Name: hydrogel arrays enable increased throughput for screening effects of matrix components and therapeutics in 3d tumor models
Uploaded: 2022-06-16T13:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Hydrogel Arrays Enable Increased Throughput for Screening Effects of Matrix Components and Therapeutics in 3D Tumor Models at JoVE.com

著者らは、Carolyn Kim、Amelia Lao、Ryan Stoutamore、Itay Solomonがフォトジェレーションスキームの初期の反復に貢献したことを特に認めたいと思います。細胞株GS122およびGS304は、David Nathansonによって寛大に提供された。すべての図は BioRender.com で作成されました。UCLAの中核施設、分子スクリーニング共有リソース、ナノおよびピコキャラクタリゼーション研究所は、この研究に役立った。Chen Chia-Chunは、UCLA Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research Training Programの支援を受けました。Grigor Varuzhanyanは、Tumor Cell Biology Training Program NIH Grant(T32 CA 009056)の支援を受けました。

患者由来のGBM細胞株(GS122およびGS304)は、UCLA治験審査委員会(IRB#10-000655)によって承認されたプロトコルの下でこれらの株を開発したDavid Nathanson教授(私たちの共同研究者)によって提供されました。細胞株を個々の患者に再び連結することができないように、細胞を非同定して提供した。
ヒドロゲル溶液の調製
<ol><li>HEPES粉末をハンクス平衡塩溶液(HBSS)に20mMで?...

