Name: electric-field-induced neural precursor cell differentiation in microfluidic devices
Uploaded: 2021-04-14T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Electric-Field-Induced Neural Precursor Cell Differentiation in Microfluidic Devices at JoVE.com

Los autores agradecen al profesor Tang K. Tang, del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Academia Sinica, su ayuda para proporcionar células progenitoras y madre neural del ratón (MNPCs). Los autores también agradecen al Profesor Tang K. Tang y a la Sra. Ying-Shan Lee, su valioso debate sobre la diferenciación de los MNPC.

1. Diseño y fabricación del chip MOE
<ol><li>Dibuje patrones para capas individuales de metacrilato de polimetilo (PMMA) y la cinta de doble cara utilizando el software adecuado (Figura 1A,Tabla de Materiales). Corte las hojas de PMMA y la cinta de doble cara con un escribar de máquina láser CO2 (Figura 1B).<ol>
<li>Encienda el escribar láser CO2 y conéctelo a un ordenador personal. Abra el archivo de patrón diseñ...

<ol>
	<li>Chang, H. F., Lee, Y. S., Tang, T. K., Cheng, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsed+DC+electric+field-induced+differentiation+of+cortical+neural+precursor+cells.">Pulsed DC electric field-induced differentiation of cortical neural precursor cells.</a> PLoS One. 11 (6), e0158133 (2016).</li><li>Li, S., Li, H., Wang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orientation+of+spiral+ganglion+neurite+extension+in+electrical+fields+of+charge-balanced+biphasic+pulses+and+direct+current+in+vitro.">Orientation of spiral ganglion neurite extension in electrical fields of charge-balanced biphasic pulses and direct current in vitro.</a> Hearing research. 267 (1-2), 111-118 (2010).</li><li>Rajnicek, A. M., Robinson, K. R., McCaig, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+direction+of+neurite+growth+in+a+weak+DC+electric+field+depends+on+the+substratum:+contributions+of+adhesivity+and+net+surface+charge.">The direction of neurite growth in a weak DC electric field depends on the substratum: contributions of adhesivity and net surface charge.</a> Developmental biology. 203 (2), 412-423 (1998).</li><li>Kim, Y. 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=Differential+regulation+of+proliferation+and+differentiation+in+neural+precursor+cells+by+the+Jak+pathway.">Differential regulation of proliferation and differentiation in neural precursor cells by the Jak pathway.</a> Stem Cells. 28 (10), 1816-1828 (2010).</li><li>Cunha, F., Rajnicek, A. M., McCaig, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+stimulation+directs+migration,+enhances+and+orients+cell+division+and+upregulates+the+chemokine+receptors+CXCR4+and+CXCR2+in+endothelial+cells.">Electrical stimulation directs migration, enhances and orients cell division and upregulates the chemokine receptors CXCR4 and CXCR2 in endothelial cells.</a> Journal of Vascular Research. 56 (1), 39-53 (2019).</li><li>Chang, H. F., Cheng, H. T., Chen, H. Y., Yeung, W. K., Cheng, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doxycycline+inhibits+electric+field-induced+migration+of+non-small+cell+lung+cancer+(NSCLC)+cells.">Doxycycline inhibits electric field-induced migration of non-small cell lung cancer (NSCLC) cells.</a> Scientific Reports. 9 (1), 8094 (2019).</li><li>Tsai, H. F., Peng, S. W., Wu, C. Y., Chang, H. F., Cheng, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrotaxis+of+oral+squamous+cell+carcinoma+cells+in+a+multiple-electric-field+chip+with+uniform+flow+field.">Electrotaxis of oral squamous cell carcinoma cells in a multiple-electric-field chip with uniform flow field.</a> Biomicrofluidics. 6 (3), 34116 (2012).</li><li>Huang, C. W., Cheng, J. Y., Yen, M. H., Young, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrotaxis+of+lung+cancer+cells+in+a+multiple-electric-field+chip.">Electrotaxis of lung cancer cells in a multiple-electric-field chip.</a> Biosensors and Bioelectronics. 24 (12), 3510-3516 (2009).</li><li>Jing, W., 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=Study+of+electrical+stimulation+with+different+electric-field+intensities+in+the+regulation+of+the+differentiation+of+PC12+cells.">Study of electrical stimulation with different electric-field intensities in the regulation of the differentiation of PC12 cells.</a> American Chemical Society Chemical Neuroscience. 10 (1), 348-357 (2019).</li><li>Guo, W., 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=Self-powered+electrical+stimulation+for+enhancing+neural+differentiation+of+mesenchymal+stem+cells+on+graphene-poly(3,4-ethylenedioxythiophene)+hybrid+microfibers.">Self-powered electrical stimulation for enhancing neural differentiation of mesenchymal stem cells on graphene-poly(3,4-ethylenedioxythiophene) hybrid microfibers.