Customizable, engineered substrates for rapid screening of cellular cues.
Customizable, engineered substrates for rapid screening of cellular cues.
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可定制的工程基材，用于快速筛选细胞提示。
DOI：
10.1088/1758-5090/ab5d3f
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发表时间：
2020-02-07
期刊：
影响因子：
9
通讯作者：
Gadegaard N
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Huethorst E;Cutiongco MF;Campbell FA;Saeed A;Love R;Reynolds PM;Dalby MJ;Gadegaard N
生物物理线索有力地指导细胞反应，因此是体外和转化生物医学应用的重要工具。因此，探索具有不同物理性质的底物的高通量平台是有价值的。然而，目前现有的平台在吞吐量、所使用的生物材料、在不同线索之间分离的能力以及动态响应的评估方面受到限制。在这里，我们提出了一个多孔阵列（3 × 8）的基板设计，以提供地形或刚性线索焊接到一个无底的板与96孔格式。工程化基底上的图案和孔板格式都可以很容易地定制，从而允许系统和有效地筛选生物物理线索。为了证明广泛的可能的生物物理线索examinable，我们设计和测试了三个多孔阵列，以影响心肌细胞，软骨细胞和成骨细胞的功能。使用多孔阵列，我们能够使用分析模式，如活显微镜，qPCR和免疫荧光来测量不同的细胞功能。我们观察到沟槽（5 μm大小）引起的心肌细胞收缩功能的变化较小。与未图案化的塑料相比，具有127 nm高度、100 nm直径和300 nm间距的纳米柱增强了基质沉积、软骨形成基因表达和软骨形成维持。与硬塑料相比，具有16 kPa的弹性剪切模量的高纵横比支柱模拟骨发育早期发现的基质，改善了成骨基因表达。我们设想，我们定制的多孔阵列将通过提高通量和多样性来加速相关生物物理线索的发现。
Biophysical cues robustly direct cell responses and are thus important tools for in vitro and translational biomedical applications. High throughput platforms exploring substrates with varying physical properties are therefore valuable. However, currently existing platforms are limited in throughput, the biomaterials used, the capability to segregate between different cues and the assessment of dynamic responses. Here we present a multiwell array (3 × 8) made of a substrate engineered to present topography or rigidity cues welded to a bottomless plate with a 96-well format. Both the patterns on the engineered substrate and the well plate format can be easily customized, permitting systematic and efficient screening of biophysical cues. To demonstrate the broad range of possible biophysical cues examinable, we designed and tested three multiwell arrays to influence cardiomyocyte, chondrocyte and osteoblast function. Using the multiwell array, we were able to measure different cell functionalities using analytical modalities such as live microscopy, qPCR and immunofluorescence. We observed that grooves (5 μm in size) induced less variation in contractile function of cardiomyocytes. Compared to unpatterned plastic, nanopillars with 127 nm height, 100 nm diameter and 300 nm pitch enhanced matrix deposition, chondrogenic gene expression and chondrogenic maintenance. High aspect ratio pillars with an elastic shear modulus of 16 kPa mimicking the matrix found in early stages of bone development improved osteogenic gene expression compared to stiff plastic. We envisage that our bespoke multiwell array will accelerate the discovery of relevant biophysical cues through improved throughput and variety.
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增强了人类诱导的多能干细胞衍生的心肌细胞的成熟，使用双重微型底物成熟。
影响因子：
5.8
作者：
Huethorst, E.;Hortigon, M.;Zamora-Rodriguez, V.;Reynolds, P. M.;Burton, F.;Smith, G.;Gadegaard, N.
通讯作者：
Gadegaard, N.
影响因子：
--
作者：
Bray, Mark-Anthony;Sheehy, Sean P.;Parker, Kevin Kit
通讯作者：
Parker, Kevin Kit
影响因子：
17.1
作者：
Bucaro, Michael A.;Vasquez, Yolanda;Aizenberg, Joanna
通讯作者：
Aizenberg, Joanna
影响因子：
48
作者：
Caicedo JC;Cooper S;Heigwer F;Warchal S;Qiu P;Molnar C;Vasilevich AS;Barry JD;Bansal HS;Kraus O;Wawer M;Paavolainen L;Herrmann MD;Rohban M;Hung J;Hennig H;Concannon J;Smith I;Clemons PA;Singh S;Rees P;Horvath P;Linington RG;Carpenter AE
通讯作者：
Carpenter AE
影响因子：
2.3
作者：
Gadegaard, N;Thoms, S;Wilkinson, CDW
通讯作者：
Wilkinson, CDW