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

Forfatterne sterkt erkjenne PICT IBiSA plattformen ved Institut Curie (CNRS UMR144). Dette arbeidet ble finansiert med tilskudd fra: European Research Council til AM.LD (Strapacemi 243103), Foreningen Nationale pour la Recherche (ANR-09-PIRI-0027-PCVI), den InnaBiosanté foundation (Micemico) til MP og AM. LD og ERC Strapacemi ung etterforsker stipend til AM.LD.

Viktig merknad: Denne protokollen forutsetter at formen inneholder formen for de ønskede microchannels er allerede gjort. Ytterligere informasjon om utarbeidelse av formen er allerede publisert 10. Denne protokollen forutsetter også at beinmargs DCs kultur er kjent. En. Chip Fabrication <ol><li> Bland PDMS olje og herdemiddel i et vektforhold 10:01 i en plastkopp. Bland begge forbindelser grundig. </li><li> Kast mix over mold bærende microchannels. Den totale...

<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>

Her beskriver vi en anordning som består av mikrokanaler som en metode for å studere de trekkende egenskaper stort antall celler i enkle eksperimenter. Dette eksperimentelle systemet ligner trange miljømessige begrensninger som finnes i vev av endogene trekkende celler. Imidlertid, ved å tvinge migrasjon i en enkelt dimensjon, letter det automatiske celle sporing og utvinning av measurables (figur 5). Vi viser også at vår enheten er kompatibel med fluorescensmikroskopi, og kan derfor tilpasses for...

Migrasjon er en kompleks cellular funksjon som er viktig for mange fysiologiske prosesser i flercellede organismer, inkludert utvikling, immunreaksjoner, og vev gjenfødelse. I tillegg er visse patologiske situasjoner som tumor invasjon og metastase er avhengige av celle motilitet 1.. Av disse grunner, og cellemigrasjon blitt et stort fagområde i sammenheng med både fundamentalt og translasjons-forskning. In vivo er de fleste vev, karakterisert ved en rik ekstracellulær matriks og med høy celletetthet. Cell migrering derfor under fysiologiske betingelser, forekommer i en kompleks avgrenset miljø. Klassisk, mest sannsynlig på grunn av historiske årsaker og tekniske begrensninger, celle migrasjon har blitt studert i flate 2D-systemer som ikke reproduserer mange av de miljøegenskapene som finnes i vev, for eksempel innesperring. Videre faktorer som celle adhesjon, som er avgjørende for motilitet i 2D, har blitt nylig viste å ikke være nødvendifremst nødvendig for migrasjon in vivo eller inne gels, noe som tyder på at de mekanismene som styrer celle locomotion i 2D og i andre miljøer er tydelig to. Flere systemer har blitt utviklet for å etterligne de komplekse egenskaper vev, den mest kjente var kollagen gels, som tar sikte på å rekapitulere egenskapene til den ekstracellulære matrise sammensetning tre. Her foreslår mikrokanaler som et enkelt komplementær metode som gjør det mulig å studere celle migrasjon i en dimensjon under et avgrenset miljø. I dette systemet celler migrere langs mikrokanaler i hvilke de går inn spontant. Trekk cellene deretter skaffe formen av kanalene, å innta en rørformet geometri som mest sannsynlig forsterker deres polaritet. Den lineære bevegelse av cellene i kanalene tillater automatisk celle sporing og utvinning av kvantitative parametere fra eksperimenter. Fra teknisk synspunkt, er enkelt og fleksibelt dette systemet. Den beleg av kanalveggene kan manipuleres, er størrelsen og formen på kanalene kan tilpasses, og et stort antall celler kan bli analysert i enkle eksperimenter. Dette systemet kan også skalert opp for å utføre mellomområde siktanalyse av molekyler som er involvert i celle motilitet. Protokollen er beskrevet her er standardisert ved hjelp av dendrittiske celler (DC) som en mobil modell. Disse cellene er nøkkelen til immunsystemet som de deltar i initiering og opprettholdelse av spesifikke immunresponser 4.. In vitro har DC vist seg å spontant migrere i lukkede omgivelser og derfor er en god modell for å studere celle motilitet i mikro 5,6 . Viktigere, kan dette systemet bli utvidet til å analysere migrering av eventuelle andre bevegelige celletype som T-lymfocytter, nøytrofile, eller tumorceller 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

Fremgangsmåten er beskrevet her tillater studiet av cellemigrasjon i lukket rom i en dimensjon. Den er basert på bruk av microfabricated kanaler, som pålegger en polarisert fenotype til celler av fysiske begrensninger. Når du er inne kanaler, celler har bare to muligheter: flytter du fremover eller bakover. Dette forenklede migrasjon der retningen er begrenset letter automatisk sporing av celler og utvinning av kvantitative parametre for å beskrive celle bevegelse. Disse parametrene inkluderer celle hastighet, endringer i retning, og pauser under bevegelse. Mikrokanaler er også kompatible med bruken av fluorescerende markører, og er derfor egnet for å studere lokalisering av intracellulære organeller og strukturer under cellemigrasjon med høy oppløsning. Til slutt, kan overflaten av kanalene bli funksjonalisert med forskjellige substrater, slik at kontrollen av de adhesive egenskaper til de kanaler eller studiet av haptotaxis. Oppsummert, systemet here er beskrevet er ment å analysere migrering av store antall celler under forhold hvor både geometri og den biokjemiske natur av miljøet er styrt, til rette for normalisering og reproduserbarheten av uavhengige eksperimenter.

I hvert forsøk overflaten av PDMS er belagt med et molekyl som er tilpasset til interesse for studiet. Figur 2 viser kanaler er belagt med et fluoriserende molekyl, PLL-g-PEG, før og etter vasking (trinn 2.4). Et slikt eksperiment tillater kontroll av homogeniteten av belegget i kanalene. Etter celle lasting, kan videomikroskopi utføres for å følge cellemigrering. Figur 3A viser et eksempel på DC migrere i mikrokanaler i en tetthet hensiktsmessig å sp...

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

Study of Cell Migration in Microfabricated Channels

En kvantitativ metode for å studere spontan migrasjon av celler i en en-dimensjonal begrenset mikromiljø er beskrevet. Denne fremgangsmåte utnytter microfabricated kanaler, og kan brukes til å studere migrering av store antall celler under forskjellige betingelser i enkle eksperimenter.

Study of Cell Migration i microfabricated Kanaler

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

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

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

Elektrisk felt-kontrollert Regissert Migrasjon av Neural stamceller i 2D og 3D miljøer

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

Opprette Lim og Løselig overgangar for Imaging Cell Migration med fluorescens mikroskopi

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

Samtidig Fange sanntidsbilder i to utslippskanalen med en Dual Camera Emission Splitting System: Søknader til celle adhesjon

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

Bruke Microfluidics Chips for Live Imaging and Study of Injury Responses i<em&gt; Drosophila</em&gt; Larver

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 av celle migrasjon innenfor en tre-dimensjonal Kollagen 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

Konsentriske Gel System for å studere den Biofysikalsk rolle Matrix mikromiljøet på 3D-Cell Migration

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

Utarbeidelse av 3D kollagen Gels og mikro for studier av 3D Interaksjoner<em&gt; I 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

Polydimethylsiloxane-polykarbonat microfluidic Enheter for celle migrasjon Studies Under Perpendicular Kjemisk og Oksygen Graderinger

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