Name: fabrication and use of microenvironment microarrays (mearrays)
Uploaded: 2012-10-11T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Use of MicroEnvironment microArrays MEArrays at JoVE.com

ML støttes af NIA (R00AG033176 og R01AG040081) og Laboratory Directed Forskning og Udvikling, US Department of Energy kontrakt # DE-AC02-05CH11231.

1. Udskrivning substrater Forberedelse Beslutningen om at bruge polydimethylsiloxan (PDMS)-coatede eller polyacrylamid (PA)-coatede objektglas afhænger af de vigtige parametre for det eksperimentelle design. Elasticitetsmodulet af begge polymerer kan indstilles til at efterligne de stivheder i forskellige væv ved at ændre basen / hærdningsforhold af PDMS, og acrylamid / bis-acrylamid forhold på PA. PDMS kan efterligne stivere væv i området fra 1-10 MPa (fx brusk, hornhinden, og...

<ol>
	<li>Bissell, M. J., Labarge, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Context,+tissue+plasticity,+and+cancer:+are+tumor+stem+cells+also+regulated+by+the+microenvironment.">Context, tissue plasticity, and cancer: are tumor stem cells also regulated by the microenvironment.</a> Cancer Cell. 7, 17-23 (2005).</li><li>Engler, A. J., Sen, S., Sweeney, H. L., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix+elasticity+directs+stem+cell+lineage+specification.">Matrix elasticity directs stem cell lineage specification.</a> Cell. 126, 677-689 (2006).</li><li>McBeath, R., Pirone, D. M., Nelson, C. M., Bhadriraju, K., Chen, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+shape,+cytoskeletal+tension,+and+RhoA+regulate+stem+cell+lineage+commitment.">Cell shape, cytoskeletal tension, and RhoA regulate stem cell lineage commitment.</a> Dev. Cell. 6, 483-495 (2004).</li><li>LaBarge, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+mammary+progenitor+cell+fate+decsions+are+products+of+interactions+with+combinatorial+microenvironments.">Human mammary progenitor cell fate decsions are products of interactions with combinatorial microenvironments.</a> Integrative Biology. 1, 70-79 (2009).</li><li>Kim, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterning+Methods+for+Polymers+in+Cell+and+Tissue+Engineering.">Patterning Methods for Polymers in Cell and Tissue Engineering.</a> Annals of biomedical engineering. , (2012).</li><li>Boudou, T., Ohayon, J., Picart, C., Pettigrew, R. I., Tracqui, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonlinear+elastic+properties+of+polyacrylamide+gels:+implications+for+quantification+of+cellular+forces.">Nonlinear elastic properties of polyacrylamide gels: implications for quantification of cellular forces.</a> Biorheology. 46, 191-205 (2009).</li><li>Tse, J. R., Engler, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+hydrogel+substrates+with+tunable+mechanical+properties.">Preparation of hydrogel substrates with tunable mechanical properties.</a> Current protocols in cell biology. Chapter 10, Unit 10 (2010).</li><li>Flaim, C. J., Chien, S., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+extracellular+matrix+microarray+for+probing+cellular+differentiation.">An extracellular matrix microarray for probing cellular differentiation.</a> Nat. Methods. 2, 119-125 (2005).</li><li>Soen, Y., Mori, A., Palmer, T. D., Brown, P. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploring+the+regulation+of+human+neural+precursor+cell+differentiation+using+arrays+of+signaling+microenvironments.">Exploring the regulation of human neural precursor cell differentiation using arrays of signaling microenvironments.</a> Mol. Syst. Biol. 2, 37 (2006).</li></ol>

The MEArray metode præsenteres her muliggør funktionelle analyser af celle-og kombinatoriske mikromiljø interaktioner 4. MEArray analyse kombinerer brugen af ​​basale micropatterning teknologier, cellebiologi og microarray trykning robotter og analyse enheder, der er tilgængelige i mange flerbruger faciliteter. MEArray skærme er kompatible med de fleste adhærente celletyper, men serumfrie medier formuleringer kan være nødvendigt at justere i nogle tilfælde at inkludere BSA eller &lt;1% serum, hvi...

