Name: study of cell migration in microfabricated channels
Uploaded: 2014-02-21T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Study of Cell Migration in Microfabricated Channels at JoVE.com

De auteurs sterk erkennen de PICT IBiSA platform Institut Curie (CNRS UMR144). Dit werk werd gefinancierd door subsidies van: de European Research Council om AM.LD (Strapacemi 243.103), de Association Nationale pour la Recherche (ANR-09-PIRI-0027-PCVI), de InnaBiosanté stichting (Micemico) naar MP en AM. LD en de ERC Strapacemi jonge onderzoeker subsidie ​​aan AM.LD.

Belangrijke opmerking: Dit protocol wordt ervan uitgegaan dat de mal met de vorm voor de gewenste microkanalen is al gemaakt. Nadere informatie over de voorbereiding van de mal is reeds gepubliceerd 10. Dit protocol wordt ook aangenomen dat het beenmerg DCs cultuur is bekend. 1. Chip Fabrication <ol><li> Meng PDMS olie en verharder in een gewichtsverhouding 10:01 in een plastic beker. Meng beide verbindingen grondig. </li><li> Wierp de mix over de mal lager micr...

<ol>
	<li>Lauffenburger, D. A., Horwitz, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+migration:+a+physically+integrated+molecular+process.">Cell migration: a physically integrated molecular process.</a> Cell. 84 (3), 359-369 (1996).</li><li>L&#228;mmermann, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+leukocyte+migration+by+integrin-independent+flowing+and+squeezing.">Rapid leukocyte migration by integrin-independent flowing and squeezing.</a> Nature. 453 (7191), 51-55 (2008).</li><li>Schor, S. L., Allen, T. D., Harrison, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+migration+through+three-dimensional+gels+of+native+collagen+fibres:+collagenolytic+activity+is+not+required+for+the+migration+of+two+permanent+cell+lines.">Cell migration through three-dimensional gels of native collagen fibres: collagenolytic activity is not required for the migration of two permanent cell lines.</a> J. Cell. Sci. 41, 159-175 (1980).</li><li>Steinman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decisions+about+dendritic+cells:+past,+present,+and+future.">Decisions about dendritic cells: past, present, and future.</a> Annu. Rev. Immunol. 30, 1-22 (2012).</li><li>Faure-Andr&#233;, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+dendritic+cell+migration+by+CD74,+the+MHC+class+II-associated+invariant+chain.">Regulation of dendritic cell migration by CD74, the MHC class II-associated invariant chain.</a> Science. 322 (5908), 1705-1710 (2008).</li><li>Renkawitz, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptive+force+transmission+in+amoeboid+cell+migration.">Adaptive force transmission in amoeboid cell migration.</a> Nat. Cell Biol. 11 (12), 1438-1443 (2008).</li><li>Jacobelli, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confinement-optimized+three-dimensional+T+cell+amoeboid+motility+is+modulated+via+myosin+IIA-regulated+adhesions.">Confinement-optimized three-dimensional T cell amoeboid motility is modulated via myosin IIA-regulated adhesions.</a> Nat. Immunol. 11 (10), 953-961 (2010).</li><li>Irimia, D., Charras, G., Agrawal, N., Mitchinson, T., Toner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polar+stimulation+and+constrained+cell+migration+in+microfluidic+channels.">Polar stimulation and constrained cell migration in microfluidic channels.</a> Lab Chip. 7 (12), 1783-1790 (2007).</li><li>Moreau, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+in+situ+cytometry+uncovers+T+cell+receptor+signaling+during+immunological+synapses+and+kinapses+in+vivo.">Dynamic in situ cytometry uncovers T cell receptor signaling during immunological synapses and kinapses in vivo.</a> Immunity. 37 (2), 351-363 (2012).</li><li>Heuz&#233;, M. L., Collin, O., Terriac, E., Lennon-Dum&#233;nil, A. M., Piel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+migration+in+confinement:+a+micro-channel-based+assay.">Cell migration in confinement: a micro-channel-based assay.</a> Methods Mol. Biol. 769, 415-434 (2011).</li><li>Ren, K., Zhao, Y., Su, J., Ryan, D., Wu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convenient+method+for+modifying+poly(dimethylsiloxane)+to+be+airtight+and+resistive+against+absorption+of+small+molecules.">Convenient method for modifying poly(dimethylsiloxane) to be airtight and resistive against absorption of small molecules.</a> Anal. Chem. 82 (14), 5965-5971 (2010).</li><li>Ren, K., Dai, W., Zhou, J., Su, J., Wu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-Teflon+microfluidic+chips.">Whole-Teflon microfluidic chips.</a> PNAS. 108 (20), 8162-8166 (2011).</li><li>Maiuri, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+first+World+Cell+Race.">The first World Cell Race.</a> Curr Biol. 22 (17), 673-675 (2012).</li></ol>

Hier beschrijven we een inrichting bestaande uit microkanalen als een methode om de trekkende eigenschappen van grote aantallen cellen in enkele experimenten bestuderen. Deze experimentele systeem bootst de beperkte milieu-eisen gevonden in weefsels door endogene migrerende cellen. Echter, door het forceren migratie in een dimensie, vergemakkelijkt automatisch cell tracking en winning van measurables (figuur 5). We tonen ook dat ons apparaat compatibel is met fluorescentie microscopie en derhalve worden...