<ol>
	<li>Scannell, J. W., Blanckley, A., Boldon, H., Warrington, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnosing+the+decline+in+pharmaceutical+R&amp;D+efficiency.">Diagnosing the decline in pharmaceutical R&amp;D efficiency.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 11 (3), 191-200 (2012).</li><li>Waring, M. 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=An+analysis+of+the+attrition+of+drug+candidates+from+four+major+pharmaceutical+companies.">An analysis of the attrition of drug candidates from four major pharmaceutical companies.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 14 (7), 475-486 (2015).</li><li>Khozin, S., Liu, K., Jarow, J. P., Pazdur, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+do+oncology+drugs+fail+to+gain+US+regulatory+approval.">Why do oncology drugs fail to gain US regulatory approval.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 14 (7), 450-451 (2015).</li><li>Booth, B., Ma, P., Glassman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oncology's+trials.+Market+indicators.">Oncology's trials. Market indicators.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 2 (8), 609-610 (2003).</li><li>Da Ros, 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=Glioblastoma+chemoresistance:+The+double+play+by+microenvironment+and+blood-brain+barrier.">Glioblastoma chemoresistance: The double play by microenvironment and blood-brain barrier.</a> International Journal of Molecular Sciences. 19 (10), 2879 (2018).</li><li>Broekman, M. L., 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=Multidimensional+communication+in+the+microenvirons+of+glioblastoma.">Multidimensional communication in the microenvirons of glioblastoma.</a> Nature Reviews Neurology. 14 (8), 482-495 (2018).</li><li>Grundy, T. 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=Differential+response+of+patient-derived+primary+glioblastoma+cells+to+environmental+stiffness.">Differential response of patient-derived primary glioblastoma cells to environmental stiffness.</a> Scientific Reports. 6 (1), 1-10 (2016).</li><li>Gomez-Roman, N., Stevenson, K., Gilmour, L., Hamilton, G., Chalmers, A. 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+novel+3D+human+glioblastoma+cell+culture+system+for+modeling+drug+and+radiation+responses.">A novel 3D human glioblastoma cell culture system for modeling drug and radiation responses.</a> Neuro-Oncology. 19 (2), 229-241 (2017).</li><li>Simoni, R. 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=Basement+membrane+complexes+with+biological+activity.">Basement membrane complexes with biological activity.</a> Biochemistry. 25 (2), 312-318 (2002).</li><li>Xiao, 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=Brain-mimetic+3D+culture+platforms+allow+investigation+of+cooperative+effects+of+extracellular+matrix+features+on+therapeutic+resistance+in+glioblastoma.">Brain-mimetic 3D culture platforms allow investigation of cooperative effects of extracellular matrix features on therapeutic resistance in glioblastoma.</a> Cancer Research. 78 (5), 1358-1370 (2018).</li><li>Aisenbrey, E. A., Murphy, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+alternatives+to+Matrigel.">Synthetic alternatives to Matrigel.</a> Nature Reviews Materials. 5 (7), 539-551 (2020).</li><li>Spinelli, C., 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=Molecular+subtypes+and+differentiation+programmes+of+glioma+stem+cells+as+determinants+of+extracellular+vesicle+profiles+and+endothelial+cell-stimulating+activities.">Molecular subtypes and differentiation programmes of glioma stem cells as determinants of extracellular vesicle profiles and endothelial cell-stimulating activities.</a> Journal of Extracellular Vesicles. 7 (1), 1490144 (2018).</li><li>Ostrom, Q. T., Cioffi, G., Waite, K., Kruchko, C., Barnholtz-Sloan, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CBTRUS+statistical+report:+Primary+brain+and+other+central+nervous+system+tumors+diagnosed+in+the+United+States+in+2014-2018.">CBTRUS statistical report: Primary brain and other central nervous system tumors diagnosed in the United States in 2014-2018.</a> Neuro-Oncology. 23, (2021).</li><li>Stupp, R., 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=Radiotherapy+plus+concomitant+and+adjuvant+temozolomide+for+glioblastoma.">Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma.</a> New England Journal of Medicine. 352 (10), 987-996 (2005).</li><li>Brennan, 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=The+somatic+genomic+landscape+of+glioblastoma.">The somatic genomic landscape of glioblastoma.</a> Cell. 155 (2), 462-477 (2013).</li><li>Tomczak, K., Czerwi&#324;ska, P., Wiznerowicz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Cancer+Genome+Atlas+(TCGA):+An+immeasurable+source+of+knowledge.">The Cancer Genome Atlas (TCGA): An immeasurable source of knowledge.</a> Contemporary oncology. 19, 68-77 (2015).</li><li>Lee, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temozolomide+resistance+in+glioblastoma+multiforme.">Temozolomide resistance in glioblastoma multiforme.</a> Genes and Diseases. 3 (3), 198-210 (2016).</li><li>Joo, K. 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=Patient-specific+orthotopic+glioblastoma+xenograft+models+recapitulate+the+histopathology+and+biology+of+human+glioblastomas+in+situ.">Patient-specific orthotopic glioblastoma xenograft models recapitulate the histopathology and biology of human glioblastomas in situ.</a> Cell Reports. 3 (1), 260-273 (2013).</li><li>Levy, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+animal+as+models:+Ethical+considerations.">The use of animal as models: Ethical considerations.</a> International Journal of Stroke. 7 (5), 440-442 (2012).</li><li>Phon, B. W. S., Kamarudin, M. N. A., Bhuvanendran, S., Radhakrishnan, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transitioning+preclinical+glioblastoma+models+to+clinical+settings+with+biomarkers+identified+in+3D+cell-based+models:+A+systematic+scoping+review.">Transitioning preclinical glioblastoma models to clinical settings with biomarkers identified in 3D cell-based models: A systematic scoping review.</a> Biomedicine &amp; Pharmacotherapy. 145, 112396 (2022).</li><li>Xiao, 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=Bioengineered+scaffolds+for+3D+culture+demonstrate+extracellular+matrix-mediated+mechanisms+of+chemotherapy+resistance+in+glioblastoma.">Bioengineered scaffolds for 3D culture demonstrate extracellular matrix-mediated mechanisms of chemotherapy resistance in glioblastoma.