<table border="1"><tbody><tr><td> Navn på reagenset </td><td> Firma </td><td> Katalog nummer </td><td> Kommentarer (valgfrit) </td></tr><tr><td> Glasplader 25 mm x 75 mm </td><td> VWR </td><td> 48311-600 </td><td></td></tr><tr><td> Dækglas (no.1) 24 mm x 50 mm </td><td> VWR </td><td> 48393-241 </td><td></td></tr><tr><td> Farvning skålen (eller Coplan krukke) </td><td> VWR </td><td> 25461-003 </td><td></td></tr><tr><td> Petriskåle (15 cm) </td><td> BD Falcon </td><td> 351.058 </td><td></td></tr><tr><td> NaOH (1,0 N) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S2567 </td><td></td></tr><tr><td> APES (&gt; 98% (3-Aminopropyl) triethoxysilan) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A3648 </td><td></td></tr><tr><td> Glutaraldehyd </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G7651 </td><td> 50% i vand </td></tr><tr><td> APS (&gt; 98% ammoniumpersulfat) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A3678 </td><td> Forbered 10% arbejder opløsning med Hedeselskabet 2 O </td></tr><tr><td> TEMED (N, N, N &#39;, N&#39;-tetramethylethylendiamin) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> T9281 </td><td></td></tr><tr><td> Acrylamid (40%) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A4058 </td><td></td></tr><tr><td> Bis-acrylamid (2% vægt / volumen) </td><td> Fisher bioreagenser </td><td> BP1404-250 </td><td></td></tr><tr><td> 0,45 um sprøjtefilter 4 mm nylon </td><td> Nalgene </td><td> 176-0045 </td><td></td></tr><tr><td> FITC </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F4274 </td><td></td></tr><tr><td> PDMS (polydimethylsiloxan) </td><td> Dow Corning </td><td> 3097358-1004 </td><td> Sylgard 184 Elastomer kit via Ellsworth Adhesives </td></tr><tr><td> 2-kammer slides </td><td> NUNC </td><td> 177.380 </td><td></td></tr><tr><td> Pluronic F108 </td><td> BASF </td><td> 30089186 </td><td></td></tr><tr><td> Aquarium fugemasse </td><td> Dow Corning </td><td> DAP 00.688 </td><td></td></tr><tr><td> Fluormount-G </td><td> Southern Biotech </td><td> 0100-01 </td><td></td></tr><tr><td> Engangs plastikkrus </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Tungespatler </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Nitrilhandsker </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Plast mikroskopobjektglas bokse </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Spin coater </td><td> WS-400B-6NPP/LITE </td><td> Laurell Technologies Corporation </td><td></td></tr><tr><td> Ovn </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Digital kogeplade </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 384-brøndsplader </td><td></td><td></td><td> En helt passende for microarray robot </td></tr><tr><td> Microarray udskrivning robot </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Omvendt fase og fluorescensmikroskop </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Axon microarray scannere </td><td> Molecular Devices </td><td></td><td> Flere konfigurationer findes </td></tr></tbody></table>

fabrication and use of microenvironment microarrays (mearrays)

