Name: 3d analysis of multi-cellular responses to chemoattractant gradients
Uploaded: 2019-05-24T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about 3D Analysis of Multi-cellular Responses to Chemoattractant Gradients at JoVE.com

Diese Arbeit wurde unterstützt durch Stipendien an AJE (NSF PD-11-7246, Breast Cancer Research Foundation (BCRF-17-048) und NCI U54 CA210173) und AL (U54CA209992).

Alle Tierarbeiten wurden in Übereinstimmung mit Protokollen durchgeführt, die vom Institutional Animal Care and Use Committee, Johns Hopkins University, School of Medicine, geprüft und genehmigt wurden.
1. Herstellung des mesofluidischen Geräts
<ol><li>Entwerfen Sie die Maske der Form für PDMS-Gerät mit einer 3D-CAD-Software.</li>
	<li>Drucken Sie die Form mit Stereolithografiegeräten mit einem wärmebeständigen Harz. Hinweis: Die hier beschriebenen Verfahren wurden von einem komm...

<ol>
	<li>Humphrey, J. D., Dufresne, E. R., Schwartz, 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=Mechanotransduction+and+extracellular+matrix+homeostasis.">Mechanotransduction and extracellular matrix homeostasis.</a> Nature Reviews: Molecular Cell Biology. 15 (12), 802-812 (2014).</li><li>Schwartz, M. A., Schaller, M. D., Ginsberg, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrins:+emerging+paradigms+of+signal+transduction.">Integrins: emerging paradigms of signal transduction.</a> Annual Review of Cell and Developmental Biology. 11, 549-599 (1995).</li><li>Yin, X., 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=Engineering+Stem+Cell+Organoids.">Engineering Stem Cell Organoids.</a> Cell Stem Cell. 18 (1), 25-38 (2016).</li><li>Doyle, A. D., Carvajal, N., Jin, A., Matsumoto, K., Yamada, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+3D+matrix+microenvironment+regulates+cell+migration+through+spatiotemporal+dynamics+of+contractility-dependent+adhesions.">Local 3D matrix microenvironment regulates cell migration through spatiotemporal dynamics of contractility-dependent adhesions.</a> Nature Communications. 6, 8720 (2015).</li><li>Meyvantsson, I., Beebe, D. 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+culture+models+in+microfluidic+systems.">Cell culture models in microfluidic systems.</a> Annual Review of Analytical Chemistry (Palo Alto, Calif). 1, 423-449 (2008).</li><li>Bhatia, S. N., Ingber, 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=Microfluidic+organs-on-chips.">Microfluidic organs-on-chips.</a> Nature Biotechnology. 32 (8), 760-772 (2014).</li><li>Zervantonakis, I. K., 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=Three-dimensional+microfluidic+model+for+tumor+cell+intravasation+and+endothelial+barrier+function.">Three-dimensional microfluidic model for tumor cell intravasation and endothelial barrier function.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (34), 13515-13520 (2012).</li><li>Barkefors, I., Thorslund, S., Nikolajeff, F., Kreuger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fluidic+device+to+study+directional+angiogenesis+in+complex+tissue+and+organ+culture+models.">A fluidic device to study directional angiogenesis in complex tissue and organ culture models.</a> Lab on a Chip. 9 (4), 529-535 (2009).</li><li>Hou, Z., 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=Time+lapse+investigation+of+antibiotic+susceptibility+using+a+microfluidic+linear+gradient+3D+culture+device.">Time lapse investigation of antibiotic susceptibility using a microfluidic linear gradient 3D culture device.</a> Lab on a Chip. 14 (17), 3409-3418 (2014).</li><li>Ellison, D., 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=Cell-cell+communication+enhances+the+capacity+of+cell+ensembles+to+sense+shallow+gradients+during+morphogenesis.">Cell-cell communication enhances the capacity of cell ensembles to sense shallow gradients during morphogenesis.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (6), E679-E688 (2016).</li><li>Nguyen-Ngoc, K. V., 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=3D+culture+assays+of+murine+mammary+branching+morphogenesis+and+epithelial+invasion.">3D culture assays of murine mammary branching morphogenesis and epithelial invasion.</a> Methods in Molecular Biology. 1189, 135-162 (2015).</li></ol>

