye protection and gloves.
    Methanol (CH3OH)J.T. Baker9070-05 4LUse in fume hood with eye protection and gloves.
    VWR Life Science Seradigm Premium Grade FBSVWR97068-085Sterile filter. 5 mL FBS in 45 mL PBS
    Mineral oilCVS PLD-B280BNone
    Round bottom flaskChemGlassN/A
    ThermometerN/A
    Stir barN/A
    Plain precleaned microscope slides 3"x1"x1" mm thickThermo Scientific420-004TSpray with ethanol and let dry prior to use.
    Glass pasteur pipetsN/A
    1 mL rubber bulbsN/A
    Plastic 100 mm petri dishesN/A
    Sterile forcepsN/A
    Silicone isolators0.8 mm thick
    Polydimethylsiloxane (PDMS) punchesN/A
    Glass bottlesN/A
    6 well platesCellstar657 160N/A
    Filter PaperWhatman8519N/A
    Stirrer-hot plateVWR Dya-Dual12620-970Use with eye protection and gloves.
    2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone (C6H5COC(OCH3)2C6H5Sigma-Aldrich24650-42-8Use with eye protection and gloves.
    1-Vinyl-2-pyrrolidone (C6H9NO)AldrichUse with eye protection and gloves.
    Polyethylene Glycol 10,000 (H(OCH2CH2)10,000OH)Fluka81280-1kgUse with eye protection and gloves.
    RGDSLife Tein180190Use with eye protection and gloves.
    Blak-Ray long wave UV lampUVPModel B 100APN/A
    Eppendorf tubesUSA Scientific1615-5500N/A

    References

    1. Domogatskaya, A., Rodin, S., Tryggvason, K. Functional diversity of laminins. Annu Rev Cell Dev Biol. 28, 523-553 (2012).
    2. Howat, W. J., Holmes, J. A., Holgate, S. T., Lackie, P. M. Basement membrane pores in human bronchial epithelium: a conduit for infiltrating cells. Am J Pathol. 158, 673-680 (2001).
    3. Lauridsen, H. M., Pober, J. S., Gonzalez, A. L. A composite model of the human postcapillary venule for investigation of microvascular leukocyte recruitment. FASEB J. 28, 1166-1180 (2014).
    4. Mul, F. P., et al. Sequential migration of neutrophils across monolayers of endothelial and epithelial cells. J Leukoc Biol. 68, 529-537 (2000).
    5. Hermanns, M. I., Unger, R. E., Kehe, K., Peters, K., Kirkpatrick, C. J. Lung epithelial cell lines in coculture with human pulmonary microvascular endothelial cells: development of an alveolo-capillary barrier in vitro. Lab Invest. 84, 736-752 (2004).
    6. Birkness, K. A., et al. An in vitro tissue culture bilayer model to examine early events in Mycobacterium tuberculosis infection. Infect Immun. 67, 653-658 (1999).
    7. Wang, L., et al. Human alveolar epithelial cells attenuate pulmonary microvascular endothelial cell permeability under septic conditions. PLoS One. 8, 55311 (2013).
    8. Pellowe, A. S., Gonzalez, A. L. Extracellular matrix biomimicry for the creation of investigational and therapeutic devices. Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol. 8, 5-22 (2016).
    9. Peyton, S. R., Raub, C. B., Keschrumrus, V. P., Putnam, A. J. The use of poly(ethylene glycol) hydrogels to investigate the impact of ECM chemistry and mechanics on smooth muscle cells. Biomaterials. 27, 4881-4893 (2006).
    10. West, J. L. Protein-patterned hydrogels: Customized cell microenvironments. Nat Mater. 10, 727-729 (2011).
    11. DeLong, S. A., Gobin, A. S., West, J. L. Covalent immobilization of RGDS on hydrogel surfaces to direct cell alignment and migration. J Control Release. 109, 139-148 (2005).
    12. Engler, A. J., Sen, S., Sweeney, H. L., Discher, D. E. Matrix elasticity directs stem cell lineage specification. Cell. 126, 677-689 (2006).
    13. Taite, L. J., et al. Bioactive hydrogel substrates: probing leukocyte receptor-ligand interactions in parallel plate flow chamber studies. Ann Biomed Eng. 34, 1705-1711 (2006).
    14. Lauridsen, H. M., Walker, B. J., Gonzalez, A. L. Chemically- and mechanically-tunable porated polyethylene glycol gels for leukocyte integrin independent and dependent chemotaxis. Technology. 02, 133-143 (2014).
    15. DeLong, S. A., Moon, J. J., West, J. L. Covalently immobilized gradients of bFGF on hydrogel scaffolds for directed cell migration. Biomaterials. 26, 3227-3234 (2005).
    16. Lauridsen, H. M., Gonzalez, A. L. Biomimetic, ultrathin and elastic hydrogels regulate human neutrophil extravasation across endothelial-pericyte bilayers. PLOS one. 12, 0171386-0171405 (2017).
    17. Peters, E. B., Christoforou, N., Leong, K. W., Truskey, G. A., West, J. L. Poly(Ethylene Glycol Hydrogel Scaffolds Containing Cell-Adhesive and Protease-Sensitive Peptides Support Microvessel Formation by Endothelial Progenitor Cells. Cellular and Molecular Bioengineering. 9, 38-54 (2016).
    18. Schwartz, M. P., et al. A synthetic strategy for mimicking the extracellular matrix provides new insight about tumor cell migration. Integr Biol (Camb). 2, 32-40 (2010).
    19. Booth, A. J., et al. Acellular normal and fibrotic human lung matrices as a culture system for in vitro investigation. Am J Respir Crit Care Med. 186, 866-876 (2012).
    20. Kalluri, R. Basement membranes: structure, assembly and role in tumour angiogenesis. Nat Rev Cancer. 3, 422-433 (2003).
    21. Roudsari, L. C., Keffs, S. E., Witt, A. S., Gill, B. J., West, J. L. A 3D Poly(ethylene glycol)-based Tumor Angiogenesis Model to Study the Influence of Vascular Cells on Lung Tumor Cell Behavior. Scientific Reports. 6, 1-15 (2016).
    22. Bermudez, L. E., Sangari, F. J., Kolonoski, P., Petrofsky, M., Goodman, J. The efficiency of the translocation of Mycobacterium tuberculosis across a bilayer of epithelial and endothelial cells as a model of the alveolar wall is a consequence of transport within mononuclear phagocytes and invasion of alveolar epithelial cells. Infect Immun. 70, 140-146 (2002).

    Reprints and Permissions

    Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

    Request Permission

    Explore More Articles

    130BiomaterialsBilayerHydrogels

    This article has been published

    Video Coming Soon

    JoVE Logo

    Privacy

    Terms of Use

    Policies

    Research

    Education

    ABOUT JoVE

    Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved