Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
This protocol describes customizable surface functionalization of the desthiobiotin, streptavidin, and APTES system in order to isolate specific cell types of interest. In addition, this manuscript covers the applications, optimization, and verification of this process.
One of the limiting factors to the adoption and advancement of personalized medicine is the inability to develop diagnostic tools to probe individual nuances in expression from patient to patient. Current methodologies that try to separate cells to fill this niche result in disruption of physiological expression, making the separation technique useless as a diagnostic tool. In this protocol, we describe the functionalization and optimization of a surface for the cellular capture and release. This functionalized surface integrates biotinylated antibodies with a glass surface functionalized with an aminosilane (APTES), desthiobiotin and streptavidin. Cell release is facilitated through the introduction of biotin, allowing the recollection and purification of cells captured by the surface. This release is done through the targeting of the secondary moiety desthiobiotin, which results in a much more gentle release paradigm. This reduction in harsh reagents and shear forces reduces changes in cellular expression. The functionalized surface captures up to 80% of cells in a single cell mixture and has demonstrated 50% capture in a dual-cell mixture. Applications of this technology to xenografts and cancer separation studies are investigated. Quantification techniques for surface verification such as plate reader and ImageJ analyses are described as well.
Geçerli tezgah üstü hücre ayırma yaklaşımları (örneğin, floresan aktif hücre 1 sıralama, lazer yakalama mikro-diseksiyonu 2, bağışıklık manyetik boncuk ayırma 1) hazırlanması ve sıralama birkaç saat sürebilir. Bu büyük zaman ölçekleri fizyolojik tepki 3'ün temsilcisi değildir analizlerde ortaya çıkan fizyolojik tepki ve ifade düzeylerini etkileyebilir. Sistem hızla ve verimli bir şekilde, biyomedikal uygulamalar için, hücre İzolasyonu ve Zenginleştirilmesi geliştirmek için hücre yüzeyi reseptörü seviyeleri bozmadan özel hücre tipleri izole ihtiyaç vardır. Bu nedenle, bir yaklaşım mantığı hücre izolasyonu için hafif bir yaklaşım geliştirmek için.
"Bir çip üzerinde laboratuvar" kavramı büyüklüğü daha hızlı (saat-to-dakika) hücre izolasyonu siparişlerin söz sunar ve en sık bir yüzey üzerine hücreleri yakalama ve hücreleri veya hücre içi conte serbest içerirFiziksel 4,5'ten aracılığıyla NTS veya kimyasal yöntemler 6. Bu yaklaşımlar, in vitro kültür 12,13 hücreleri sağlayarak bile RNA ifade 9-11 belirleme, protein 7,8 ifadesini tanımlayan ya da birkaç avantajı sunuyor olsa da, bu tekniklerin pek çok tür hücre reseptör profil nedeniyle olarak teşhis tercüme edilemez onların fizyolojik olmayan ortamlara. Böyle hassas fizyolojik veri oluşturmak olmaz bu kaldırma maddeleri kullanmayın hücre reseptör ölçümü teknikleri anlam ayrıca reseptör miktarları 14,15 etkileyebilir kollajcnazların gibi enzimatik kaldırma ajanlar. Hücre lizizi doğal yüzey reseptörleri arasındaki farkı önler, ve daha önce 16 içsel edilenler. Bu protokol, hücre izolasyonu için hızlı ve hassas bir yaklaşımı tarif eder.
1. Cam Yüzey Temizleme ve Hazırlama Reaktifler
2. APTES ve DSB fonksiyonlandırmalar
3. Streptavidin Fonksiyonlandırma
4. Hücre Yakalama ve Yayın
5. Antikor Optimizasyonu: Antikor Titrasyon
6. Hücre Optimizasyonu: Hücre Titrasyon
7. Görüntü Analizi
Not: FİJİ yazılım paketi (http://fiji.sc/Fiji) görüntü analizi için tavsiye edilir. Başlangıçta, görüntüler gri tonlama görüntüye dönüştürüldü ve parlaklık / kontrast hücrelerini ortaya çıkarmak için değişmiş oldu.
Bu hücre yakalama (Şekil 3A) ve MCF7GFP hücrelerinin hücre serbest bırakın (Şekil 3C) ve canlı hücre kontrolleri (Şekil 4) göstermektedir, bu protokolü kullanarak. % 60 ve% 80 (Şekil 3C) serbest bırakıldı gibi hücre yakalama sayılabilir. Bu RAW 264.7 makrofajlar ve MCF7GFP hücre karışımına Bu yaklaşımını sonra ham makrofajlar% 50 yakalanmış (Şek. 3D) ve RAW makrofajlar% 80 2...
Hücre izolasyonu tekniklerindeki ilerlemeler vasküler biyoloji 19 hücre yenileyici biyoloji programlama ve anjiyojenik sinyalizasyon kök, nörobilim 18 yapı-işlev ilişkilerinin bilimsel çalışmaları teşvik edilir. Gerçekten de, birincil hücre kültürü 20 (ör HUVECler) vasküler biyoloji esas olarak hücre izolasyon teknikleri kullanılarak yapılır. Hücre izolasyonu da en son plazma zarı reseptörlerinin 3,14,15,19,21 kantitatif akışı (qFlow) sit...