Die Herstellung von PDMS-Formen erfolgte mit einem kommerziellen 3D-Druckservice, kann aber auch mit einem High-End-3D-Drucker im eigenen Haus durchgeführt werden. Die Stereolithographie wird unter den verschiedenen 3D-Fertigungsmethoden für hochauflösende Formengenerationen empfohlen. Da die PDMS-Härtung bei einer hohen Temperatur (80 ° C) erfolgt, sollten die Materialien ausreichend thermisch beständig sein, was bei Auslagerung des Drucks explizit angegeben werden sollte. Eine thermische Nachkur kann mit dem Druc...

In physiologischer Umgebung sind Zellen in eine extrazelluläre Matrix (ECM) eingebettet und einer Fülle von Biomolekülen ausgesetzt. Wechselwirkungen zwischen Zellen und der umgebenden Mikroumgebung regulieren intrazelluläre Prozesse, die verschiedene Phenotypen steuern, darunter Migration, Wachstum, Differenzierung und Überleben1, 2. In einer herkömmlichen 2D-Zellkultur wurde viel über zelluläre Verhaltensweisen gelernt. Mit dem Aufkommen von intravitalen Bildgebungen und Experimenten mit Zellen, die in 3D-Hydrogelen eingebettet sind, wurden jedoch wichtige Unterschiede in den Zellverhalten in den vereinfachten 2D-In-vitro-Kulturen vs. 3D-Gewebehung-ähnlichen Umgebungen erkannt. Während die Zellen mit ECM-Fasern interagieren und ihre mechanischen Eigenschaften innerhalb der 3D-Matrix spüren, ist die Materialsteifigkeit des Gels keine vollständig unabhängige Variable in einem 2D-In-vitro-System. Die Dimensionalität verändert die fokale Haftbildung, was zu einer unterschiedlichen Zellmorphologie und zum Verhalten führt. Darüber hinaus sind Zellen auf einer 2D-Oberfläche weniger Signalkassen ausgesetzt als Zellen, die in 3D für alle Richtungen offen sind.
Diese Einschränkungen haben die Interessen für 3D-Systeme erhöht, die die räumliche und chemische Komplexität lebender Gewebe repräsentieren und besser in vivo-Gewebefunktionen vorhersagen. Sie wurden in vielen Formen entwickelt, von Organoiden als sich selbst zusammenstellende zelluläre Mikrostrukturen bis hin zu Zellen, die zufällig in ECM3,4durchsetzt sind. Die jüngsten Fortschritte in der Mikrofabrikationstechnologie haben das Aufkommen verschiedener Arten von 3D-Kultursystemen5,6,7, 8, 9 fürdie Untersuchung phänotypischer Veränderungen und Mobilartige Reaktionen auf lösliche Signale; Technische Barrieren schränken jedoch den weit verbreiteten Einsatz in Forschungslabors ein. In vielen Fällen erfordern die Herstellungsprozesse Photolithografietechniken und Hintergrundwissen für weiche Lithografie. Darüber hinaus müssen verschiedene Faktoren kontrolliert werden, um ein Gerät erfolgreich zu bauen und über einen langen Zeitraum eine optimale Funktion des Gerätes zu erreichen.
Unsere Methode beschreibt, wie man ein 3D-PDMS-Gerät konstruiert, um Zellen und multizelluläre Organoide in eine 3D-Mikroumgebung mit definierten Chemoattracten-Farbverläufen zu integrieren und dann epitheliale Reaktionen auf EGF10zu analysieren. Unsere Daten zeigen, dass die Fähigkeit von Organoiden, auf flache EGF-Steigungen zu reagieren, aus der interzellulären chemischen Kopplung durch Spaltknoten entsteht. Es schlägt das Potenzial von Organoiden für eine präzisere Erkennung von schwachen und lauten räumlich gestaffelten Eingängen vor. Der Herstellungsprozess erfordert weder eine Reinraumanlage noch Photolithografietechniken. Das 3D-PDMS-Gerät enthält jedoch notwendige Faktoren der 3D-physiologischen Umgebung. Diese Methode wird hilfreich sein, um 3D-zelluläre Verhaltensweisen zu studieren und es hat ein großes Forschungspotenzial mit verschiedenen Zelltypen, Chemoattractants und ECM-Kombinationen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:773px;" width="773">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">22mm x 22mm coverslip&#160;</td>
