Microfluidic platforms for the investigation of intercellular signalling mechanisms

Small

Volumn 10, Issue 23, 2014, Pages 4810-4826

  Nahavandi, Sofia ^a   Tang, Shi Yang ^b   Baratchi, Sara ^b   Soffe, Rebecca ^b   Nahavandi, Saeid ^c   Kalantar Zadeh, Kourosh ^b   Mitchell, Arnan ^b   Khoshmanesh, Khashayar ^b  

^a UNIVERSITY OF MELBOURNE   (Australia)

^b RMIT UNIVERSITY   (Australia)

^c DEAKIN UNIVERSITY   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CELL SIGNALING; FLUIDIC DEVICES;

CHEMICAL EQUATIONS; CONVENTIONAL METHODS; INTERCELLULAR SIGNALLING; MICRO FLUIDIC SYSTEM; MICRO-FLUIDIC DEVICES; MICROFLUIDIC PLATFORMS; PHYSIOLOGICAL FUNCTIONS; SIGNALLING MECHANISMS;

MICROFLUIDICS;

GREEN FLUORESCENT PROTEIN;

ANIMAL; CELL COMMUNICATION; COCULTURE; DIFFUSION; EQUIPMENT DESIGN; GAP JUNCTION; HEK293 CELL LINE; HIPPOCAMPUS; HUMAN; METABOLISM; MICROFLUIDIC ANALYSIS; MICROFLUIDICS; NERVE CELL; PROCEDURES; SIGNAL TRANSDUCTION; SYNAPSE;

ANIMALS; CELL COMMUNICATION; COCULTURE TECHNIQUES; DIFFUSION; EQUIPMENT DESIGN; GAP JUNCTIONS; GREEN FLUORESCENT PROTEINS; HEK293 CELLS; HIPPOCAMPUS; HUMANS; MICROFLUIDIC ANALYTICAL TECHNIQUES; MICROFLUIDICS; NEURONS; SIGNAL TRANSDUCTION; SYNAPSES;

EID: 84913534371     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.201401444     Document Type: Review

References (104)

