常見組織細(xì)胞的培養(yǎng)方法
體內(nèi)組織細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí),所需培養(yǎng)環(huán)境基本相似,但由于物種、個(gè)體遺傳背 景及所處發(fā)育階段等的不同,各自要求條件有一定差別,所采取的培養(yǎng)技術(shù)措施 亦不盡相同,現(xiàn)介紹個(gè)別組織細(xì)胞培養(yǎng)的要點(diǎn)如下:
第一節(jié) 上皮細(xì)胞培養(yǎng)
上皮細(xì)胞包括腺上皮是很多器官如肝、胰、乳腺等的功能成分,又由于癌起源于 上皮組織,故上皮細(xì)胞培養(yǎng)特別受到重視。但上皮細(xì)胞培養(yǎng)中常混雜有成纖維細(xì) 胞,培養(yǎng)時(shí)生長(zhǎng)速度往往超過(guò)上皮細(xì)胞,并難以純化,同時(shí)上皮細(xì)胞難以在體外 長(zhǎng)期生存,因此純化和延長(zhǎng)生存時(shí)間是培養(yǎng)關(guān)鍵。 體內(nèi)上皮細(xì)胞生長(zhǎng)在膠原構(gòu)成的基膜, 因此培養(yǎng)在有膠原的底物上可能利于生長(zhǎng), 另外人或小鼠表皮細(xì)胞培養(yǎng)在以 3T3 細(xì)胞為飼養(yǎng)層(用射線照射后)時(shí),細(xì)胞易 生長(zhǎng)并可發(fā)生一定程度的分化現(xiàn)象。降低 PH、Ca2+含量和溫度,向培養(yǎng)基中加 入表皮生長(zhǎng)因子,均有利于表皮細(xì)胞生長(zhǎng)。 以表皮細(xì)胞為例, 用皮膚表皮和真皮分離培養(yǎng)法可獲得純上皮細(xì)胞, 其法如下 (黑 木凳志夫 1981)
1、 取材: 外科植皮或手術(shù)殘余皮膚小塊, 早產(chǎn)流產(chǎn)兒皮膚更好, 取角化層薄者, 切成 0.5-1 平方厘米小塊。
2、置 0.02%EDTA 中,室溫,5 分鐘。
3、換入 0.25%胰蛋白酶中,4℃過(guò)夜。
4、分離:取出皮塊,用血管鉗或鑷子將表皮與真皮層分開。
5、取出表皮,剪成更小的塊后,置 0.25%胰酶中,37℃,30—60 分鐘。
6、反復(fù)吹打,制成懸液。
7、培養(yǎng):用 80 目不銹鋼紗網(wǎng)濾過(guò)后,低速離心,吸去上清。
8、直接加入培養(yǎng)基(Eagle 加 20%小牛血清)制成細(xì)胞懸液,接種入培養(yǎng)瓶,CO2 溫箱培養(yǎng)。
第二節(jié) 內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)
內(nèi)皮細(xì)胞易于從大血管分離培養(yǎng)成單層細(xì)胞,對(duì)于研究?jī)?nèi)皮細(xì)胞再生、腫瘤促血 管生長(zhǎng)因子(TAF)等有很大價(jià)值。 研究人內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)以人臍帶靜脈灌流消化法最為簡(jiǎn)便,其法如下:
1、產(chǎn)后新鮮臍帶,無(wú)菌剪取 10—15 厘米長(zhǎng)一段,如不能立即培養(yǎng),可于 12 小 時(shí)內(nèi)保存于 4℃。
2、用三通注射器吸取溫 PBS 液注入臍靜脈中洗去殘血,在入口處用線繩扎緊, 以防液體返流。
3、用血管鉗夾緊臍帶一端,從另一端向臍靜脈中徐徐注入終濃度為 0.1%的粗制 膠原酶,充滿血管,消化 3—10 分鐘;注入口用線繩扎,以防液體返流。
4、吸出含有內(nèi)皮細(xì)胞的消化液,于離心管中,注入溫 PBS 輕輕反復(fù)沖洗后,一 并注入離心管中(此步驟可重復(fù)) 。