			<td style="width:171px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:135px;">12-542-B</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">Collagen I, Rat</td>
			<td style="width:171px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:135px;">CB-40236</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">Collagenease</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:135px;">C5138</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">COMSOL Multiphysics 4.2</td>
			<td style="width:171px;">COMSOL Inc</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td>Used for simulating diffusion dynamics</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">10x DMEM</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>D2429</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">DEME/F12</td>
			<td style="width:171px;">Thermo Fisher</td>
			<td>11330032</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">DNase</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:135px;">D4623</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">EGF Recombinant Mouse Protein</td>
			<td style="width:171px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:135px;">PMG8041</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td style="width:171px;">Life technologies</td>
			<td>16140-071</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">Fiji-ImageJ</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td>Used for measuring branching length and angles</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">Gentamicin</td>
			<td style="width:171px;">GIBCO&#160;</td>
			<td style="width:135px;">5750-060</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">IMARIS</td>
			<td style="width:171px;">Bitplane</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">Insulin</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:135px;">19278</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Insulin-Transferrin-Selenium-X</td>
			<td style="width:171px;">GIBCO&#160;</td>
			<td style="width:135px;">51500</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Low-lint tissue</td>
			<td style="width:171px;">Kimberly-Clark Professional</td>
			<td style="width:135px;">Kimtech wipe</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">Mold Material</td>
			<td style="width:171px;">Proto labs</td>
			<td style="width:135px;">Accura SL5530&#160;</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Mold printing equipment</td>
			<td style="width:171px;">Proto labs</td>
			<td style="width:135px;">Stereolithogrphy</td>
			<td style="width:269px;">Maximum dimension: 127mm x 127mm x 63.5mm, Layer thnickness: 0.0254mm</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">Mold printing Service</td>
			<td style="width:171px;">Proto labs</td>
			<td style="width:135px;">Custom</td>
			<td style="width:269px;">https://www.protolabs.com/</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">NaOH</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>S2770</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">Penicillin/Streptomycin</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td>16777-164P</td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Spinning-disk confocal microscope</td>
			<td style="width:171px;">Solamere Technology Group</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:269px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Sylgard 184</td>
			<td style="width:171px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>184 SIL ELAST KIT&#160;</td>
			<td style="width:269px;">PDMS kit</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:199px;">Trypsin</td>
			<td style="width:171px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>T9935</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