1. J. Downward, Nature 2001, 411, 759-762.
2. B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter, in Molecular Biology of the Cell, 5th Ed., Garland Science, USA 2008; pp 879-964.
3. V. Lecault, A. K. White, A. Singhal, C. L. Hansen, Curr. Op. Chem. Biol. 2012, 16, 381-390.
4. G. M. Whitesides, Nature 2006, 442, 368-373.
5. a) D. Mark, S. Haeberle, G. Roth, F. von Stetten, R. Zengerle, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1153-1182;
6. b) S. Baratchi, K. Khoshmanesh, C. Sacristán, D. Depoil, D. Wlodkowic, P. McIntyre, A. Mitchell, Biotechnol. Adv. 2014, 32, 333-346;
7. c) S. Nahavandi, S. Baratchi, R. Soffe, S.-Y. Tang, S. Nahavandi, A. Mitchell, K. Khoshmanesh, Lab Chip 2014, 14, 1496-1514;
8. d) Z. T. F. Yu, K. M. Aw Yong, J. Fu, Small 2014, 10, 1687-1703.
9. a) J. El-Ali, P. K. Sorger, K. F. Jensen, Nature 2006, 442, 403-411;
10. b) E. V. Romanova, J. T. Aerts, C. A. Croushore, J. V. Sweedler, Neuropsychopharmacology 2014, 39, 50-64.
11. a) Á. Ríos, Z. Mohammed, A. Mónica, Analyt. Chim. Acta 2012, 740, 1-11;
12. b) A. Rosenthal, A. Macdonald, J. Voldman, Biomaterials 2007, 28, 3208-3216;
13. c) M. H. M. Salleh, A. Glidle, M. Sorel, J. Reboud, J. M. Cooper, Chem. Commun. 2013, 49, 3095-3097.
14. F. Guo, J. B. French, P. Li, H. Zhao, C. Y. Chan, J. R. Fick, S. J. Benkovic, T. J. Huang, Lab Chip 2013, 13, 3152-3162.
15. X. Mu, W. Zheng, J. Sun, W. Zhang, X. Jiang, Small 2013, 9, 9-21.
16. a) B. P. Helmke, A. R. Minerick, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 6419-6424;
17. b) J. Sun, M. D. Masterman-Smith, N. A. Graham, J. Jiao, J. Mottahedeh, D. R. Laks, M. Ohashi, J. DeJesus, K.-i. Kamei, K.-B. Lee, Cancer Res. 2010, 70, 6128-6138.
18. D. N. Breslauer, P. J. Lee, L. P. Lee, Molecular BioSystems 2006, 2, 97-112.
19. a) M. Domenech, H. Yu, J. Warrick, N. M. Badders, I. Meyvantsson, C. M. Alexander, D. J. Beebe, Integrative Biol. 2009, 1, 267-274;
20. b) L. M. Przybyla, J. Voldman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 835-840.
21. D. U. Silverthorn, Human Physiology: An Integrated Approach, 5th Ed., Pearson Benjamin Cummings, USA 2010.
22. R. J. Williams, Acta Biochim. Polon. 2004, 51, 281-298.
23. J. T. Hancock, Cell Signalling, 3rd Ed., Oxford University Press, New York 2010.
24. D. Hanahan, R. A. Weinberg, Cell 2011, 144, 646-674.
25. V. Tropepe, S. Hitoshi, C. Sirard, T. W. Mak, J. Rossant, D. van der Kooy, Neuron 2001, 30, 65-78.
26. D. L. Nelson, M. M. Cox, Lehninger Principles of Biochemistry, 5th Ed., W. H. Freeman and Company, USA 2008.
27. M. Abbaci, M. Barberi-Heyob, W. Blondel, F. Guillemin, J. Didelon, Biotechniques 2008, 45, 33.
28. G. S. Goldberg, P. D. Lampe, B. J. Nicholson, Nature Cell Biol. 1999, 1, 457.
29. D. Spray, M. Bennett, Annu. Rev. Physiol. 1985, 47, 281-303.
30. C. Bathany, D. Beahm, J. D. Felske, F. Sachs, S. Z. Hua, Analyt. Chem. 2010, 83, 933-939.
31. N. Ye, C. Bathany, S. Z. Hua, Lab Chip 2011, 11, 1096-1101.
32. S. Chen, L. P. Lee, Integrative Biol. 2010, 2, 130-138.
33. P. J. Lee, P. J. Hung, R. Shaw, L. Jan, L. P. Lee, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 223902.
34. J. Sun, Y. Zheng, X. Feng, W. Du, B.-F. Liu, Analyt. Chim. Acta 2012, 721, 104-109.
35. P. Chen, P. Chen, X. Feng, W. Du, B.-F. Liu, Analyt. Bioanalyt. Chem. 2013, 405, 307-314.
36. C. Bathany, D. L. Beahm, S. Besch, F. Sachs, S. Z. Hua, Biomicrofluidics 2012, 6, 34121.
37. B. Sun, J. Lembong, V. Normand, M. Rogers, H. A. Stone, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 7753-7758.
