磁気アルキメデス戦略を用いた細胞パターニング

要約

このプロトコルは磁気Archimedesの効果に基づいて方法に区分するインクなし、ラベルなし、基質独立者、高スループットのセルを記述する。

要約

細胞パターニングは、細胞の位置を正確に制御することができ、細胞の挙動を研究する上で独自の利点をもたらします。このプロトコルでは、磁気Archimedes (Magアーチ)の効果に基づいて細胞のパターニングの作戦はもたらされる。このアプローチにより、インク材料や標識粒子を使用せずに細胞分布を正確に制御できます。常磁性試薬を導入して細胞培養培地の磁化率を高めることにより、細胞は磁石によって反発され、マイクロ流体基板の下に配置された磁石セットと相補的なパターンに配列されます。

本稿では、Mag-Archベースの戦略を用いた細胞パターニングの詳細な手順を説明します。単一細胞タイプおよび共培養実験用の複数細胞タイプをパターニングする方法が提供されています。さらに、細胞パターニング用のチャネルを含むマイクロ流体デバイスを作製するための包括的な手順も提供します。並列メソッドを使用してこの機能を実現することは困難ですが、簡素化された費用対効果の高い方法で実行できます。Mag-Archベースの細胞パターニングを採用することで、研究者は in vitro 研究のための強力なツールを手に入れることができます。

概要

細胞パターニングは、 in vitro 研究のための直感的で強力な技術へと進化しています¹。培養プレート内の細胞位置を操作することで、細胞遊走²、生体模倣的多細胞共培養³、オルガノイドアセンブリ⁴、生体材料研究⁵など、さまざまな実験のためのソリューションを提供します。ほとんどの場合、インクフリー、ラベルフリーの方法は、操作が簡単で、その後の調査のための細胞生存率が高いため、細胞パターニングに好まれます。

マグアーチ効果は、常磁性液体中の反磁性体が弱い磁場の領域に向かって移動する傾向がある物理現象^である6。生細胞は自然に反磁性であるが、細胞培養培地は、造^{影剤として}核磁気共鳴画像法で一般的に静脈内投与されるガドペンテテートジメグルミン(Gd-DTPA)などの可溶性常磁性元素を添加することにより、常磁性にすることができる7。その結果、細胞は周囲の常磁性媒質に反発され、磁場の弱い領域に移動することが予想される⁸。パターン化された磁場は、ネオジム磁石のセットを使用して簡単に生成できます。理想....

プロトコル

1. マグネットセットの組み立て

1. ストリップパターン用のマグネットセットを組み立てます。
   1. 図1Aに示すように、平らな長方形の磁石を選択します。今回使用した長方形磁石の寸法は、1.5mm×10mm×35mm(厚さ×高さ×長さ)です(材料表参照)。磁石の厚さによって、セルストライプ間のギャップが決まります。
   2. 厚さ2mmのシリコンプレート( 材料表を参照)を2mm×8mm×30mmの長方形にカットします。これらのシリコンプレートの後者の2つの寸法が、上記の長方形の磁石の寸法よりもわずかに小さいことを確認して、アセンブリを最適化します。シリコンプレートの厚さによって、セルストライプの幅が決まります。
   3. 図1Aに示すように、長方形の磁石とシリコンプレートを層ごとに組み立てます。各マグネットセットは、4つのマグネットと3つのシリコンプレートで構成されています。固有の引力によって磁石セットが自動的に揃うように、隣接する各磁石の極が反対であることを確認してください。
   4. 使用前に磁石を滅菌してください。
      注意: マグネットセットを純水で洗浄してから、75%エタノールに10分間浸すことをお勧めします。これらのマグネットセットの全体寸....

ディスカッション

Mag-Archベースのセルパターニングは、ほとんどの生物医学ラボにユーザーフレンドリーなソリューションを提供します。この方法は、インクフリー、ラベルフリー、基板非依存、およびハイスループットパ^{ターニングの}能力^8,13の特性と並行して進歩します。モノタイプのセルパターニングでは、ワンステップでセルをパターニングします。この手?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
A2780 ovarian cancer cells	Procell	CL-0013
Cell culture medium (DMEM, high glucose)	Gibco	11995040
Cover slides	Citotest Scientific	80340-3610	For fabricating microfluidics. Dimension: 24 mm × 50 mm
DiD	MedChemExpress (MCE)	HY-D1028	For labeling cells with red fluorescence (Ex: 640 nm)
DiI	MedChemExpress (MCE)	HY-D0083	For labeling cells with orange fluorescence (Ex: 550 nm)
Fetal Bovine Serum (FBS)	Biochannel	BC-SE-FBS07
Gadopentetate dimeglumine (Gd-DTPA)	Beijing Beilu Pharmaceutical	H10860002
Gelatin	Sigma Aldrich	V900863
Glass cell slides	Citotest Scientific	80346-2510	Diameter: 25 mm; thickness: 0.19-0.22 mm
Glass plates	PURESHI hardware store		For fabricating microfluidics. Dimension: 40 mm × 75 mm
Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVECs)	Servicebio	STCC12103G-1
Neodymium-iron-boron magnets (N52)	Lalaci
Non-toxic glass plate coating (Gel Slick Solution)	Lonza	1049286	For convenience of demolding when fabricating microfluidics
Phosphate Buffered Saline (PBS)	Servicebio	G4200
Plasma cleaner	SANHOPTT	PT-2S
Polydimethylsiloxane (PDMS) kit	DOWSIL	SYLGARD 184 Silicone Elastomer Kit	For fabricating microfluidics
Polytetrafluoroethylene (PFTE) mold	PURESHI hardware store		Customized online, for fabricating microfluidics
Silicon plate	PURESHI hardware store
Smooth Muscle Cells (SMC)	Procell	CL-0517
Ultrasonic cleaner	Sapeen	CSA-02