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

Gli autori riconoscono notevolmente la piattaforma PICT IBiSA presso l&#39;Institut Curie (CNRS UMR144). Questo lavoro è stato finanziato da sovvenzioni dal: Consiglio europeo della ricerca per AM.LD (Strapacemi 243.103), l&#39;Associazione Nationale pour la Recherche (ANR-09-piri-0027-PCVI), la fondazione InnaBiosanté (Micemico) a MP e AM. LD e il giovane ricercatore sovvenzione CER Strapacemi a AM.LD.

Nota importante: Questo protocollo presuppone che lo stampo contenente la forma per i microcanali desiderato è stato già fatto. Ulteriori informazioni sulla preparazione dello stampo è stato già pubblicato 10. Questo protocollo presuppone inoltre che la cultura DC midollo osseo è noto. 1. Chip Fabrication <ol><li> Mescolare olio PDMS e l&#39;agente indurente in un rapporto in peso 10:1 in una tazza di plastica. Mescolare accuratamente entrambi i composti. <...

<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>

Qui si descrive un dispositivo composto di microcanali come metodo per studiare le proprietà migratorie di gran numero di cellule in singoli esperimenti. Questo sistema sperimentale imita i vincoli ambientali confinati trovati nei tessuti da cellule migranti endogene. Tuttavia, forzando la migrazione in una sola dimensione, facilita inseguimento cella automatica e l&#39;estrazione di measurables (Figura 5). Mostriamo anche che il nostro dispositivo è compatibile con microscopia a fluorescenza e può p...

La migrazione è una funzione cellulare complessa che è importante per molti processi fisiologici negli organismi multicellulari, incluso lo sviluppo, le risposte immunitarie e la rigenerazione dei tessuti. Inoltre, alcune situazioni patologiche come invasione tumorale e metastasi basano sulla motilità cellulare 1. Per queste ragioni, la migrazione cellulare è diventato un importante campo di studio nell&#39;ambito della ricerca sia fondamentale e traslazionale. In vivo, la maggior parte dei tessuti sono caratterizzati da una ricca matrice extracellulare ed elevata densità cellulare. La migrazione cellulare quindi, in condizioni fisiologiche, avviene in un ambiente confinato complesso. Classicamente, molto probabilmente a causa di ragioni storiche e limiti tecnici, la migrazione delle cellule è stato studiato in sistemi 2D piatte che non riproducono molte delle proprietà ambientali presenti nei tessuti, come ad esempio confinamento. Inoltre, fattori come l&#39;adesione cellulare, che sono essenziali per la motilità in 2D, sono stati recentemente dimostrato di non essere necessapalmente necessari per la migrazione in vivo o all&#39;interno gel, suggerendo che i meccanismi che regolano la locomozione cella in 2D e in altri ambienti sono distinti 2. Diversi sistemi sono stati sviluppati per imitare le proprietà complesse dei tessuti, i più noti gel dell&#39;essere collagene, che mirano a ricapitolare le proprietà della composizione della matrice extracellulare 3. Qui proponiamo microcanali come metodo semplice complementare che permette la migrazione delle cellule studio in una dimensione in un ambiente confinato. In questo sistema le cellule migrano lungo microcanali in cui essi entrano spontaneamente. Cellule migranti poi acquisire la forma dei canali, adottando una geometria tubolare che molto probabilmente rafforza il loro polarità. Il movimento lineare delle cellule nei canali permette inseguimento cella automatica e l&#39;estrazione di parametri quantitativi da esperimenti. Dal punto di vista tecnico, questo sistema è facile e flessibile. Il coating delle pareti dei canali può essere manipolato, la dimensione e la forma dei canali possono essere adattati, e un gran numero di cellule può essere analizzato in singoli esperimenti. Questo sistema può essere anche in scala ingrandita effettuare medio analisi schermata gamma di molecole coinvolte nella motilità cellulare. Il protocollo qui descritto è stato standardizzato usando cellule dendritiche (DC) come modello cellulare. Queste cellule sono fondamentali per il sistema immunitario come partecipare al procedimento e la manutenzione di risposte immunitarie specifiche 4. In vitro, cellule dendritiche hanno dimostrato di migrare spontaneamente in ambienti confinati e sono quindi un buon modello per studiare la motilità cellulare in microcanali 5,6 . È importante sottolineare che questo sistema può essere esteso per analizzare la migrazione di qualsiasi altro tipo di cellula mobili come T linfociti, neutrofili, o cellule tumorali 7-9.