3d analysis of multi-cellular responses to chemoattractant gradients

Verschiedene Begrenzungen von 2D-Zellkultursystemen haben Interesse an 3D-Zellkulturen und-analyseplattformen geweckt, die die räumliche und chemische Komplexität lebender Gewebe besser nachahmen und in vivo-Gewebefunktionen nachahmen würden. Die jüngsten Fortschritte in der Mikrofabrikationstechnologie haben die Entwicklung von 3D-Umgebungen in vitro-Umgebungen erleichtert, in denen Zellen in eine klar definierte extrazelluläre Matrix (ECM) und eine definierte Reihe löslicher oder matrix assoziierter Biomoleküle integriert werden können. Die technologischen Barrieren haben jedoch ihren weit verbreiteten Einsatz in Forschungslabors eingeschränkt. Hier beschreiben wir eine Methode, um einfache Geräte für die 3D-Kultur zu konstruieren und mit Zellen und multizellulären Organoiden in 3D-Mikroumgebungen mit einem definierten Chemoattractant Farbverlauf zu experimentieren. Wir veranschaulichen die Nutzung dieser Plattform zur Analyse der Reaktion von Epithelzellen und Organoiden auf die Abstufungen von Wachstumsfaktoren, wie zum Beispiel dem epidermalen Wachstumsfaktor (EGF). EGF-Steigungen waren in den Geräten für mehrere Tage stabil, was zu einer gerichteten Zweigbildung bei Brustorganoiden führte. Diese Analyse ließ zu dem Schluss kommen, dass die kollektive Gradientenwahrung durch Zellgruppen empfindlicher gegenüber einzelnen Zellen ist. Wir beschreiben auch die Herstellungsmethode, die weder Photolithografieanlagen noch fortgeschrittene Soft-Lithografie-Techniken erfordert. Diese Methode wird hilfreich sein, um 3D-zelluläre Verhaltensweisen im Zusammenhang mit der Analyse von Entwicklung und pathologischen Zuständen, einschließlich Krebs, zu untersuchen.

EGF ist ein wesentlicher Regulator für die Verzweigung der Morphogenese in Brustdrüsen und ein kritischer Chemoattractant, der die Migration von Brusepithelzellen bei invasivem Krebswachstum leitet. Wir haben die oben beschriebenen mesoskopischen fluidischen Geräte verwendet, um die Reaktion der Zellen auf definierte EGF-Fardienten zu untersuchen (Abbildung 1A, B) 10. Das Gerät ergibt einen 5 mm breiten, 10 mm lang...

Watch this Scientific Journal Video about 3D Analysis of Multi-cellular Responses to Chemoattractant Gradients at JoVE.com

3D Analysis of Multi-cellular Responses to Chemoattractant Gradients

Wir beschreiben eine Methode, um Geräte für die 3D-Kultur zu konstruieren und mit Zellen und multikellulären Organoiden zu experimentieren. Dieses Gerät ermöglicht die Analyse von zellulären Reaktionen auf lösliche Signale in 3D-Mikroumgebungen mit definierten Chemoattractged-Steigungen. Organoide sind besser als einzelne Zellen, wenn es um die Erkennung schwacher lauter Eingänge geht.

3D-Analyse von multizellulären Reaktionen auf tschoattraktive Verläufe

Various limitations of 2D cell culture systems have sparked interest in 3D cell culture and analysis platforms, which would better mimic the spatial and ...