</a> Matrix Biology. 85-86, 128-146 (2020).</li><li>Brancato, V., Oliveira, J. M., Correlo, V. M., Reis, R. L., Kundu, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Could+3D+models+of+cancer+enhance+drug+screening.">Could 3D models of cancer enhance drug screening.</a> Biomaterials. 232, 119744 (2020).</li><li>Xu, X., Farach-Carson, M. C., Jia, X. <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+in+vitro+tumor+models+for+cancer+research+and+drug+evaluation.">Three-dimensional in vitro tumor models for cancer research and drug evaluation.</a> Biotechnology Advances. 32 (7), 1256-1268 (2014).</li><li>Xiao, W., Ehsanipour, A., Sohrabi, A., Seidlits, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyaluronic-acid+based+hydrogels+for+3-dimensional+culture+of+patient-derived+Glioblastoma+Cells.">Hyaluronic-acid based hydrogels for 3-dimensional culture of patient-derived Glioblastoma Cells.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (138), e58176 (2018).</li><li>Preston, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digestion+products+of+the+PH20+hyaluronidase+inhibit+remyelination.">Digestion products of the PH20 hyaluronidase inhibit remyelination.</a> Annals of Neurology. 73 (2), 266-280 (2013).</li><li>Kim, Y., Kumar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CD44-mediated+adhesion+to+hyaluronic+acid+contributes+to+mechanosensing+and+invasive+motility.">CD44-mediated adhesion to hyaluronic acid contributes to mechanosensing and invasive motility.</a> Molecular Cancer Research. 12 (10), 1416-1429 (2014).</li><li>Pibuel, M. A., Poodts, D., D&#237;az, M., Hajos, S. E., Lompard&#237;a, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+scrambled+story+between+hyaluronan+and+glioblastoma.">The scrambled story between hyaluronan and glioblastoma.</a> The Journal of Biological Chemistry. 296, 100549 (2021).</li><li>Xiao, W., Sohrabi, A., Seidlits, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrating+the+glioblastoma+microenvironment+into+engineered+experimental+models.">Integrating the glioblastoma microenvironment into engineered experimental models.</a> Future Science OA. 3 (3), (2017).</li><li>Trombetta-Lima, 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=Extracellular+matrix+proteome+remodeling+in+human+glioblastoma+and+medulloblastoma.">Extracellular matrix proteome remodeling in human glioblastoma and medulloblastoma.</a> Journal of Proteome Research. 20 (10), 4693-4707 (2021).</li><li>Schregel, 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=Characterization+of+glioblastoma+in+an+orthotopic+mouse+model+with+magnetic+resonance+elastography.">Characterization of glioblastoma in an orthotopic mouse model with magnetic resonance elastography.</a> NMR in Biomedicine. 31 (10), 3840 (2018).</li><li>Xiao, W., Ehsanipour, A., Sohrabi, A., Seidlits, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyaluronic-acid+based+hydrogels+for+3-dimensional+culture+of+patient-derived+glioblastoma+cells.">Hyaluronic-acid based hydrogels for 3-dimensional culture of patient-derived glioblastoma cells.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (138), e58176 (2018).</li><li>Guz, N., Dokukin, M., Kalaparthi, V., Sokolov, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=If+cell+mechanics+can+be+described+by+elastic+modulus:+Study+of+different+models+and+probes+used+in+indentation+experiments.">If cell mechanics can be described by elastic modulus: Study of different models and probes used in indentation experiments.</a> Biophysical Journal. 107 (3), 564-575 (2014).</li><li>Sneddon, I. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relation+between+load+and+penetration+in+the+axisymmetric+boussinesq+problem+for+a+punch+of+arbitrary+profile.">The relation between load and penetration in the axisymmetric boussinesq problem for a punch of arbitrary profile.</a> International Journal of Engineering Science. 3 (1), 47-57 (1965).</li><li>Soofi, S. S., Last, J. A., Liliensiek, S. J., Nealey, P. F., Murphy, 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=The+elastic+modulus+of+MatrigelTM+as+determined+by+atomic+force+microscopy.">The elastic modulus of MatrigelTM as determined by atomic force microscopy.</a> Journal of Structural Biology. 167 (3), 216-219 (2009).</li><li>Mayerh&#246;fer, T. G., Popp, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beer's+law+-+Why+absorbance+depends+(almost)+linearly+on+concentration.">Beer's law - Why absorbance depends (almost) linearly on concentration.</a> Chemphyschem: A European Journal of Chemical Physics and Physical Chemistry. 20 (4), 511-515 (2019).</li><li>Puth, M. T., Neuh&#228;user, M., Ruxton, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+variety+of+methods+for+calculating+confidence+intervals+by+bootstrapping.">On the variety of methods for calculating confidence intervals by bootstrapping.</a> Journal of Animal Ecology. 84 (4), 892-897 (2015).</li><li>Lavrentieva, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gradient+hydrogels.">Gradient hydrogels.</a> Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 178, 227-251 (2020).</li><li>Zhu, D., Trinh, P., Li, J., Grant, G. A., Yang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gradient+hydrogels+for+screening+stiffness+effects+on+patient-derived+glioblastoma+xenograft+cellfates+in+3D.">Gradient hydrogels for screening stiffness effects on patient-derived glioblastoma xenograft cellfates in 3D.</a> Journal of Biomedical Materials Research. Part A. 109 (6), 1027-1035 (2021).</li><li>da Hora, C. C., Schweiger, M. W., Wurdinger, T., Tannous, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patient-derived+glioma+models:+From+patients+to+dish+to+animals.">Patient-derived glioma models: From patients to dish to animals.</a> Cells. 8 (10), 1177 (2019).</li><li>Li, 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=Characterization+and+transplantation+of+enteric+neural+crest+cells+from+human+induced+pluripotent+stem+cells.">Characterization and transplantation of enteric neural crest cells from human induced pluripotent stem cells.</a> Molecular Psychiatry. 23 (3), 499-508 (2018).</li><li>Scaringi, C., Minniti, G., Caporello, P., Enrici, 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=Integrin+inhibitor+cilengitide+for+the+treatment+of+glioblastoma:+A+brief+overview+of+current+clinical+results.">Integrin inhibitor cilengitide for the treatment of glioblastoma: A brief overview of current clinical results.</a> Anticancer Research. 32 (10), 4213-4224 (2012).</li></ol>