5、離心去上清,加入 RPMI1640 培養(yǎng)液制成細(xì)胞懸液,接種入培養(yǎng)器皿中,置溫 箱培養(yǎng)。兩至三天可見細(xì)胞長(zhǎng)成單層。
第三節(jié) 神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)
神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元)不易培養(yǎng),只有在適宜情況下,如接種在膠原底層上,或加 入神經(jīng)生長(zhǎng)因子和膠質(zhì)細(xì)胞因子時(shí),可出現(xiàn)一定程度的分化,長(zhǎng)出突起等現(xiàn)象, 但很難使之增值。而神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)組織中比較容易培養(yǎng)的成分。 人、鼠等腦組織即可用于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng),不僅能獲得生長(zhǎng)的膠質(zhì)細(xì)胞,也可 形成能傳代的二倍體細(xì)胞系。一般說(shuō)來(lái),膠質(zhì)細(xì)胞在培養(yǎng)中生長(zhǎng)不穩(wěn)定,不易自 發(fā)轉(zhuǎn)化, 但對(duì)外界因素仍保持很好的敏感性, 可用 ROUS 病毒和 SV4 等誘發(fā)轉(zhuǎn)化。 設(shè)備: 無(wú)菌操作設(shè)備。
一、設(shè)備 培養(yǎng)箱:恒溫 5%、10%CO2 維持培養(yǎng)液中 pH 值。
二、大型設(shè)備 CO2 培養(yǎng)箱 倒置顯微鏡:用于每天觀察貼壁細(xì)胞生長(zhǎng)情況。 解剖顯微鏡,用于準(zhǔn)確地取材。 常溫冰箱:-4℃,用于保存各種培養(yǎng)液,解剖液和鼠尾膠。 低溫冰箱:-20℃--80℃,用于儲(chǔ)存血清酶,貴重物品和試劑。 電熱干烤箱:用于消毒玻璃器皿。 高壓消毒鍋:用于消毒培養(yǎng)皿,手術(shù)器械。 過(guò)濾器:配制解剖液、培養(yǎng)液,必須過(guò)濾后才可使用,以去除細(xì)菌。 滲透壓儀,pH 劑,天平等。
三、培養(yǎng)器皿及手術(shù)器械 1、培養(yǎng)皿:常用 35mm 塑料及玻璃皿,解剖取材用 15mm-90mm 直徑。 2、培養(yǎng)板,24-40 孔,可用于開放培養(yǎng)。 3、培養(yǎng)瓶: 4、吸管,常用 1,5,10ml,均需泡酸、洗滌、滅菌后方可使用。 5、各類培養(yǎng)液貯存器。 6、小型手術(shù)器械。
準(zhǔn)備:
一、配制培養(yǎng)液 解剖液: (1)解剖液:以無(wú)機(jī)鹽(去除 Ca2+ , Mg2+)加葡萄糖配制成 PBS 緩沖液,保 持一定的滲透壓和 pH 值。 基礎(chǔ)培養(yǎng)基(MEM) :主要為多種氨基酸,加入葡萄糖,雙蒸餾水溶解。 (2)基礎(chǔ)培養(yǎng)基(MEM) : 接種培養(yǎng)液: (3)接種培養(yǎng)液:用于胰酶消化后的細(xì)胞分散,做成細(xì)胞懸液,其成分為 MEM 含 1%谷氨酰胺,另加入 10%馬血清,當(dāng)天配制。 維持培養(yǎng)液:接種后 24h,全部換成此液,后每 2 周換一次,每次換 1/2。 (4)維持培養(yǎng)液 其成分為 MEM 中含 5%馬血清,1%谷氨酰胺,及適量的支持性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
二、培養(yǎng)基質(zhì) 常用鼠尾膠、小牛皮膠,多聚賴氨酸,再涂膠 消毒培養(yǎng)皿的備用。所有培養(yǎng)器皿均需清水沖洗 2-3d,達(dá)兩次 ddH2O,每遍 三、消毒培養(yǎng)皿的備用 洗刷 3-4 次,加塞包裝,置于烤箱中干燥消毒,于培養(yǎng)前 1 天進(jìn)行。 神經(jīng)細(xì)胞分散培養(yǎng)