Unterschiede in vereinfachten 2D-In-vitro-Kulturen im Vergleich zu 3D-Gewebe-ähnlichen Umgebungen haben das Interesse an 3D-Systemen erhöht, um die räumliche und chemische Komplexität lebender Gewebe darzustellen. Der Herstellungsprozess erfordert keine Einrichtungs- oder Photolithographietechniken. Das 3D-PDMS-Gerät enthält jedoch die notwendigen Vektoren für 3D-Anwendungen in physiologischer Umgebung.Verwenden Sie für die mesofluidische Gerätevorbereitung ein geeignetes dreidimensionales computergestütztes Design-Softwareprogramm, um die Maske der Form für das Polydimethylsiloxan- oder PDMS-Gerät zu entwerfen und die Form mit Stereo-Lithographiegeräten mit einem thermoresistenten Harz zu drucken. Wenn die Form fertig ist, mischen Sie grob drei Milliliter PDMS-Monomerlösung pro Form mit einem Härtungsmittel im Verhältnis 10 zu eins und verwenden Sie ein Vakuum, um die Mischung in einem Vakuum-Austrocknungsor für eine Stunde zu entgasen. Am Ende der Austrocknung verwenden Sie ein Stück Klebeband, um Staub von der Oberfläche der Form zu entfernen und die Form vorsichtig mit der entgasten PDMS-Lösung zu füllen.Als nächstes härten Sie das PDMS bei 80 Grad Celsius für zwei Stunden aus, bevor Sie die Form bei Raumtemperatur abkühlen lassen. Wenn die Form zur Berührung gekühlt wird, verwenden Sie eine Klinge, um die Grenze zwischen der Form und PDMS zu schneiden und das PDMS vorsichtig von der Form zu schälen. Trimmen Sie das PDMS, um einen 22 mal 22 Millimeter großen Deckel zu montieren, und schlagen Sie ein Loch am Einlass.Wischen Sie das Gerät mit schwachen Fussgeweben und 70 % Ethanol ab und bedecken Sie das Gerät mit einem neuen Klebeband, um große Staubpartikel zu entfernen. Dann autoklavieren Sie das PDMS-Gerät und decken Sie bei 121 Grad Celsius für acht Minuten nass und 15 Minuten trocken und behandeln Sie die untere Oberfläche des PDMS-Teils und Deckenrutsche mit einer Corona-Entladungspistole für fünf Minuten in einer Gewebekulturhaube, bevor sie die Stücke miteinander verkleben. Um das Gerät zu laden, setzen Sie zuerst die Zellen von Interesse in einem geeigneten Volumen von Wachstumsmedium ergänzt mit 1%Penicillin und Streptomycin und 1%insulin-transferrin-selen-x.Als nächstes 50 Mikroliter der Brustdrüsenzellsuspension mit 425 Mikroliterfrischung neutralisierter Kollagenlösung mischen und eine 200-Mikroliter-Pipette mit der Kollagenzellsuspension füllen. Injizieren Sie die Suspension durch den Einlass in das PDMS-Gerät, bis die gesamte Kammer gefüllt ist, und legen Sie das Gerät bei 37 Grad Celsius mit 5% Kohlendioxid für eine Stunde, um eine Gelation zu induzieren, bevor Sie die Reservoirs auf beiden Seiten mit Wachstumsmedium füllen und das Gerät bis zur konfokalen Bildgebung an den Inkubator zurückgeben. Für die 3D-Bildgebung und Quantifizierung installieren Sie eine live zellbildende Kulturkammer auf einem konfokalen Mikroskop und stellen Sie die Temperatur und das Kohlendioxid auf 37 Grad Celsius bzw. 5 % vor.Fügen Sie Wasser in das Bildkammerreservoir, um die Kammer zu befeuchten, legen Sie bei Bedarf Feuchttücher in die Kammer und legen Sie das PDMS-Gerät in die Kammer. Fügen Sie einem der Reservoirs einen epidermalen Wachstumsfaktor als Quelle des Faktors in der Gradientenbildung hinzu, sodass das andere Reservoir als Senke für die Entwicklung der räumlich abgestuften epidermalen Wachstumsfaktorverteilung dienen soll. Legen Sie dann den Bereich des Z-Stacks fest, der das Volumen der von Interesse interessierten Organoide abdeckt, und starten Sie die Bildgebung.Verwenden Sie am Ende des Experiments ein geeignetes Bildanalyseprogramm, um die Länge und den Winkel der Zweige zu messen, die sich von den Organoiden oder der Migration einzelner Zellen erstrecken. Sowohl in Silico- als auch in In-vitro-Tests ergaben sich die Bildung eines stabilen linearen epidermalen Wachstumsfaktorgradienten im gesamten Zellkulturbereich, der etwa zwei Tage ohne Auffüllung der Quell- oder Senkenreservoirs dauert, was darauf hindeutet, dass der epidermale Wachstumsfaktor, ein 6,4 Kilodalton-Protein, einen stabilen diffusionsbasierten Gradienten innerhalb eines Kollagengels bilden kann, das über einen relativ kurzen Zeitraum hergestellt wurde. Mamma-Organoide bilden mehrere Zweige in Gegenwart eines räumlich gleichmäßigen 2,5 Nanomolar epidermalen Wachstumsfaktors ohne Richtungsverzerrung über drei Tage, wenn der epidermale Wachstumsfaktor im linearen Gradienten mit 0,5 Nanomolaren pro Milliliter addiert wird.Die Verzweigungsformation weist jedoch eine signifikante Richtungsverzerrung auf. Bemerkenswert ist, dass die Zugabe von Spaltknoteninhibitoren die Fähigkeit der Organoide unterdrückt, auf den Gradienten zu reagieren. Der pH-Wert der Kollagenlösung ist entscheidend für die Gelation und Zelllebensfähigkeit.Wenn das Kollagen vor dem Mischen nicht neutralisiert wird, ist die Zelllebensfähigkeit gering. Diese Methode kann erweitert werden, um eine realistischere Gewebemodellierung zu ermöglichen und könnte die Vaskuläre Netzwerkbildung aus einzelnen Zellen innerhalb des Gels aufnehmen.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Entwurf eines zyklischen Druck Bioreaktor für die Ex Vivo Studium der Aorten-Herzklappen