38. K. Blagovic, E. S. Gong, D. F. Milano, R. J. Natividad, A. R. Asthagiri, Curr. Op. Biotechnol. 2013, 24, 940-947.
39. N. Šestan, S. Artavanis-Tsakonas, P. Rakic, Science 1999, 286, 741-746.
40. E. E. Hui, S. N. Bhatia, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 5722-5726.
41. C. M. Nelson, C. S. Chen, FEBS Lett. 2002, 514, 238-242.
42. H. F. Chan, Y. Zhang, Y.-P. Ho, Y.-L. Chiu, Y. Jung, K. W. Leong, Sci. Rep. 2013, 3, 3462.
43. S. Faley, K. Seale, J. Hughey, D. K. Schaffer, S. VanCompernolle, B. McKinney, F. Baudenbacher, D. Unutmaz, J. P. Wikswo, Lab Chip 2008, 8, 1700-1712.
44. F.-L. Lai, Y.-H. Wang, Y.-W. Chung, S.-M. Hwang, L.-S. Huang, Sensors 2011, 11, 9613-9627.
45. L. Przybyla, J. Voldman, Annu. Rev. Analyt. Chem. 2012, 5, 293-315.
46. a) J. M. Bailey, A. M. Mohr, M. A. Hollingsworth, Oncogene 2009, 28, 3513-3525;
47. b) R. Zheng, M. Levis, O. Piloto, P. Brown, B. R. Baldwin, N. C. Gorin, M. Beran, Z. Zhu, D. Ludwig, D. Hicklin, Blood 2004, 103, 267-274.
48. K. Blagovic, L. Y. Kim, J. Voldman, PLoS ONE 2011, 6, 1-11.
49. a) F. Moledina, G. Clarke, A. Oskooei, K. Onishi, A. Günther, P. W. Zandstra, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 3264-3269;
50. b) D. Ellison, A. Munden, A. Levchenko, Molecular BioSystems 2009, 5, 1004-1012.
51. M. Hemmingsen, S. Vedel, P. Skafte-Pedersen, D. Sabourin, P. Collas, H. Bruus, M. Dufva, PLoS ONE 2013, 8, 1-14.
52. B. G. Chung, L. A. Flanagan, S. W. Rhee, P. H. Schwartz, A. P. Lee, E. S. Monuki, N. L. Jeon, Lab Chip 2005, 5, 401-406.
53. B. Mosadegh, W. Saadi, S. J. Wang, N. L. Jeon, Biotechnol. Bioengineer. 2008, 100, 1205-1213.
54. R. D. Lovchik, N. Tonna, F. Bianco, M. Matteoli, E. Delamarche, Biomed. Microdevices 2010, 12, 275-282.
55. T.-H. Hsu, J.-L. Xiao, Y.-W. Tsao, Y.-L. Kao, S.-H. Huang, W.-Y. Liao, C.-H. Lee, Lab Chip 2011, 11, 1808-1814.
56. S. Hong, Q. Pan, L. P. Lee, Integr. Biol. 2012, 4, 374-380.
57. C. P. Huang, J. Lu, H. Seon, A. P. Lee, L. A. Flanagan, H.-Y. Kim, A. J. Putnam, N. L. Jeon, Lab Chip 2009, 9, 1740-1748.
58. A. K. H. Achyuta, A. J. Conway, R. B. Crouse, E. C. Bannister, R. N. Lee, C. P. Katnik, A. A. Behensky, J. Cuevas, S. S. Sundaram, Lab Chip 2013, 13, 542-553.
59. a) M. Bauer, G. Su, D. J. Beebe, A. Friedl, Integrative Biol. 2010, 2, 371-378;
60. b) S. K. Hamilton, N. C. Bloodworth, C. S. Massad, T. M. Hammoudi, S. Suri, P. J. Yang, H. Lu, J. S. Temenoff, Biotechnol. J. 2013, 8, 485-495;
61. c) E. Tumarkin, L. Tzadu, E. Csaszar, M. Seo, H. Zhang, A. Lee, R. Peerani, K. Purpura, P. W. Zandstra, E. Kumacheva, Integrative Biol. 2011, 3, 653-662.
62. T. Xu, W. Yue, C.-W. Li, X. Yao, G. Cai, M. Yang, Lab Chip 2010, 10, 2271-2278.
63. D. Kim, S. Koseoglu, B. M. Manning, A. F. Meyer, C. L. Haynes, Analyt. Chem. 2011, 83, 7242-7249.
64. a) H. S. Mattu, H. S. Randeva, J. Endocrinol. 2013, 216, T17-T36;
65. b) N. Sampson, H. Neuwirt, M. Puhr, H. Klocker, I. E. Eder, Endocrine-Related Cancer 2013, 20, R49-R64.
66. A. Vinckevicius, D. Chakravarti, J. Molecular Endocrinol. 2012, 49, R113-R123.
67. S. Mao, J. Zhang, H. Li, J.-M. Lin, Analyt. Chem. 2012, 85, 868-876.
68. H. Wei, H. Li, S. Mao, J.-M. Lin, Analyt. Chem. 2011, 83, 9306-9313.
69. J. W. Song, S. P. Cavnar, A. C. Walker, K. E. Luker, M. Gupta, Y.-C. Tung, G. D. Luker, S. Takayama, PloS one 2009, 4, e5756.
70. J. F. Dishinger, R. T. Kennedy, Analyt. Chem. 2007, 79, 947-954.
71. J. F. Dishinger, K. R. Reid, R. T. Kennedy, Analyt. Chem. 2009, 81, 3119-3127.
72. L. A. Godwin, M. E. Pilkerton, K. S. Deal, D. Wanders, R. L. Judd, C. J. Easley, Analyt. Chem. 2011, 83, 7166-7172.