現在の研究は、HAベース内で3Dの小型化された培養物を生成すると同時に、マトリックスの剛性とインテグリンエンゲージメントに利用可能なペプチドを変更する方法を提示しています。この技術は、マトリックスパラメータが細胞表現型(例えば、化学療法に曝露された癌細胞の生存率)にどのように影響するかを、より高いスループットで体系的に研究することを可能にする。本明細書に提?...

新薬開発の予想コストは過去10年間で着実に上昇しており、現在の見積もりでは10億ドルを超えています1。この費用の一部は、臨床試験に入る薬の高い失敗率です。医薬品候補の約12%が、最終的に2019年に米国食品医薬品局(FDA)から承認を得ています。多くの薬剤は、予期せぬ毒性2のために第I相で失敗しますが、安全性試験に合格した他の薬剤は有効性の欠如3のために失敗する可能性があります。非有効性によるこの消耗は、医薬品開発中に使用される癌モデルが臨床的有効性の予測がないことで悪名高いという事実によって部分的に説明することができる4。
インビトロモデルとインビボモデルとの間の機能的差異は、非腫瘍細胞および物理的ECMを含むそれらの天然微小環境から癌細胞を除去することに起因し得る5,6。一般に、研究グループは、マトリゲル(マウス肉腫に由来するタンパク質性基底膜マトリックス)などの市販の培養マトリックスを使用して、培養腫瘍細胞に3Dマトリックス微小環境を提供する。2D培養と比較して、膜マトリックス中の3D培養は、in vitro結果の臨床的関連性を改善した7、8。しかしながら、膜マトリックスを含む脱細胞化組織からの培養生体材料は、典型的には、再現性を損なう可能性のあるバッチ間変動性を示す9。さらに、研究されたものとは異なる組織起源を有する腫瘍に由来するマトリックスは、適切な生理学的手がかり10を提供しない可能性がある。最後に、腫瘍内不均一性の高いがんは、サブミクロンサイズのスケールで変化し、膜マトリックスを反復するように調整することができない微小環境的特徴を有する11。
膠芽腫(GBM)は、生存期間の中央値が約15ヶ月の均一致死性の脳腫瘍であり、治療法の開発が特に困難であった癌である12,13。GBMの現在の標準治療は、原発性腫瘍切除、続いて放射線療法、次いでテモゾロミド(TMZ)を用いた化学療法からなる14。しかしながら、臨床的GBM腫瘍の半分以上が様々な機序を通じて治療抵抗性を示す15、16、17。個々の患者に対する治療レジメンの有効性を予測することは非常に困難である。個々の転帰を予測するために使用される標準的な前臨床モデルは、免疫不全マウスに同所性異所性に異所的に移植された患者由来の腫瘍細胞からなる。患者由来の異種移植片は、臨床GBM腫瘍の多くの側面を再現することができ、前臨床モデル18にとって価値があるが、本質的に高価で、スループットが低く、時間がかかり、倫理的懸念を伴う19。患者由来の細胞を、2Dプラスチック表面上で、または回転楕円体として培養すると、ほとんどの場合、これらの問題を回避します。患者由来の細胞は遺伝的異常を保持しているが、2Dまたは浮遊スフェロイドとしてのそれらの培養物は、げっ歯類および元の患者腫瘍における患者由来異種移植片の表現がほとんど不十分であった20。これまで、私たちや他の人々は、脳組織の機械的および生化学的特性を模倣する3D ECMで培養されたGBM細胞が薬剤耐性表現型を維持できることを示しました10,21,22,23。
脳ECMに豊富に存在し、GBM腫瘍において過剰発現される多糖であるヒアルロン酸(HA)とそのCD44受容体との間の相互作用は、インビトロでの薬物耐性の獲得を調節する21、24、25、26、27。例えば、軟質3D培養物内にHAを含めることで、患者由来のGBM細胞が治療抵抗性を獲得する能力が増加した。このメカノ応答性は、GBM細胞上のCD44受容体へのHA結合に依存していた21。さらに、RGD担持ペプチドへのインテグリン結合は、3D培養マトリックスに組み込まれ、CD44媒介性化学抵抗性を剛性依存的に増幅した21。HAを超えて、いくつかのECMタンパク質の発現は、多くはRGD領域を含み、正常な脳腫瘍とGBM腫瘍との間で変化する28。例えば、ある研究では、GBM腫瘍において28種類のECMタンパク質がアップレギュレートされたことが報告されています29。この複雑な腫瘍マトリックス微小環境内で、癌細胞は、機械的および生化学的手がかりを統合して、インテグリン結合ペプチドのヤング率または密度における比較的小さな差(例えば、一桁未満)に依存する特定の耐性表現型を生じる28、29、30。
本プロトコールは、腫瘍細胞がマトリックス合図のユニークな組み合わせを解釈し、治療抵抗性を促進する複雑で患者固有のマトリックス微小環境を特定する方法を特徴付けるものです(図1A)。3D培養用の小型で正確に調整された行列を生成するための光化学的方法は、大きくて直交する可変空間を提供する。マイクロコントローラによって実行されるカスタムメイドのLEDアレイは、自動化と再現性を高めるために、384ウェルプレートフォーマット内のヒドロゲルを光架橋するために組み込まれました。露光強度は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて評価されるように、得られたヒドロゲルのマイクロ機械的特性を変化させるためにウェルにわたって変化させた。本稿では照明アレイ自体の構築には焦点を当てていませんが、デバイスの再生の補助として回路図(図1B)と部品リスト(材料表)を提供しています。
この報告は、ヤング率(1桁の4つのレベル)とインテグリン結合ペプチド含量(4つの異なるECMタンパク質に由来する)が直交して変化したユニークな3D微小環境で培養された一連のGBM細胞の迅速な生成を実証している。次に、このアプローチを使用して、患者由来GBM細胞がテモゾロミド(TMZ)化学療法に対する耐性を獲得する際の生存率および増殖に対するヒドロゲル力学およびECM特異的インテグリン関与の相対的寄与を調査した。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1.1 kOhm resistors, 6 W</td>
			<td>Digikey</td>
			<td>35601k1ft</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.7 mL microcentrifuge tube</td>
			<td>Genesse Scientific</td>
			<td>21-108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL conical tube</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-959-70C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>365 nm LED</td>
			<td>Digikey</td>
			<td>ltpl-c034uvh365</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>384 well plate</td>
			<td>Bio Greiner One</td>
			<td>781090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40 &#181;m cell strainer</td>
			<td>MTC bio</td>
			<td>C4040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Armed thiol terminated polyethlene glycol (20 kDa)</td>
			<td>Laysan Bio</td>
			<td>4arm-PEG-SH-20K-1g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 NPN BJTs</td>
			<td>Digikey</td>
			<td>2n5550ta</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>80 Ohm resistors, 0.125 W</td>
			<td>Digikey</td>
			<td>erjj-6enf80r6v</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-Armed norbornene terminated polyethylene glycol (20 kDa)</td>
			<td>Jenkem Technology</td>
			<td>A7025-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase</td>
			<td>Innovative Cell Technologies</td>
			<td>AT104500</td>
			<td>&#160;cell dissociation&#160; reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AFM Probes</td>
			<td>Novascan</td>
			<td></td>
			<td>0.01 N/m Nominal spring constant, 2.5 &#181;m SiO2 particle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arduino IDE</td>
			<td>Arduino</td>
			<td>1.8.19</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arduino Nano</td>
			<td>Makerfire</td>
			<td>Mini Nano V3.0 ATmega328P Microcontroller Board</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bFGF</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>100-18B</td>
			<td>20 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCK8</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab228554</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Thermoscientific</td>
			<td>sorvall legend xtr</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CP100ST</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>F148415</td>
			<td>Pipette tips for positive displacement pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cubis Semi-Micro Balance</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>MSA225S100DI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM - F12 (50-50)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>11330057</td>
			<td>1x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP231-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS Ca (-) Mg (-)</td>
