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Spatially resolved analysis of microenvironmental gradient impact on cancer cell phenotypes

  • Despite the physiological and pathophysiological significance of microenvironmental gradients, e.g., for diseases such as cancer, tools for generating such gradients and analyzing their impact are lacking. Here, we present an integrated microfluidic-based workflow that mimics extracellular pH gradients characteristic of solid tumors while enabling high-resolution live imaging of, e.g., cell motility and chemotaxis, and preserving the capacity to capture the spatial transcriptome. Our microfluidic device generates a pH gradient that can be rapidly controlled to mimic spatiotemporal microenvironmental changes over cancer cells embedded in a 3D matrix. The device can be reopened allowing immunofluorescence analysis of selected phenotypes, as well as the transfer of cells and matrix to a Visium slide for spatially resolved analysis of transcriptional changes across the pH gradient. This workflow is easily adaptable to other gradients and multiple cell types and can therefore proveDespite the physiological and pathophysiological significance of microenvironmental gradients, e.g., for diseases such as cancer, tools for generating such gradients and analyzing their impact are lacking. Here, we present an integrated microfluidic-based workflow that mimics extracellular pH gradients characteristic of solid tumors while enabling high-resolution live imaging of, e.g., cell motility and chemotaxis, and preserving the capacity to capture the spatial transcriptome. Our microfluidic device generates a pH gradient that can be rapidly controlled to mimic spatiotemporal microenvironmental changes over cancer cells embedded in a 3D matrix. The device can be reopened allowing immunofluorescence analysis of selected phenotypes, as well as the transfer of cells and matrix to a Visium slide for spatially resolved analysis of transcriptional changes across the pH gradient. This workflow is easily adaptable to other gradients and multiple cell types and can therefore prove invaluable for integrated analysis of roles of microenvironmental gradients in biology.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:J. Auxillos, R. Crouigneau, Y.-F. Li, Y. Dai, A. Stigliani, Isabella Tavernaro, Ute Resch-Genger, A. Sandelin, R. Marie, S. F. Pedersen
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Science Advances
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Jahrgang/Band:19
Ausgabe/Heft:18
Erste Seite:1
Letzte Seite:17
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Bioimaging; Calibration; Cancer; Cell; Fluorescence; Method; Microfluids; Model; Ph; Probe; Sensor; Workflow
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
Material
Material / Nano
Umwelt
Umwelt / Sensorik
DOI:10.1126/sciadv.adn3448
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-604631
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC - Namensnennung - Nicht kommerziell 4.0 International
Datum der Freischaltung:01.07.2024
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:01.07.2024
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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