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Forschung

Biotechnik

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

Erstellen Adhesive und löslichen Farbverläufe for Imaging Cell Migration mit Fluoreszenz-Mikroskopie

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

Correlative Microscopy for 3D Structural Analysis of Dynamic Interactions

Korrelative Mikroskopie für 3D-Strukturanalyse von dynamischen Wechselwirkungen

Cryo-electron tomography (cryoET) allows 3D visualization of cellular structures at molecular resolution in a close-to-physiological state1. However, ...

Multi-Scale Modification of Metallic Implants With Pore Gradients, Polyelectrolytes and Their Indirect Monitoring In vivo

Multi-Scale Modification of Metallic Implants With Pore Gradients, Polyelectrolytes and Their Indirect Monitoring In vivo

Multi-Skala Modifikation von metallischen Implantaten mit Pore Farbverläufe, Polyelektrolyte und ihre indirekte Überwachung<em&gt; In vivo</em

Metallic implants, especially titanium implants, are widely used in  clinical applications. Tissue in-growth and integration to these implants in  the ...

A Method for Evaluating Timeliness and Accuracy of Volitional Motor Responses to Vibrotactile Stimuli

Ein Verfahren zur Bewertung der Rechtzeitigkeit und Genauigkeit der Volitionale Motor Responses to vibrotaktilen Stimuli

Artificial sensory feedback (ASF) systems can be used to compensate for lost proprioception in individuals with lower-limb impairments.  Effective design ...

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

Polydimethylsiloxanhaltigen Polycarbonat Mikrofluidiksysteme für Zellmigrationsstudien unter Perpendicular Chemische und Sauerstoff Gradients

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

Bioprinting of Cartilage and Skin Tissue Analogs Utilizing a Novel Passive Mixing Unit Technique for Bioink Precellularization

Bioprinting von Knorpel und Haut-Gewebe-Analoga nutzen eine neuartige Passive Einheit Mischtechnik für Bioink Precellularization

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both ...

Four-Dimensional CT Analysis Using Sequential 3D-3D Registration

Vierdimensionale CT-Analyse mit sequenzieller 3D-3D-Registrierung

Four-dimensional computed tomography (4DCT) provides a series of volume data and visualizes joint motions. However, numerical analysis of 4DCT data ...

Generation of Heterogeneous Drug Gradients Across Cancer Populations on a Microfluidic Evolution Accelerator for Real-Time Observation

Generierung heterogener Arzneimittelgradienten über Krebspopulationen auf einem mikrofluidischen Evolutionsbeschleuniger zur Echtzeitbeobachtung

Conventional cell culture remains the most frequently used preclinical model, despite its proven limited ability to predict clinical results in cancer. ...

Quantification of Oculomotor Responses and Accommodation Through Instrumentation and Analysis Toolboxes

Quantifizierung okulomotorischer Reaktionen und Akkommodation durch Instrumentierung und Analyse-Toolboxen

Through the purposeful stimulation and recording of eye movements, the fundamental characteristics of the underlying neural mechanisms of eye movements ...