</a> American Chemical Society Nano. 10 (5), 5086-5095 (2016).</li><li>Manabe, M., Mie, M., Yanagida, Y., Aizawa, M., Kobatake, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+effect+of+electrical+stimulation+and+cisplatin+in+HeLa+cell+death.">Combined effect of electrical stimulation and cisplatin in HeLa cell death.</a> Biotechnology and Bioengineering. 86 (6), 661-666 (2004).</li><li>Liu, M., 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=Protective+effect+of+moderate+exogenous+electric+field+stimulation+on+activating+netrin-1/DCC+expression+against+mechanical+stretch-induced+injury+in+spinal+cord+neurons.">Protective effect of moderate exogenous electric field stimulation on activating netrin-1/DCC expression against mechanical stretch-induced injury in spinal cord neurons.</a> Neurotoxicity Research. 34 (2), 285-294 (2018).</li><li>Haan, N., Song, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+application+of+electric+fields+in+the+injured+nervous+system.">Therapeutic application of electric fields in the injured nervous system.</a> Advances in Wound Care. 3 (2), 156-165 (2014).</li><li>Ariza, C. A., 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+influence+of+electric+fields+on+hippocampal+neural+progenitor+cells.">The influence of electric fields on hippocampal neural progenitor cells.</a> Stem Cell Reviews and Reports. 6 (4), 585-600 (2010).</li><li>Huang, C. W., 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=Gene+expression+of+human+lung+cancer+cell+line+CL1-5+in+response+to+a+direct+current+electric+field.">Gene expression of human lung cancer cell line CL1-5 in response to a direct current electric field.</a> PLoS One. 6 (10), e25928 (2011).</li><li>Sun, Y. S., Peng, S. W., Lin, K. H., Cheng, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrotaxis+of+lung+cancer+cells+in+ordered+three-dimensional+scaffolds.">Electrotaxis of lung cancer cells in ordered three-dimensional scaffolds.</a> Biomicrofluidics. 6 (1), 14102-14114 (2012).</li><li>Hou, H. S., Chang, H. F., Cheng, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrotaxis+studies+of+lung+cancer+cells+using+a+multichannel+dual-electric-field+microfluidic+chip.">Electrotaxis studies of lung cancer cells using a multichannel dual-electric-field microfluidic chip.</a> Journal of Visualized Experiments. 106, e53340 (2015).</li><li>Cheng, J. Y., Yen, M. H., Hsu, W. C., Jhang, J. H., Young, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ITO+patterning+by+a+low+power+Q-switched+green+laser+and+its+use+in+the+fabrication+of+a+transparent+flow+meter.">ITO patterning by a low power Q-switched green laser and its use in the fabrication of a transparent flow meter.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 17 (11), 2316-2323 (2007).</li><li>Cheng, J. Y., Yen, M. H., Kuo, C. T., Young, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+transparent+cell-culture+microchamber+with+a+variably+controlled+concentration+gradient+generator+and+flow+field+rectifier.">A transparent cell-culture microchamber with a variably controlled concentration gradient generator and flow field rectifier.</a> Biomicrofluidics. 2 (2), 24105 (2008).</li><li>Fuhr, G., Shirley, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+handling+and+characterization+using+micron+and+submicron+electrode+arrays:+state+of+the+art+and+perspectives+of+semiconductor+microtools.">Cell handling and characterization using micron and submicron electrode arrays: state of the art and perspectives of semiconductor microtools.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 5 (2), 77-85 (1995).</li><li>AChang, K. A., 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=Biphasic+electrical+currents+stimulation+promotes+both+proliferation+and+differentiation+of+fetal+neural+stem+cells.">Biphasic electrical currents stimulation promotes both proliferation and differentiation of fetal neural stem cells.</a> PLoS One. 6 (4), e18738 (2011).</li><li>Lim, J. H., McCullen, S. D., Piedrahita, J. A., Loboa, E. G., Olby, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternating+current+electric+fields+of+varying+frequencies:+effects+on+proliferation+and+differentiation+of+porcine+neural+progenitor+cells.">Alternating current electric fields of varying frequencies: effects on proliferation and differentiation of porcine neural progenitor cells.</a> Cell Reprogram. 15 (5), 405-412 (2013).</li></ol>