<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

Il metodo qui descritto consente di studiare la migrazione delle cellule sotto confinamento in una dimensione. Si basa sull&#39;uso di canali microfabbricati, che impongono un fenotipo polarizzato a cellule da limitazioni fisiche. Una volta che i canali interni, le cellule hanno solo due possibilità: andare avanti o indietro. Questa migrazione semplificata in cui direzionalità è limitato facilita il tracciamento automatico delle celle e l&#39;estrazione di parametri quantitativi per descrivere il movimento delle cellule. Questi parametri includono la velocità delle cellule, cambi di direzione, e pause durante il movimento. Microcanali sono anche compatibili con l&#39;uso di marcatori fluorescenti e sono quindi adatti per studiare la localizzazione di organelli e strutture intracellulari durante la migrazione cellulare ad alta risoluzione. Infine, la superficie dei canali può essere funzionalizzato con substrati differenti, permettendo il controllo delle proprietà adesive dei canali o lo studio di haptotaxis. In sintesi, il sistema here descritto è destinato ad analizzare la migrazione di grandi numeri di cellule in condizioni in cui sia la geometria e la natura biochimica dell&#39;ambiente sono controllate, facilitando la normalizzazione e riproducibilità di esperimenti indipendenti.

In ogni esperimento la superficie del PDMS è rivestita con una molecola adattato all&#39;interesse dello studio. Figura 2 mostra canali rivestiti con una molecola fluorescente, PLL-g-PEG, prima e dopo il lavaggio (passo 2.4). Un simile esperimento permette di controllare l&#39;omogeneità del rivestimento nei canali. Dopo il caricamento delle cellule, microscopia video può essere eseguito per seguire la migrazione cellulare. Figura 3A mostra un esempio di ...

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

Study of Cell Migration in Microfabricated Channels

Un metodo quantitativo per studiare la migrazione spontanea di cellule in un microambiente confinato unidimensionale è descritto. Questo metodo sfrutta canali microfabbricati e può essere usato per studiare la migrazione di un gran numero di cellule in condizioni diverse in singoli esperimenti.

Studio della Migrazione cellulare in canali microfabbricati

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

Piattaforme microfabbricazione per coltura cellulare meccanicamente dinamica

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

Ricerca

Bioingegneria

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

La creazione di substrati Patterned bidimensionali per confinamento di proteine ​​e cellule

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

Di campo elettrico controllato migrazione diretta di cellule progenitrici neurali in ambienti 2D e 3D

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

Creazione di sfumature adesivi e solubile per la migrazione di imaging cellulare con microscopia a fluorescenza

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

Contemporaneamente Catturare immagini in tempo reale in due canali di emissione Utilizzando un Splitting sistema Dual Camera Emissione: Applications to Cell Adhesion

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

Utilizzando Chips microfluidica per l&#39;imaging dal vivo e studio delle risposte lesioni in<em&gt; Drosophila</em&gt; Larve

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

Analisi della migrazione delle cellule all&#39;interno di una tridimensionale di collagene 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

Concentric Sistema Gel per studiare il ruolo biofisica di Matrix Microenvironment sulla migrazione Cell 3D

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

Preparazione del 3D collagene Gel e microcanali per lo studio delle interazioni 3D<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

Polidimetilsilossano-policarbonato dispositivi microfluidici per Cell Migration Studies Sotto perpendicolare chimica e gradienti di ossigeno

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