Samspillet mellem celler og deres omgivende mikromiljø har funktionelle konsekvenser for cellulær adfærd. På enkelt celle niveau, kan forskellige mikromiljøer pålægge differentiering, migration og spredning fænotyper, og på vævsniveau mikromiljøet processer så kompleks som morfogenese og tumorigenese 1. Ikke alene cellulære og molekylære indhold af mikromiljøer virkninger cellerne inden, men det gør elasticiteten 2 og geometri 3 i vævet. Defineres som summen af ​​celle-celle-,-ECM og-opløselige faktor interaktioner, ud over de fysiske egenskaber, er mikromiljøet kompleks. Fænotyperne af celler inden for et væv er delvis på grund af deres genomiske indhold og delvist på grund af de kombinatoriske interaktioner med microenviroment. En stor udfordring er at forbinde specifikke kombinationer af microenvironmental komponenter med karakteristiske adfærd. ent &quot;&gt; Her præsenteres mikromiljøet microarray (MEArray) platform for cellebaseret funktionel screening af interaktioner med kombinatoriske mikromiljøer 4. Metoden giver mulighed for samtidig kontrol af den molekylære sammensætning og elasticitetsmodulet, og kombinerer brugen af almindeligt tilgængelig microarray og micropatterning teknologier. MEArray skærme kræver så få som 10.000 celler pr matrix, hvilket letter funktionelle studier af sjældne celletyper, såsom voksne stamceller. En begrænsning af teknologi er, at hele væv mikromiljøer kan ikke helt gentaget på MEArrays. En sammenligning af reaktioner i samme celletype til mange relaterede mikromiljøer, f.eks parvise kombinationer af ECM-proteiner, der karakteriserer et givet væv, vil tilvejebringe indsigt i, hvordan microenvironmental komponenter fremkalder vævsspecifikke funktionelle fænotyper. MEArrays kan udskrives ved hjælp af en lang række rekombinant GroGJ faktorer, cytokiner og oprenset ECM proteiner og kombinationer deraf. Platformen er kun begrænset af tilgængeligheden af ​​specifikke reagenser. MEArrays er modtagelige for tidsforkortet analyse, men oftest anvendes til slutpunkt analyser af cellulære funktioner, der er målbare med fluorescerende prober. For eksempel er DNA-syntese, apoptose, erhvervelse af differentierede stater, eller produktion af specifikke genprodukter almindeligvis måles. Kort beskrevet er den grundlæggende strøm af en MEArray eksperiment er at fremstille objektglas overtrukket med trykning substrater og forberede masterplade af proteiner, der skal udskrives. Derefter arrays er trykt med en microarray robot, er cellerne lov til at fæstne, vokse i kultur, og derefter er kemisk fikseret efter at have nået den eksperimentelle endpoint. Fluorescerende eller kolorimetriske assays, afbildet med traditionelle mikroskoper eller microarray scannere, der anvendes til at afsløre de relevante molekylære og cellulære fænotyper (figur 1).

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Use of MicroEnvironment microArrays MEArrays at JoVE.com

Fabrication and Use of MicroEnvironment microArrays MEArrays

Et kombinatorisk funktionel screeningsmetode til at få indsigt i konsekvenserne af den molekylære sammensætning af mikromiljøer på cellulære funktioner er beskrevet. Fremgangsmåden drager fordel af eksisterende mikroarray-baserede teknologier til at generere arrays af definerede kombinatoriske mikromiljøer, som understøtter celleadhæsion og funktionel analyse.

Fremstilling og anvendelse af mikromiljø microarrays (MEArrays)

The interactions between cells and their surrounding microenvironment have functional consequences for cellular behaviour. On the single cell level, ...

Research

JoVE Journal

Biology

Fabrication and Use of MicroEnvironment microArrays (MEArrays)

Bacterial Gene Expression Analysis Using Microarrays

PDMS Device Fabrication and Surface Modification

Fabrication of the Thermoplastic Microfluidic Channels

In our lab, we have successfully isolated nucleic acids directly from microliter and submicroliter volumes of human blood, urine and stool using ...

Fabrication of Amperometric Electrodes

Carbon fiber electrodes are crucial for the detection of catecholamine release from vesicles in single cells for amperometry measurements.  Here, we ...

Fabrication of Myogenic Engineered Tissue Constructs

Despite the fact that electronic pacemakers are life-saving medical devices, their long-term performance in pediatric patients can be problematic owing to ...

Genome-wide Analysis of Aminoacylation (Charging) Levels of tRNA Using Microarrays

Genome-wide Analysis of Aminoacylation Charging Levels of tRNA Using Microarrays

tRNA aminoacylation, or charging, levels can rapidly change within a cell in response to the environment[1]. Changes in tRNA charging levels in both ...

DNA Microarrays: Sample Quality Control, Array Hybridization and Scanning

Microarray expression profiling of the nervous system provides a powerful approach to identifying gene activities in different stages of development, ...

Production of Tissue Microarrays, Immunohistochemistry Staining and Digitalization Within the Human Protein Atlas

Produktion af Tissue microarrays, Immunhistokemi farvning og digitalisering i den menneskelige protein Atlas

The  tissue microarray (TMA) technology provides the means for high-throughput  analysis of multiple tissues and cells. The technique is used within the ...

Glycan Profiling of Plant Cell Wall Polymers using Microarrays

Glycan profilering af plantecellevægge Polymerer med Microarrays

Plant cell walls are complex matrixes of heterogeneous glycans which play an important role in the physiology and development of plants and provide the ...

Design and Use of Multiplexed Chemostat Arrays

Design og brug af multiplekset kemostat Arrays

Chemostats are continuous culture systems in which cells are grown in a tightly controlled, chemically constant environment where culture density is ...