Durante la fabricación del chip MOE, los adaptadores se unen a la Capa 1 del chip MOE con pegamento de cianoacrilato de acción rápida. El pegamento se aplica a 4 esquinas de los adaptadores, y luego la presión se aplica uniformemente sobre los adaptadores. Se debe evitar el exceso de pegamento para garantizar la polimerización completa del pegamento. Además, el conjunto de chips MOE completado se incuba en una cámara de vacío. Este paso ayuda a eliminar las burbujas entre la capa PMMA, la cinta de doble cara y el...

Las células precursoras neuronales (NPCs, también conocidas como células madre neurales y progenitoras) pueden ser como un candidato prometedor para la estrategia terapéutica neurodegenerativa1. Los PNJ indiferenciados tienen capacidad de autorretración, multipotencia y capacidad proliferativa2,3. Un estudio anterior ha informado de que la matriz extracelular y los mediadores moleculares regulan la diferenciación de NPC. El factor de crecimiento epidérmico (FEAG) y el factor básico de crecimiento de fibroblastos (bFGF) promueven la proliferación de NPC, manteniendo así el estado indiferenciado4.
Estudios previos han informado que la estimulación eléctrica puede regular las actividades fisiológicas celulares como la división5,la migración6,7,8,la diferenciación1,9,10,y la muerte celular11. Los campos eléctricos (EF) desempeñan un papel vital en el desarrollo y regeneración del desarrollo del sistema nervioso central12,13,14. De 2009 a 2019, este laboratorio ha investigado las respuestas celulares a la aplicación de EF en el sistema microfluídico1,6,7,8,15,16,17. Un chip multicanal, ópticamente transparente y electrotáctico (MOE) fue diseñado para ser adecuado para la tinción de inmunofluorescencia para microscopía confocal. El chip tenía alta transparencia óptica y buena durabilidad y permitió la realización simultánea de tres experimentos de estimulación independientes y varias condiciones inmunodeprimadas en un solo estudio. El sistema microfluídico es beneficioso para simplificar la configuración experimental general y, a su vez, el reactivo y el consumo de muestras. Este artículo describe el desarrollo de un sistema de cultivo celular microfluídico que se utilizó para un estudio de diferenciación celular a largo plazo.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mm PMMA substrates (Layers 1-3)</td>
			<td>BHT</td>
			<td>K2R20</td>
			<td>Polymethyl methacrylate (PMMA), http://www.bothharvest.com/zh-tw/product-421076/Optical-PMMA-Non-Coated-BHT-K2Rxx-xx=-thickness-choices.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL plastic tube</td>
			<td>Protech Technology Enterprise Co., Ltd</td>
			<td>CT-15-PL-TW</td>
			<td>Conical bottomed tube with cap, assembled, presterilized</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 mL syringe</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>DVR-3413</td>
			<td>3 mL oral syringes, without needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 mm optical grade PMMA (Layer 5)</td>
			<td>CHI MEI Corporation</td>
			<td>ACRYPOLY PMMA Sheet</td>
			<td>Optical grade PMMA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-way stopcock</td>
			<td>NIPRO</td>
			<td>NCN-3L</td>
			<td>Sterile disposable 3-way stopcock</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL syringe</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>DVR-3410</td>
			<td>5 mL oral syringes, without needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adaptor</td>
			<td>Dong Zhong Co., Ltd.</td>
			<td>Customized</td>
			<td>PMMA adaptor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A9414</td>
			<td>Agarose, low gelling temperature</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier</td>
			<td>A.A. Lab Systems Ltd</td>
			<td>A-304</td>
			<td>High voltage amplifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AutoCAD software</td>
			<td>Autodesk</td>
			<td>Educational Version</td>
			<td>Drafting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B-27 supplement</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>12587-010</td>
			<td>B-27 supplement (50x), minus vitamin A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Basic fibroblast growth factor (bFGF)&#160;</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>AF-100-18B</td>
			<td>Also called recombinant human FGF-basic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Black rubber bung</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>DVR-3413</td>
			<td>From 3 mL oral syringes, without needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin (BSA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B4287</td>
			<td>Blocking reagent&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>HSIANGTAI</td>
			<td>CV2060</td>
			<td>Centrifuge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 laser scriber</td>
			<td>Laser Tools and Technics Corp.&#160;</td>
			<td>ILS-II</td>
			<td>Purchased from http://www.lttcorp.com/index.htm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cone connector</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science</td>
			<td>F-120X</td>
			<td>One-piece fingertight 10-32 coned, for 1/16&#34; OD natural</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cone-Luer adaptor</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science</td>
			<td>P-659</td>
			<td>Luer Adapter 10-32 Female to Female Luer, PEEK</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal fluorescence microscope</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td>TCS SP5</td>
			<td>Leica TCS SP5 user manual, http://www3.unifr.ch/bioimage/wp-content/uploads/2013/10/User-Manual_TCS_SP5_V02_EN.pdf</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital camera</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>E-330</td>
			<td>Automatic time-lapse image acquisition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital oscilloscope</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>TDS2024</td>
			<td>Measure voltage or current signals over time in an electronic circuit or component to display amplitude and frequency.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-sided tape</td>