Migratie is een complexe cellulaire functie is belangrijk voor veel fysiologische processen in multicellulaire organismen, zoals ontwikkeling, immuunresponsen en weefselregeneratie. Bovendien zijn bepaalde pathologische situaties zoals tumor invasie en metastase afhankelijk celmotiliteit 1. Daarom is celmigratie een belangrijke vakgebied in de context van zowel fundamenteel en translationeel onderzoek. In vivo, worden de meeste weefsels gekenmerkt door een rijke extracellulaire matrix en hoge celdichtheid. Celmigratie derhalve onder fysiologische omstandigheden treedt in complexe afgesloten omgeving. Klassiek, waarschijnlijk te wijten aan historische redenen en technische grenzen, cel migratie is onderzocht in platte 2D-systemen die niet veel van de milieu eigenschappen gevonden in weefsels, zoals opsluiting niet reproduceren. Bovendien factoren celadhesie, die essentieel zijn voor motiliteit in 2D zijn, zijn onlangs bleek niet noodzakelijkerwijs teRily vereist voor migratie in vivo of in gels, wat suggereert dat de mechanismen die cel motoriek regeren in 2D en in andere omgevingen zijn te onderscheiden 2. Verschillende systemen zijn ontwikkeld om de complexe eigenschappen van weefsels, de bekendste wezen collageen gels, die erop gericht indient de eigenschappen van de extracellulaire matrix samenstelling 3 nabootsen. Microchannels Hier stellen we als een eenvoudige aanvullende methode die de studie cel migratie in een dimensie maakt het mogelijk onder een afgesloten omgeving. In dit systeem migreren cellen langs microkanalen waarin ze binnenkomen spontaan. Migrerende cellen vervolgens te verwerven van de vorm van de kanalen, de aanneming van een buisvormige geometrie die het meest waarschijnlijk versterkt hun polariteit. De lineaire beweging van de cellen in de kanalen kan automatisch cell tracking en extractie van kwantitatieve parameters experimenten. Vanuit technisch oogpunt, dit systeem is eenvoudig en flexibel. De coating de kanaalwanden kan worden gemanipuleerd, de grootte en de vorm van de kanalen worden aangepast, en een groot aantal cellen in enkele experimenten worden geanalyseerd. Dit systeem kan ook worden opgeschaald tot middellange afstand zeefanalyse van moleculen betrokken bij celbeweeglijkheid voeren. De hier beschreven protocol is gestandaardiseerd op basis van dendritische cellen (DC) als een cellulair model. Deze cellen zijn essentieel voor het immuunsysteem zij deelnemen aan de initiatie en handhaving van specifieke immuunresponsen 4. In vitro is aangetoond DC spontaan migreren begrensde omgevingen en dus een goed model motiliteit van cellen te bestuderen in microkanalen 5,6 . Belangrijk, kan dit systeem worden uitgebreid tot migratie van andere beweeglijke celtype als T-lymfocyten, neutrofielen of tumorcellen 7-9 analyseren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="947">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:273px;">PolyDimethylSiloxane (PDMS)</td>
			<td style="width:131px;">GE Silicones</td>
			<td style="width:139px;">RTV615</td>
			<td style="width:405px;">Package of 90% silicone base and 10% curing agent</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Core sample cutter</td>
			<td>Ted Pella Int.</td>
			<td>Harris Uni-Core&#160;</td>
			<td>Diameter 2,5 mm</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Glass-bottom dish</td>
			<td>WPI</td>
			<td>Fluorodish FD 35-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Ultrasonic cleaner</td>
			<td>Branson Ultrasonics</td>
			<td>Branson 200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Plasma cleaner</td>
			<td>Harrick Plasma</td>
			<td>PDC 32 G</td>
			<td>For small samples (35 dishes). A bigger version is also available</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fibronectin from bovine plasma</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F0895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PolyLysine grafted PEG (Pll-g-PEG)</td>
			<td>Susos</td>
			<td>PLL(20)-g[3.5]-PEG(5)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hoechst 33342</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>B2261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Y27632</td>
			<td>TOCRIS</td>
			<td>1254</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

study of cell migration in microfabricated channels

De hier beschreven methode maakt de studie van celmigratie onder opsluiting in een dimensie. Het is gebaseerd op het gebruik van microfabricated kanalen, die een gepolariseerde fenotype opleggen cellen door fysieke beperkingen. Eenmaal binnen kanalen, cellen hebben slechts twee mogelijkheden: vooruit of achteruit. Deze vereenvoudigde migratie waarbij gerichtheid beperkt vergemakkelijkt het automatisch volgen van cellen en de extractie van kwantitatieve parameters naar cel beweging te beschrijven. Deze parameters omvatten cel snelheid, veranderingen in richting en pauzes tijdens beweging. Microkanalen zijn ook compatibel met het gebruik van fluorescente merkers en zijn daarom geschikt voor lokalisatie van intracellulaire organellen en structuren bestudeerd worden celmigratie met hoge resolutie. Tenslotte kan het oppervlak van de kanalen worden gefunctionaliseerd met verschillende substraten, zodat de controle van de hechting van de kanalen of de studie van haptotaxis. Kortom, het stelsel here beschreven is bedoeld om de migratie van grote celaantallen analyseren omstandigheden waarin zowel de geometrie en de biochemische aard van de omgeving worden geregeld, de normalisatie en reproduceerbaarheid onafhankelijke experimenten vergemakkelijken.