			<td>Genesse Scientific</td>
			<td>25-508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGF</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>AF100-15</td>
			<td>50 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, Anhydrous</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A405P</td>
			<td>Add DI water to dilute to 70%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Class B Amber Glass threaded vials</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>03-339-23C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Weighing Paper</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>09-898-12B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G21 Supplement</td>
			<td>Gemini Bio</td>
			<td>400-160</td>
			<td>50x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hanks Balanced Salt Solution</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>14175095</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCl, ACS, 12M</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S25838A</td>
			<td>Add DI water to dilute to 1 M</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin sodium salt from porcine intestinal mucosa</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>H3149-100Ku</td>
			<td>25 &#181;g/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>H7006-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot Air Gun</td>
			<td>Wagner</td>
			<td>HT1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Integrin-binding sialoprotein (IBSP) peptide</td>
			<td>Genscript</td>
			<td>Custom Order</td>
			<td>GCGYGGGGNGEPRGDTYRAY</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium phenyl-2,4,6 trimethylbenzoylphosphinate (LAP) , &#62;95%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>900889-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stir plate</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>SP194715</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>Sorvall legend micro 21R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microman E single Channel Pipettor</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>FD10004</td>
			<td>Positive displacement pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette Tips</td>
			<td>Various Manufacturs</td>
			<td></td>
			<td>Various sizes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mLine micropipette</td>
			<td>Sartorious</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-acetyl Cysteine</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A7250-10G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nanowizard 4</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td>AFM microscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>ss255-1</td>
			<td>Add DI water to dilute to 1 M</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normoicin</td>
			<td>Invivogen</td>
			<td>ant-nr-1</td>
			<td>500x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Osteopontin Peptide</td>
			<td>Genscript</td>
			<td>Custom Order</td>
			<td>GCGYGTVDVPDGRGDSLAYG</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipet Aid</td>
			<td>Drummond</td>
			<td>4000102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plain Microscope Slides</td>
			<td>Globe Scientific</td>
			<td>1301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Press-To-Seal silicone Isolator, 12-4.5mm diam x 2mm deep</td>
			<td>Grace Bio Labs</td>
			<td>664201-A</td>
			<td>Cut so that 8 individual molds are made from a single sheet</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Processing</td>
			<td>Processing</td>
			<td>3.5.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Repeater M4</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>4982000322</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Repeater Pipette Tips</td>
			<td>Sartorious</td>
			<td>30089430</td>
			<td>1 mL sizes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RGD Peptide</td>
			<td>Genscript</td>
			<td></td>
			<td>GCGYGRGDSPG</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scoth Tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serological Pipettes</td>
			<td>Genesse Scientific</td>
			<td>12-102,12-104</td>
			<td>5,10 mL Pipettes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solder Paste</td>
			<td>Digikey</td>
			<td>315-NC191LT15T5-ND</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solder Wire</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight dissecting forceps</td>
			<td>VWR Scientific</td>
			<td>82027-408</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Synergy H1 Plate Reader</td>
			<td>Biotek</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T-75 Cell Culture Treated Flask</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>25-209</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temozolomide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>T2577</td>
			<td>Typically used from 10 &#181;M to 100 &#181;M</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tenascin-C Peptide</td>
			<td>Genscript</td>
			<td></td>
			<td>GCGYGRSTDLPGLKAATHYTITIR 
			GV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiolated Hyaluronic Acid (700 kDa), 6-8% modified</td>
			<td>Lifecore Biomedical</td>
			<td>HA700K5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VWR Spinbar, Flea Micro</td>
			<td>VWR</td>
			<td>58948-375</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