73. A. R. Lomasney, L. Yi, M. G. Roper, Analyt. Chem. 2013, 85, 7919-7925.
74. C. J. Easley, J. V. Rocheleau, W. S. Head, D. W. Piston, Analyt. Chem. 2009, 81, 9086-9095.
75. a) Y. Gao, S. Bhattacharya, X. Chen, S. Barizuddin, S. Gangopadhyay, K. D. Gillis, Lab Chip 2009, 9, 3442-3446;
76. b) I. A. Ges, K. P. Currie, F. Baudenbacher, Biosens. Bioelectron. 2012, 34, 30-36;
77. c) I. A. Ges, R. L. Brindley, K. P. Currie, F. J. Baudenbacher, Lab Chip 2013, 13, 4663-4673.
78. a) A. F. Adewola, D. Lee, T. Harvat, J. Mohammed, D. T. Eddington, J. Oberholzer, Y. Wang, Biomed. Microdevices 2010, 12, 409-417;
79. b) J. F. Lo, Y. Wang, A. Blake, G. Yu, T. A. Harvat, H. Jeon, J. Oberholzer, D. T. Eddington, Analyt. Chem. 2012, 84, 1987-1993;
80. c) J. S. Mohammed, Y. Wang, T. A. Harvat, J. Oberholzer, D. T. Eddington, Lab Chip 2009, 9, 97-106.
81. A. M. Taylor, N. L. Jeon, Curr. Op. Neurobiol. 2010, 20, 640-647.
82. a) M. Häusser, N. Spruston, G. J. Stuart, Science 2000, 290, 739-744;
83. b) N. Osorio, P. Delmas, Nature Protocols 2011, 6, 15-27.
84. M. Heine, L. Groc, R. Frischknecht, J.-C. Béïque, B. Lounis, G. Rumbaugh, R. L. Huganir, L. Cognet, D. Choquet, Science 2008, 320, 201-205.
85. A. Fiala, A. Suska, O. M. Schlüter, Curr. Biol. 2010, 20, R897-R903.
86. a) M. S. Cohen, C. B. Orth, H. J. Kim, N. L. Jeon, S. R. Jaffrey, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 11246-11251;
87. b) A. M. Kaufman, A. J. Milnerwood, M. D. Sepers, A. Coquinco, K. She, L. Wang, H. Lee, A. M. Craig, M. Cynader, L. A. Raymond, J. Neuroscience 2012, 32, 3992-4003;
88. c) A. J. Milnerwood, A. M. Kaufman, M. D. Sepers, C. M. Gladding, L. Zhang, L. Wang, J. Fan, A. Coquinco, J. Y. Qiao, H. Lee, Neurobiol. Disease 2012, 48, 40-51;
89. d) W. W. Poon, M. Blurton-Jones, C. H. Tu, L. M. Feinberg, M. A. Chabrier, J. W. Harris, N. L. Jeon, C. W. Cotman, Neurobiol. Aging 2011, 32, 821-833.
90. A. M. Taylor, D. C. Dieterich, H. T. Ito, S. A. Kim, E. M. Schuman, Neuron 2010, 66, 57-68.
91. S. Ahrar, T. V. Nguyen, Y. Shi, T. Ikrar, X. Xu, E. E. Hui, Lab Chip 2013, 13, 536-541.
92. P. Shi, M. A. Scott, B. G hosh, D. Wan, Z. Wissner-Gross, R. Mazitschek, S. J. Haggarty, M. F. Yanik, Nature Commun. 2011, 2, 510.
93. Y. Mourzina, A. Steffen, D. Kaliaguine, B. Wolfrum, P. Schulte, S. Böcker-Meffert, A. Offenhäusser, J. Roy. Soc. Interface 2006, 3, 333-343.
94. B. Deleglise, B. Lassus, V. Soubeyre, A. Alleaume-Butaux, J. J. Hjorth, M. Vignes, B. Schneider, B. Brugg, J.-L. Viovy, J.-M. Peyrin, PloS One 2013, 8, e71103.
95. E. Botzolakis, A. Maheshwari, H. Feng, A. Lagrange, J. Shaver, N. Kassebaum, R. Venkataraman, F. Baudenbacher, R. Macdonald, J. Nneurosci. Methods 2009, 177, 294-302.
96. S. A. Mutch, J. C. Gadd, B. S. Fujimoto, P. Kensel-Hammes, P. G. Schiro, S. M. Bajjalieh, D. T. Chiu, Nature Protocols 2011, 6, 1953-1968.
97. M. Mehling, S. Tay, Curr. Op. Biotechnol. 2014, 25, 95-102.
98. L. Przybyla, J. Voldman, 2012, 5, 294-315.
99. H. Shao, J. Chung, L. Balaj, A. Charest, D. D. Bigner, B. S. Carter, F. H. Hochberg, X. O. Breakefield, R. Weissleder, H. Lee, Nature Medicine 2012, 18, 1835-1840.
100. H. Craighead, Nature 2006, 442, 387-393.
101. B. Huang, M. Bates, X. Zhuang, Annu. Rev. Biochem. 2009, 78, 993.
102. Y. Zhao, Z. S. Stratton, F. Guo, M. I. Lapsley, C. Y. Chan, S.-C. S. Lin, T. J. Huang, Lab Chip 2013, 13, 17-24.
103. E. T. Castellana, P. S. Cremer, Surf. Sci. Rep. 2006, 61, 429-444.
104. D. Huh, Y.-s. Torisawa, G. A. Hamilton, H. J. Kim, D. E. Ingber, Lab Chip 2012, 12, 2156-2164.