In elk experiment het oppervlak van het PDMS is bedekt met een molecuul ingericht om het belang van de studie. Figuur 2 toont kanalen bekleed met een fluorescerend molecuul, PLL-g PEG, voor en na het wassen (stap 2.4). Een dergelijke proef kan de controle van de homogeniteit van de coating in de kanalen. Na cel laden, kan video microscopie worden uitgevoerd om celmigratie te volgen. Figuur 3A toont een voorbeeld van DC migreren in microkanalen met een dichth...

Watch this Scientific Journal Video about Study of Cell Migration in Microfabricated Channels at JoVE.com

Study of Cell Migration in Microfabricated Channels

Een kwantitatief spontane migratie van cellen te bestuderen in een eendimensionale beperkte micro beschreven. Deze methode maakt gebruik van microfabricated kanalen en kan worden gebruikt om de migratie van grote aantallen cellen te bestuderen onder verschillende omstandigheden in enkele experimenten.

Studie van cel-migratie in Microfabricated Kanalen

The method described here allows the study of cell migration under confinement in one dimension. It is based on the use of microfabricated channels, which ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Microfabricated Platforms for Mechanically Dynamic Cell Culture

Microfabricated Platforms voor Mechanisch Dynamic Cel Cultuur

The ability to systematically probe in vitro cellular response to combinations of mechanobiological stimuli for tissue engineering, drug discovery or ...

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Het creëren van twee-dimensionale Patterned Substraten voor eiwit en Cell opsluiting

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Electric Field-controlled Directed Migration of Neural Progenitor Cells in 2D and 3D Environments

Electric Field-gecontroleerde Directed migratie van neurale stamcellen in 2D-en 3D-omgevingen

Endogenous electric fields (EFs) occur naturally in vivo and play a critical role during tissue/organ development and regeneration, including that of the ...

Creating Adhesive and Soluble Gradients for Imaging Cell Migration with Fluorescence Microscopy

Het maken van lijm en Oplosbare verlopen for Imaging Cell Migration met fluorescentie microscopie

Cells can sense and migrate towards higher concentrations of adhesive cues such as the glycoproteins of the extracellular matrix and soluble cues such as ...

Simultaneously Capturing Real-time Images in Two Emission Channels Using a Dual Camera Emission Splitting System: Applications to Cell Adhesion

Gelijktijdig vastleggen van real-time beelden in Two Emissie Kanalen Met een Dual Camera Emission Splitting Systeem: Toepassingen op Hechting Cell

Multi-color immunofluorescence microscopy to detect specific molecules in the cell membrane can be coupled with parallel plate flow chamber assays to ...

Using Microfluidics Chips for Live Imaging and Study of Injury Responses in Drosophila Larvae

Using Microfluidics Chips for Live Imaging and Study of Injury Responses in Drosophila Larvae

Met behulp van Microfluidics Chips voor Live Imaging en Studie van Injury Reacties in<em&gt; Drosophila</em&gt; Larven

Live imaging is an important technique for studying cell biological processes, however this can be challenging in live animals. The translucent cuticle of ...

Analysis of Cell Migration within a Three-dimensional Collagen Matrix

Analyse van cel-migratie binnen Driedimensionale Collagen Matrix

The ability to migrate is a hallmark of various cell types and plays a crucial role in several physiological processes, including&#160;embryonic ...

Concentric Gel System to Study the Biophysical Role of Matrix Microenvironment on 3D Cell Migration

Concentrische Gel Systeem om de biofysische rol van matrix Microenvironment op 3D-Cell Migratie Bestudeer

The ability of cells to migrate is crucial in a wide variety of cell functions throughout life&#160;from embryonic development and wound healing&#160;to ...

Preparation of 3D Collagen Gels and Microchannels for the Study of 3D Interactions In Vivo

Preparation of 3D Collagen Gels and Microchannels for the Study of 3D Interactions In Vivo

Voorbereiding van de 3D Collageen Gels en Microkanalen voor de Studie van 3D-Interacties<em&gt; In Vivo</em

Historically, most cellular processes have been studied in only 2 dimensions.  While these studies have been informative about general cell signaling ...

Polydimethylsiloxane-polycarbonate Microfluidic Devices for Cell Migration Studies Under Perpendicular Chemical and Oxygen Gradients

Polydimethylsiloxaan-polycarbonaat microfluïdische apparaten voor mobiele Migration Studies Onder Perpendicular Chemical en zuurstof verlopen

This paper reports a microfluidic device made of polydimethylsiloxane (PDMS) with an embedded polycarbonate (PC) thin film to study cell migration under ...