			<td>3M&#160;</td>
			<td>PET 8018</td>
			<td>Purchased from http://en.thd.com.tw/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#8217;s modified Eagle&#8217;s medium/Ham&#39;s nutrient mixture F-12 (DMEM/F12)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>12400024</td>
			<td>DMEM/F-12, powder, HEPES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s phosphate-buffered saline (DPBS)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>21600010</td>
			<td>DPBS, powder, no calcium, no magnesium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EF multiplexer</td>
			<td>Asiatic Sky Co., Ltd.</td>
			<td>Customized</td>
			<td>Monitor and control the electric current in individual channels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epidermal growth factor (EGF)</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>AF-100-15</td>
			<td>Also called recombinant human EGF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast-acting cyanoacrylate glue</td>
			<td>3M&#160;</td>
			<td>7004T</td>
			<td>Strength instant adhesive (liquid)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flat bottom connector</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science</td>
			<td>P-206</td>
			<td>Flangeless male nut Delrin, 1/4-28 flat-bottom, for 1/16&#34; OD blue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Function generator</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>33120A</td>
			<td>High-performance 15 MHz synthesized&#160;function generator&#160;with built-in arbitrary waveform capability</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-mouse IgG H&#38;L (Alexa Fluor 488)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab150117</td>
			<td>Goat anti-mouse IgG H&#38;L (Alexa Fluor 488) preadsorbed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-rabbit IgG H&#38;L (Alexa Fluor 555)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab150086</td>
			<td>Goat polyclonal secondary antibody to rabbit IgG - H&#38;L (Alexa Fluor 555), preadsorbed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoechst 33342</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>H3570</td>
			<td>Nuclear staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ software</td>
			<td>National Institutes of Health</td>
			<td>1.48v</td>
			<td>Analyze the fluorescent images&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Indium&#8211;tin&#8211;oxide (ITO) glass</td>
			<td>Merck</td>
			<td>300739</td>
			<td>For ITO heater</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted phase contrast microscope</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>CKX41</td>
			<td>For cell morphology observation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>K-type thermocouple</td>
			<td>Tecpel</td>
			<td>TPK-02A</td>
			<td>Temperature&#160;thermocouples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer adapter</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science</td>
			<td>P618-01</td>
			<td>Luer adapter female Luer to 1/4-28 male polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer lock syringe</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>DVR-3413</td>
			<td>For agar salt bridges</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-GFAP</td>
			<td>eBioscience</td>
			<td>14-9892</td>
			<td>Astrocytes marker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oligodendrocyte &#160;marker&#160; O4&#160; antibody</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>MAB1326</td>
			<td>Oligodendrocytes marker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde (PFA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P6148</td>
			<td>Fixing&#160;agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline (PBS)</td>
			<td>Basic Life</td>
			<td>BL2651</td>
			<td>Washing solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-L-Lysine (PLL)</td>
			<td>SIGMA</td>
			<td>P4707</td>
			<td>Coating solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precision cover glasses thickness No. 1.5H</td>
			<td>MARIENFELD</td>
			<td>107242</td>
			<td>https://www.marienfeld-superior.com/precision-cover-glasses-thickness-no-1-5h-tol-5-m.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Programmable X-Y-Z motorised stage</td>
			<td>Tanlian Inc</td>
			<td>Customized</td>
			<td>Purchased from http://www.tanlian.tw/ndex.files/motort.htm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proportional&#8211;integral&#8211;derivative (PID) controller</td>
			<td>Toho Electronics</td>
			<td>TTM-J4-R-AB</td>
			<td>Temperature controller&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PTFE tube</td>
			<td>Professional Plastics Inc. Taiwan Branch</td>
			<td>Outer diameter 1/16 Inches</td>
			<td>White translucent PTFE tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-Tuj1</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab18207</td>
			<td>Neuron marker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump</td>
			<td>New Era Systems Inc</td>
			<td>NE-1000</td>
			<td>NE-1000 programmable single syringe pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TFD4 detergent</td>
			<td>FRANKLAB</td>
			<td>TFD4</td>
			<td>Cover glass cleaner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal bonder</td>
			<td>Kuan-MIN Tech Co.</td>
			<td>Customized</td>
			<td>Purchased from http://kmtco.com.tw/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8787</td>
			<td>Permeabilized solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cleaner</td>
			<td>LEO</td>
			<td>LEO-300S</td>
			<td>Ultrasonic steri-cleaner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum chamber</td>
			<td>DENG YNG INSTRUMENTS CO., Ltd.</td>
			<td>DOV-30</td>
			<td>Vacuum drying oven</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>White fingertight plug</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science</td>
			<td>P-316</td>
			<td>1/4-28 Flat-Bottom, https://www.idex-hs.com/store/fluidics/fluidic-connections/plug-teflonr-pfa-1-4-28-flat-bottom.html</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electric-field-induced neural precursor cell differentiation in microfluidic devices

Los campos eléctricos fisiológicos (EF) desempeñan un papel vital en la migración celular, la diferenciación, la división y la muerte. Este artículo describe un sistema de cultivo celular microfluídico que se utilizó para un estudio de diferenciación celular a largo plazo utilizando microscopía. El sistema microfluídico consta de los siguientes componentes principales: un chip electrotáctico ópticamente transparente, un calentador transparente de óxido de indio-estaño (ITO), una bomba de llenado de medios de cultivo, una fuente de alimentación eléctrica, un amplificador de potencia de alta frecuencia, un multiplexor EF, una etapa motorizada X-Y-Z programable y un microscopio de contraste de fase invertido equipado con una cámara digital. El sistema microfluídico es beneficioso para simplificar la configuración experimental general y, a su vez, el reactivo y el consumo de muestras. Este trabajo implica la diferenciación de células madre neurales y progenitoras (NPC) inducidas por estimulación del pulso de corriente directa (CC). En el medio de mantenimiento de células madre, los PNJ del ratón (MNPC) se diferenciaron en neuronas, astrocitos y oligodendrocitos después de la estimulación del pulso de CC. Los resultados sugieren que el tratamiento simple del pulso de CC podría controlar el destino de los MNPC y podría utilizarse para desarrollar estrategias terapéuticas para los trastornos del sistema nervioso. El sistema se puede utilizar para el cultivo celular en múltiples canales, para la estimulación ef a largo plazo, para la observación morfológica celular y para la adquisición automática de imágenes de lapso de tiempo. Este sistema microfluídico no sólo acorta el tiempo experimental requerido, sino que también aumenta la precisión del control en el microambiente.

La configuración detallada del chip MOE se muestra en el cuadro 1. El chip microfluídico proporciona un enfoque beneficioso para reducir el tamaño de configuración experimental, el volumen de la muestra y el volumen de reactivos. El chip MOE fue diseñado para realizar tres experimentos independientes de estimulación ef y varias condiciones de inmunodetención simultáneamente en un solo estudio (Figura 3). Además, el chip ...

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Electric-Field-Induced Neural Precursor Cell Differentiation in Microfluidic Devices

En este estudio, presentamos un protocolo para la diferenciación de células madre neurales y progenitoras (NPC) inducidas únicamente por estimulación del pulso de corriente directa (DC) en un sistema microfluídico.

Diferenciación celular precursora neuronal inducida por campo eléctrico en dispositivos microfluídicos

Physiological electric fields (EF) play vital roles in cell migration, differentiation, division, and death. This paper describes a microfluidic cell ...

Este estudio presenta un protocolo para la diferenciación de las células precursoras neuronales inducidas únicamente por la estimulación directa del pulso de corriente en un sistema microfluídico. Esta técnica proporciona un enfoque beneficioso para reducir el tiempo de configuración experimental, el volumen de la muestra y el volumen de reactivos. Además, el chip MOE es adecuado para observaciones de microscopía confocal.El tratamiento simple del pulso de corriente directa puede controlar el destino de las células precursoras neuronales del ratón y podría utilizarse para desarrollar estrategias terapéuticas para trastornos del sistema nervioso. Para empezar, dibuje patrones para capas PMMA individuales y la cinta de doble cara utilizando el software adecuado. Encienda el escribar láser de dióxido de carbono y conéctelo a un ordenador personal.Abra el archivo de patrón diseñado utilizando el software. Coloque las hojas pmma o cinta de doble cara en la plataforma del escribar láser y, a continuación, centre el láser en la superficie de las hojas de PMMA o en la cinta de doble cara mediante la herramienta de enfoque automático. Seleccione el escribar láser como impresora y, a continuación, utilice el escribar láser para iniciar la ablación directa en la hoja PMMA o cinta a doble cara.Retire la película protectora de las láminas de PMMA y limpie la superficie con gas nitrógeno. Para unir múltiples capas de láminas de PMMA, apile tres piezas de láminas de PMMA de un milímetro y acompájelas bajo una presión de cinco kilogramos por centímetro cuadrado en una unión térmica durante 30 minutos a 110 grados Celsius para formar el flujo o el conjunto del canal de estimulación eléctrica. Adherir 12 piezas de adaptadores a las aberturas individuales en la capa uno del conjunto de chip MOE con pegamento de cianoacrilato de acción rápida.Desinfectar los sustratos pmma de un milímetro, la cinta de doble cara y el PMMA de grado óptico de tres milímetros usando irradiación ultravioleta durante 30 minutos antes de montar el chip. Adhera los sustratos PMMA de un milímetro en el PMMA de grado óptico de tres milímetros con la cinta de doble cara para completar el ensamblaje de PMMA. Adhiera el vidrio de cubierta limpiado al conjunto PMMA con la cinta de doble cara.Selle las aberturas de los adaptadores del puente del agar con tapones blancos ajustados a los dedos. Conecte el conector inferior plano al conjunto de chips MOE a través de los adaptadores de entrada y salida medianas y, a continuación, conecte el adaptador Cono Luer a los stopcocks de tres vías. Añadir dos mililitros de solución 0.01% PLL utilizando una jeringa de tres mililitros que se conecta al stopcock de tres vías de la entrada mediana, y conectar una jeringa vacía de tres mililitros al tapón de tres vías de la toma de corriente media.Llene las regiones de cultivo celular con la solución PLL y bombee lentamente la solución de recubrimiento de un lado a otro. Cierre los dos stopcocks de tres vías para sellar la solución dentro de las regiones de cultivo. Incubar el chip MOE a 37 grados Celsius durante la noche en una incubadora llena de 5% de la atmósfera de dióxido de carbono.Abra los dos stopcocks de tres vías y tire las burbujas en los canales bombeando manualmente la solución de recubrimiento de ida y vuelta en el canal utilizando las dos jeringas. Dibuje tres mililitros de medio completo en una jeringa de tres mililitros que se conecte al stopcock de tres vías de la entrada mediana y agréguelo para reemplazar la solución de recubrimiento en las regiones de cultivo celular. Reemplace el tapón blanco ajustado con el adaptador Luer e inyecte 3% de agarose caliente para llenar el adaptador.Conecte la jeringa de bloqueo Luer al adaptador Luer e inyecte 3% de agarose caliente a través del bong de goma negro para llenar la jeringa de bloqueo Luer. Espere de 10 a 20 minutos para que la agarose se enfríe y se solidifique. Instale el chip MOE de semillas celulares en el calentador ITO transparente que se fija en una etapa motorizada XYZ programable mantenida a 37 grados Celsius.Infunda los mNPC bombeando manualmente al chip MOE a través de la toma de corriente media, luego incuba el chip MOE de semillas celulares en el calentador ITO durante cuatro horas. Utilice cables eléctricos para conectar un multiplexador EF al chip MOE a través de los electrodos del chip. Conecte un multiplexador EF y un generador de funciones a un amplificador para emitir pulsos de CC de onda cuadrada.Retire todo el conector y adaptadores de fondo plano del chip MOE y llene los adaptadores con PBS y, a continuación, selle las aberturas del adaptador con parafilm. Después de la inmunodetención, observe las células utilizando un microscopio de fluorescencia confocal. La estimulación del pulso de CC dio lugar a mNC simultáneos que se diferencian en neuronas, astrocitos y oligodendrocitos en el medio de mantenimiento de células madre.Los porcentajes de neuronas, astrocitos y oligodendrocitos en el grupo de control y en el grupo de estimulación se muestran aquí. Después del tratamiento del pulso de CC, los MNC expresaron un número significativamente alto de neuronas en DIV siete, astrocitos en DIV tres y oligodendrocitos en DIV siete y DIV 14 estaban presentes en niveles relativamente más altos en los grupos de estimulación que en el grupo de control. Neuroesferas formadas por 30 a 40 células son preferidas para iniciar la diferenciación mNPC.El crecimiento excesivo de mNPC afectará la supervivencia celular durante el proceso de diferenciación.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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Investigación

Bioingeniería

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