hydrogel arrays enable increased throughput for screening effects of matrix components and therapeutics in 3d tumor models

細胞-マトリックス相互作用は、生化学的、機械的、幾何学的手がかりを通じて複雑な生理学的プロセスを媒介し、病理学的変化および治療応答に影響を与える。医薬品開発パイプラインの早い段階でマトリックス効果を考慮することで、新規治療薬の臨床的成功の可能性が高まると予想されます。3D細胞培養における特定の組織微小環境を再現する生体材料ベースの戦略が存在するが、これらを主に薬物スクリーニングに使用される2D培養方法と統合することは困難であった。したがって、ここで提示されたプロトコルは、既存の薬物スクリーニングパイプラインおよび細胞生存率のための従来のアッセイとの統合を容易にするために、マルチウェルプレートフォーマットの小型化された生体材料マトリックス内で3D培養のための方法の開発を詳述する。培養細胞における臨床的に関連する表現型を保存するために重要なマトリックス特徴は、高度に組織特異的および疾患特異的であると予想されるため、マトリックスパラメータの組み合わせスクリーニングは、特定の用途に適した条件を特定するために必要であろう。ここで説明する方法は、微細化された培養フォーマットを使用して、マトリックス力学およびリガンド提示の直交変動に対する癌細胞応答を評価する。具体的には、この研究は、化学療法に対する患者由来の膠芽腫(GBM)細胞の応答に対するマトリックスパラメータの効果を調査するために、このプラットフォームを使用することを実証する。

AFM測定では、カスタムメイドのArduino制御LEDアレイを使用して、光架橋中のUV放射照度(mW/cm2)の関数としてヒドロゲル力学を正確に制御することが確認されました(図2A)。このプロトコールで使用されるヒドロゲル製剤を 表2に見出すことができる。提供されたテンプレート上のLEDの間隔は、384ウェルプレートの他のすべてのウェルの間隔と一致し、プ?...

Watch this Scientific Journal Video about Hydrogel Arrays Enable Increased Throughput for Screening Effects of Matrix Components and Therapeutics in 3D Tumor Models at JoVE.com

Hydrogel Arrays Enable Increased Throughput for Screening Effects of Matrix Components and Therapeutics in 3D Tumor Models

本プロトコールは、調整可能な機械的特徴を有するヒドロゲルのハイスループット光架橋を容易にするカスタムメイドのUV照明装置を使用して、3Dマトリックス模倣培養における患者由来の膠芽腫細胞の化学療法応答に対する機械的および生化学的手がかりの効果を評価するための実験プラットフォームを記載する。

ハイドロゲルアレイにより、3D腫瘍モデルにおけるマトリックス成分および治療薬の効果をスクリーニングするためのスループットの向上が可能

Cell-matrix interactions mediate complex physiological processes through biochemical, mechanical, and geometrical cues, influencing pathological changes ...

この方法により、研究者はマトリックスキューが3D培養中の細胞の表現型にどのように影響するかを体系的に調査することができます。GBM細胞の培養物を用いた手順を実証する。この手法の主な利点は、多くのマトリックス条件をスクリーニングできる高スループットの実装です。この技術は、腫瘍細胞の薬剤耐性などの細胞培養モデルにおける特定の機能を維持し、潜在的に新しい治療法を同定する組織模倣マトリックスを開発するために使用することができる。この手順を実証するのは、Seidlits Labの学部研究者であるMary EppersonとKelly Tamuraです。完全なソルベーションの後にpHを7に調整します。HEPES 緩衝溶液に、各グルクロン酸上のカルボン酸残基の 6 ~ 8% が緩衝液中の 1 ミリリットルあたり 10 ミリグラムの濃度でチオールで修飾されるように、チオール化 HA を溶解します。マグネチックスターリングプレートを用いて毎分1,000回転未満で撹拌し、完全に溶解するまで室温で、典型的には約45分間撹拌する。HAが溶解している間に、8arm PEGノルボルネン1ミリリットル当たり100ミリグラム、4arm PEGチオールの1ミリリットル当たり100ミリグラム、システインまたはシステイン含有ペプチドの4ミリモル、およびLAPのミリリットル当たり4ミリグラムの別々の溶液を微量遠心管に調製する。この時点で単一のヒドロゲル内で連結されるすべてのペプチドの4ミリモル溶液を調製する。HA、PEGノルボルネン、PEGチオール、およびシステインチオール含有ペプチドの個々の溶液を混合して、最終ヒドロゲルマトリックスの最終濃度を達成する。磁気階段板上で毎分1,000回転未満で少なくとも30分間攪拌し、完全に混合する。サンプルを照明装置に合わせ、シリコーンモールドまたは384ウェルプレートの単一列の他のすべてのLEDと整列させます。UV LEDパラメータを開き、強度と照明の値を入力します。次に、[完了]をクリックして照明を開始します。照明に続いて、1つのコーナーに置かれたら、ウェルプレートを次のコーナーに移動して繰り返します。プレートのもう一方の半分のウェルを照らすには、プレートをホルダーから持ち上げて 180 度回転させます。さまざまなメカニズムでヒドロゲルを生成するには、テープを使用してスライドガラスとシリコーンモールドを洗浄し、破片を除去することから始めます。シリコーンモールドをスライドガラスに接着し、押し下げて良好なシールを確保し、気泡を置換します。次に、80マイクロリットルのヒドロゲル前駆体溶液をスライドガラス上の各シリコーンモールドにピペットする。スライドガラスを、1つの列の他のすべてのLEDと整列した照明装置の上に置きます。ヒドロゲル前駆体をUV光に15秒間暴露し、光架橋する。照明が止まったら、スライドを取り出し、金型の内周を細かい先端でなぞって金型からゲルを緩めます。ピンセットや鉗子でシリコーンモールドを取り外します。12 ウェルプレートに 2 ミリリットルの DPBS を充填します。架橋ヒドロゲルを個々のウェルプレートに移動するには、ヘラを濡らし、スライドガラスから静かに押し出します。所望の細胞を単一細胞溶液として調製する。直径約150マイクロメートルの膠芽腫スフェロイドをT-75フラスコ浮遊培養物から15ミリリットルの円錐管に集める。培養フラスコを5ミリリットルのDPBSですすぎ、残留細胞および培地を除去し、この容量を円錐管に加える。細胞を含む円錐管を室温で5分間200倍Gで遠心分離する。遠心分離後、5ミリリットルの血清学的ピペットで上清を取り除き、細胞ペレットを乱さないように注意し、5ミリリットルのDPBSに再懸濁する。室温で5分間、200倍Gで遠心分離し、細胞を洗浄した。細胞ペレットを乱さないように注意しながら、5ミリリットルの血清学的ピペットで上清を吸引し、次いで細胞を2ミリリットルの細胞解離試薬に再懸濁する。室温で10〜15分間インキュベートする。3ミリリットルの完全培地と軽くピペットを3〜5回加えて、スフェロイドを単一細胞懸濁液に分解する。この単一細胞懸濁液を400倍Gで5分間遠心分離し、室温で細胞をペレット化する。上清を5ミリリットルの血清学的ピペットで吸引し、細胞ペレットを乱さないように注意してください。細胞を1ミリリットルの完全培地に再懸濁する。血球計数器を用いて計数のために細胞の一部を除去する。この部分をトリパンブルーで2倍に希釈し、生存率が損なわれた細胞に浸透させる。生きた無色の細胞だけを数えます。カプセル化に必要なセルの数を決定します。必要な細胞の総数を含む大量の培地を滅菌1.7ミリリットルの微量遠心チューブに移す。Gの400倍で室温で5分間スピンダウンします。上清をマイクロピペットで吸引し、細胞ペレットを乱さないように注意する。細胞ペレットをヒドロゲル前駆体溶液に再懸濁し、1,000マイクロリットルのマイクロピペットで上下にピペッティングして4~5回よく混合する。セルを10マイクロリットルを分配するように設定された繰り返しピペッターにロードします。気泡や不均一な分配を避けるために、廃棄物容器にさらに1〜2回分配することによって、繰り返しピペッターをプライミングする。384ウェルプレートの各ウェルに、ヒドロゲル溶液に懸濁した10マイクロリットルの細胞を反復ピペッターから分注する。LEDアレイを使用して、セルを含む各ウェルを15秒間照明し、所望の機械的特性を達成する。細胞を含む各ウェルに40マイクロリットルの完全培地を加える。50マイクロリットルのDPBSをゲルを囲む非実験用ドライウェルに追加して、蒸発による損失を最小限に抑えます。膠芽腫細胞の場合、封入の3日後に開始して、最終的な所望の濃度を達成するために40マイクロリットルの培地含有薬物を添加する。細胞を含む各ウェルに10マイクロリットルのCCK8試薬を加える。製造業者の指示に従って、1〜4時間インキュベートする。インキュベーション後のすべてのウェルについて、450ナノメートルでの吸光度を読み取ります。単一のヒドロゲルの表面におけるミクロンスケール領域のAFM調査は、より柔らかい平均ヤング率を有するヒドロゲルも、より硬いヒドロゲルよりも小さいモジュライの範囲を有することを示した。1ミリリットル当たり2,500,000細胞の密度で播種したGS122細胞の3D培養は、1ミリリットル当たり500,000細胞の密度で播種したものと比較して、培養7日後に評価した場合、実質的に高い生存率を示した。GS122細胞は、オステオポンチン由来ペプチドをマトリックスに含めた場合、8キロパスカル条件下で生存率向上を示したが、インテグリン結合シアロタンパク質またはテナシンC由来ペプチドの組み込みは、ショウガRGDペプチドを用いた培養およびマトリックスなどの生存利益を最小限に抑えた。対照的に、0.8キロパスカル培養条件下で生存率向上を与えたペプチドはなかった。GS122およびGS304細胞はいずれも、RGD含有ペプチドを含む軟質または硬質ヒドロゲルマトリックス中で培養すると広がる。GS122細胞は、オステオポンチンを含む0.8および8キロパスカルの両方で同様の広がりの欠如を示す。しかし、GS122は、8キロパスカルの状態においてのみテモゾロミドに対する増強された耐性を示した。最後に、この小型化された3D培養プラットフォームは、末期分化した神経内分泌前立腺癌細胞の生存可能なオルガノイドを含む、他の腫瘍型からのヒト細胞を培養するために使用することができる。この手順に続いて、単一細胞RNAシーケンシングなどのさらなる技術を使用して、細胞表現型をさらに特徴付けることができる。