The authors have nothing to disclose.
We would like to thank the American Cancer Society, Illinois Division (282802) and the National Science Foundation CBET (1512598) for funding support. We also would like to thank Dr. Dianwen Zhang from the University of Illinois Beckman Institute for microscopy training. Finally, we would like to thank Jared Weddell, Stacie Chen, and Spencer Mamer for insightful discussions.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
(3-Aminopropyl) triethoxysilane (APTES) | Acros Organics | 919-30-2 | Used to make 2% APTES solution |
Plasma Cleaner Pico | Diener | Model 1 | Cleans surfaces and allows for bonding of PDMS to glass |
d-Desthiobiotin (DSB) | Sigma | D20655 | Used as the releasing mechanism in the cellular capture surface. |
dimethyl sulfoxide (DMSO) | British Drug Houses (BDH) | BDH1115-1LP | Dissolves the DSB into solution |
1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) | Thermo-Scientific | 5g: 22980 25g: 22981 | Activates carboxylic acids and allows binding of proteins to glass surface. |
uncoated 8-well culture slide | BD Falcon | Case of 24: 354118 Case of 96: 354108 | Used in cellular experiments involving Zeiss fluorescence microscope such as initial capture and release quantification experiments |
Glass bottom 24-well plates | MatTek | P24G-0-13-F | Used in cellular experiments involving the plate reader such as antibody and cellular titration experiments |
Mercaptoethanol | Science Lab | 60-24-2 | Used to quench reaction between EDC and DSB |
4-Morpholinoethanesulfonic acid hydrate (MES Hydrate 99%) | Fisher Scientific | AC172590250 | Used to make 0.1 M MES Buffer for use in EDC reaction |
Precision Oven | Thermo Scientific | 11-475-153 | Used in curing of PDMS and APTES layer. |
Titramax 1000 Shaker | Heidolph | 13-889-420 | Used to ensure even distribution of APTES on surfaces. |
1x Streptavidin 5 mg [e7105-5mg] | Proteo Chem | 9013-20-1 | Biotin-binding protein. May cause irritation. |
5 cm Glass Dish | Fisher Scientific | 08748A | Used in HUVEC studies as well as future profiling studies. |
14 cm Petri Dish with Cover | Sigma-Aldrich | Z717231 | Used to hold samples being functionalized and transport them. |
MCF7-GFP cells | Cell Biolabs | AKR211 | Stored in liquid nitrogen |
RAW264.7 mouse macrophages | ATCC | TIB-71 | Gifted to us from Smith lab at the University of Illinois. Stored in liquid nitrogen. |
TrypLE | Life Technologies | 12605036 | Stored in 100 ml at room temperature |
Dulbecco’s modified Eagle medium | Cell Media Facility at School of Chemical Sciences at UIUC | 50003PC | Supplier: Corning |
Nonessential amino acids | Cell Media Facility at School of Chemical Sciences at UIUC | 25-025-CI | Already added into DMEM by facility. Supplier: Corning. |
Cell scraper | Fisher Scientific | 12-565-58 | Small 23 cm 50 pack |
Cell Dissociation Solution | Corning | MT-25-056CI | Used to lift cells non-enzymatically for the use in cell experiments |
Hemacytometer | Hausser | 02-671-54 | Used to count cells for quantification of cell solutions and capture and release effectivity. |
Biotin | Amresco | 58-85-5 | Used to release cells from surface. |
HBSS | Created from Recipe | N/A | Used to keep cells alive in suspension as well as wash surfaces of non-specific binding. Adapted from Cold Spring Harbor Protocols: In 500 ml, use 4 g NaCl, 0.2 g KCl, 0.0402 g Na2PO4•7H2O, 0.03 g KH2PO4 and 0.5 g glucose. Add DI water to get to 500 ml, filter, and then refrigerate. |
HLA-ABC Antibody | BioLegend | 311402 | Antibody used to capture MCF7gfp cells |
hIgG Antibody | BioLegend | HP6017 | Antibody used to capture MCF7gfp cells |
MCF7 GFP cells | Cell Biolabs | AKR-211 | Luminal Breast Cancer line that has been transfected with green fluorescent protein. |
Assorted Conicals | Thermo-Scientific | 15mL: 12-565-268 | 50/15 ml plastic conicals for storing solutions and aliquots. |
Mini-Tube Rotators (End over End Mixer) | Fisher Scientific | 05-450-127 | Used to incubate antibody and mix other cellular solutions in order to mix |
Axiovert 200M (Fluorescence Microscope) | Zeiss | N/A | Zeiss Axiovert 200 M inverted florescence microscope. |
Zeba Desalting columns | Thermo-Scientific | PI-87770 | Used to purify newly biotinylated antibodies after the use of the Biotinylation Kit. Instructions provided at: http://www.funakoshi.co.jp/data/datasheet/PCC/89894.pdf |
EZ Link Sulfo NHS Low Weight Biotinylation Kit | Thermo- Scientific | Used to biotinylate antibodies to allow them to integrate with the capture surface | |
Plate Reader | BioTek | Synergy HTX Multimode Reader | Used to quantitatively measure fluorescent intensity in the titration experiments. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır