微流控芯片細胞分選平臺的構(gòu)建及其在上皮細胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化研究中的應(yīng)用.pdf

1、目的:細胞體外實驗是生物醫(yī)學(xué)研究中不可缺少的重要組成部分，通過對細胞遷移、細胞間相互作用等細胞生命活動的相關(guān)體外實驗研究，將能夠揭示疾病的發(fā)生發(fā)展和其他生物學(xué)現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律。這就要求體外實驗?zāi)軌蚋玫啬M體內(nèi)環(huán)境，使研究結(jié)果更接近于體內(nèi)實際。但傳統(tǒng)的對單一細胞進行研究的方法卻不能滿足這一要求，迫切需要采取多種細胞共培養(yǎng)的模式，以滿足生命科學(xué)領(lǐng)域研究中對細胞功能分析的需要。目前共培養(yǎng)技術(shù)面臨的一個重要問題是，如何將共培養(yǎng)后的細胞分離出來，

2、以便于后續(xù)的生物學(xué)檢測。因此，細胞分選正日益成為細胞共培養(yǎng)檢測的首要任務(wù)。研究表明，不同種類的細胞，其大小多存在差異，據(jù)此可對細胞進行分選。本文擬構(gòu)建一個可用于細胞分選的電場驅(qū)動的微流控芯片平臺，在該平臺上進行人肺腺癌細胞A549與人肺支氣管上皮細胞16HBE的共培養(yǎng)及細胞分選，進一步還將進行上皮細胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymaltransition，EMT)的相關(guān)研究。
　　 方法:設(shè)計并構(gòu)建一個可

3、用于細胞分選的電驅(qū)動的微流控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個微流控芯片、電子差分放大器及LabView數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)等部分。將人肺腺癌細胞A549與人肺支氣管上皮細胞16HBE制備成細胞混合懸液并加入微流控芯片內(nèi)，因該兩種細胞大小不同，進入檢測區(qū)將產(chǎn)生不同信號。通過程序設(shè)定，可依據(jù)該差異可控制雙極雙擲繼電器(DoublePoleDoubleThrow，DPDT)的電壓轉(zhuǎn)換，利用其產(chǎn)生的瞬變低壓直流電作驅(qū)動力，來捕捉細胞完成目標細胞分選。然后對分選

4、后的細胞進行臺盼藍染色，鑒定其活性。鑒定完畢后，將分選后的細胞置于微流控芯片上繼續(xù)培養(yǎng)，Hoechst33342/PI雙染檢測證實細胞凋亡率在一定范圍內(nèi)，后向微流控芯片內(nèi)加入TGF-β1(Transforminggrowthfactorbeta，轉(zhuǎn)化生長因子-β1)，誘導(dǎo)A549和16HBE發(fā)生EMT，檢測并分析該兩種細胞單獨培養(yǎng)以及共培養(yǎng)時EMT的不同變化。
　　 結(jié)果:1.依據(jù)流體力學(xué)及電學(xué)原理，成功構(gòu)建了一個可用于細胞分選

5、的電驅(qū)動微流控芯片系統(tǒng)，實現(xiàn)了按細胞尺寸大小分選細胞目的，即在電驅(qū)動下，直徑較大的A549細胞進入了微流控芯片平臺上部的收集通道，直徑較小的16HBE細胞則進入了平臺下部的收集通道;而且，臺盼藍染色顯示，電分選后，該兩種細胞活性均良好。此后，再將該兩種細胞在微流控芯片上連續(xù)培養(yǎng)48小時，亦未見顯著細胞凋亡，凋亡指數(shù)(AI)＜10％;2.TGF-β1誘導(dǎo)后，細胞在單獨培養(yǎng)模式下，16HBE較A549發(fā)生EMT所需時間分別為36小時和24小