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Longitudinal Measurement of Extracellular Matrix Rigidity in 3D Tumor Models Using Particle-tracking Microrheology

粒子追跡マイクロレオロジーを用いて3次元腫瘍モデルにおける細胞外マトリックス剛性の縦測定

The mechanical microenvironment has been shown to act as a crucial regulator of tumor growth behavior and signaling, which is itself remodeled and ...

Porous Silicon Microparticles for Delivery of siRNA Therapeutics

siRNAの治療を送達するための多孔質シリコンマイクロ粒子

Small interfering RNA (siRNA) can be used to suppress gene expression, thereby providing a new avenue for the treatment of various diseases. However, the ...

3D Hydrogel Scaffolds for Articular Chondrocyte Culture and Cartilage Generation

関節軟骨細胞培養軟骨の生成のための3Dハイドロゲルの足場

Human articular cartilage is highly susceptible to damage and has limited self-repair and regeneration potential. Cell-based strategies to engineer ...

3D Microtissues for Injectable Regenerative Therapy and High-throughput Drug Screening

注射の再生療法と高スループットの薬剤のスクリーニングのための 3 D への放射能

To upgrade traditional 2D cell culture to 3D cell culture, we have integrated microfabrication with cryogelation technology to produce macroporous ...

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

プライマリのグリア細胞の in Vitro Neuroinflammation のモデリングのための三次元ハイドロゲル文化を改善

In the central nervous system, numerous acute injuries and neurodegenerative disorders, as well as implanted devices or biomaterials engineered to enhance ...

Fabricating a Kidney Cortex Extracellular Matrix-Derived Hydrogel

腎臓皮質細胞外マトリックス由来ハイドロゲルを製造

Extracellular matrix (ECM) provides important biophysical and biochemical cues to maintain tissue homeostasis. Current synthetic hydrogels offer robust ...

A Human 3D Extracellular Matrix-Adipocyte Culture Model for Studying Matrix-Cell Metabolic Crosstalk

マトリックス細胞代謝クロストークを研究するためのヒト3D細胞外マトリックス-脂肪細胞培養モデル

The extracellular matrix (ECM) plays a central role in regulating tissue homeostasis, engaging in crosstalk with cells and regulating multiple aspects of ...

Fabrication of Ti3C2 MXene Microelectrode Arrays for In Vivo Neural Recording

Fabrication of Ti3C2 MXene Microelectrode Arrays for In Vivo Neural Recording

インビボニューラル記録のためのTi3C2 MXene微小電極アレイの作製

Implantable microelectrode technologies have been widely used to elucidate neural dynamics at the microscale to gain a deeper understanding of the neural ...

An Open Source Technology Platform to Manufacture Hydrogel-Based 3D Culture Models in an Automated and Standardized Fashion

ヒドロゲルベースの3D培養モデルを自動化および標準化された方法で製造するためのオープンソース技術プラットフォーム

Current mixing steps of viscous materials rely on repetitive and time-consuming tasks which are performed mainly manually in a low throughput mode. These ...

Photodegradable Hydrogel Interfaces for Bacteria Screening, Selection, and Isolation

細菌スクリーニング、選択、および分離のための光分解性ヒドロゲルインターフェース

Biologists have long attempted to understand the relationship between phenotype and genotype. To better understand this connection, it is crucial to ...