(一)選材 常用胚胎動(dòng)物或新生鼠神經(jīng)組織。雞胚常用胚齡 6-8d,新生鼠或胎 鼠(12-14d)或人胚胎。不過(guò)也有認(rèn)為與組織相關(guān)。如大白鼠胚胎以 19d 為宜, 小鼠以 18d 為宜,大鼠紋狀體以 10d 為宜;若紋狀體與黑質(zhì)聯(lián)合培養(yǎng)的大鼠胚, 則黑質(zhì)以 13d,紋狀體 18-21d 為宜;小腦以 20-21d 小鼠胚胎,所獲蒲氏細(xì)胞成活率高,顆粒細(xì)胞正在分化;脊髓與 DRG 聯(lián)合培養(yǎng),常用 4-7d 雞胚或 12-14d 小鼠胚胎,取材易,神經(jīng)成活率高。
(二)取材。腦則取出相應(yīng)組織,在解剖液中先剪碎,以使胰酶消化。脊髓則固 定于瓊脂板上,用小刀將其要成背腹兩側(cè),分別培養(yǎng)。
(三)細(xì)胞分離與接種 細(xì)胞分離與接種。神經(jīng)組織用 0.125-0.25%胰蛋白酶在 37℃孵育 30min, 移入接種液,停止消化,并洗去胰蛋白酶液,用細(xì)口吸管吹打細(xì)胞懸液,使其充 分分散,如此多次,待沉淀后吸出上層細(xì)胞懸液,計(jì)數(shù),預(yù)置細(xì)胞密度,接種于 培養(yǎng)皿(1×106) ,做電生理應(yīng)為 5×105 或更低。
(四)抑制膠質(zhì)細(xì)胞生長(zhǎng) 或 5-FU 抑制神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的生長(zhǎng)。 抑制膠質(zhì)細(xì)胞生長(zhǎng)。培養(yǎng) 3-5d 后,也有人認(rèn)為培養(yǎng) 7d 后,用阿糖胞苷。
(五)觀察。接種 6-12h,開始貼壁,并有集合現(xiàn)象,細(xì)胞生長(zhǎng)突起明顯,5-7d 膠質(zhì)細(xì)胞增生明顯,7-10d 膠質(zhì)細(xì)胞成片于神經(jīng)細(xì)胞下面,形成地毯,2 周時(shí)神 經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)最豐滿,四周暈光明顯,一個(gè)月后,有些神經(jīng)細(xì)胞開始退化,變形, 甚至出現(xiàn)空泡,一般培養(yǎng) 2-4 周最宜。 但神經(jīng)細(xì)胞只能增大,而不能增殖,只能原代,不能傳代,不會(huì)有細(xì)胞周期,而 且隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng), 細(xì)胞數(shù)量在下降, 但膠質(zhì)細(xì)胞可以, 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞也可以。 在培養(yǎng)過(guò)程中,早期 9-12d 時(shí),有較多的神經(jīng)細(xì)胞死亡,這是第一次死亡階段, 應(yīng)注意保持條件的恒定。在此之后存活下去的細(xì)胞一般突起長(zhǎng)而多,且相互形成 突觸。 常用培養(yǎng)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)有:
(六)常用培養(yǎng)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)有:FCM 的蛋白總量分析;膜片鉗與離子通道的分析; 免疫組化分析; 但免疫組化分析應(yīng)注意,由于抗體直接作用于活細(xì)胞,不易穿透活細(xì)胞,故對(duì)核 內(nèi)抗原定位時(shí),首先考慮膜對(duì)抗體的通透性問(wèn)題。常用化學(xué)試劑以增加其通透性 或采用冰凍方法解決。 在免疫組化中,或其它組織學(xué)染色中,常用不同的染色方法以區(qū)分不同細(xì)胞,如 半乳糖腦苷脂對(duì)小樹突膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記明顯;GFAP 對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞具有特異性染 色等。這對(duì)研究神經(jīng)系統(tǒng)中膠質(zhì)細(xì)胞功能具有極大的應(yīng)用價(jià)值。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞以 往多被忽視,其在腦血管疾病(如缺血性損傷) 、退行性疾病(如 AD、PD) 、損 傷后膠質(zhì)細(xì)胞的填充等具有不可忽視的作用。 它也是神經(jīng)細(xì)胞功能和營(yíng)養(yǎng)支持的 物質(zhì)基礎(chǔ)。
第四節(jié) 肌組織細(xì)胞培養(yǎng)
各種肌組織均可用于培養(yǎng),以心肌和骨骼肌較實(shí)用。
(一)骨骼肌細(xì)胞培養(yǎng)
1、出生 1 一 2 天的乳鼠,引頸處死。
2、無(wú)菌取大腿肌組織,切成 0.3 一 0.5cm2 小塊后,用不含鈣鎂離子的 Hanks 液配的 0.25%胰蛋白酶消化,無(wú)菌紗網(wǎng)或紗布濾過(guò)。
3、計(jì)數(shù)調(diào)整細(xì)胞密度。
4、快接種量 2×106/皿入培養(yǎng)基培養(yǎng)。
5、培養(yǎng)基內(nèi)含 10%小牛血清,可加 1%的胎汁以促進(jìn)分化。 接種在膠原或膠原的底物上能促進(jìn)細(xì)胞分化,明膠配置:用 Hanks 液配成 0.01% 明膠。 該細(xì)胞接種率約 50%,細(xì)胞生長(zhǎng)開始呈紡錘形,培養(yǎng) 50-52 小時(shí)后出現(xiàn)融合形 成肌細(xì)胞狀多核纖維。數(shù)日后融合停止,此時(shí)可觀察到橫紋,一般在融合后二、三天內(nèi)能見到收縮現(xiàn)象。
(二)心肌細(xì)胞培養(yǎng)
心肌細(xì)胞是最早的培養(yǎng)材料,Carrel 曾長(zhǎng)期培養(yǎng)過(guò)心肌組織,至今心肌仍不失 為好的培養(yǎng)物,最常用的是雞胚心肌。 心肌比較容易培養(yǎng)和生長(zhǎng),可用懸滴培養(yǎng)、組織塊培養(yǎng)和消化培養(yǎng)法,均可獲良 好的效果。取心室肌培養(yǎng)較好,原代培養(yǎng)的雞胚心肌呈紡錘形,培養(yǎng)成功時(shí),一 周后可見節(jié)律性收縮現(xiàn)象。
第五節(jié) 巨噬細(xì)胞培養(yǎng)
巨噬細(xì)胞屬免疫細(xì)胞,有多種功能,是研究細(xì)胞吞噬、細(xì)胞免疫和分子免疫學(xué)的 重要對(duì)象。巨噬細(xì)胞容易獲得,便于培養(yǎng),并可進(jìn)行純化。巨噬細(xì)胞屬不繁殖細(xì) 胞群,在條件適宜下可生活 2-3 周,多用做原代培養(yǎng),難以長(zhǎng)期生存。 巨噬細(xì)胞也建有無(wú)限細(xì)胞系,大多來(lái)自小鼠,如 P331、S774A.1、RAW309Cr.l 等,均獲惡性,培養(yǎng)中呈巨噬細(xì)胞形態(tài)和吞噬功能,易于傳代和瓶壁分離,但難 以建株。 培養(yǎng)巨噬細(xì)胞可用各樣方法和各種來(lái)源來(lái)獲取細(xì)胞, 以小鼠腹腔取材法最為實(shí)用, 其法如下: 1、實(shí)驗(yàn)前三天,向小鼠腹腔內(nèi)注入無(wú)菌硫羥乙酸肉湯 lml(勿注入腸內(nèi)!,以 ) 刺流產(chǎn)生大量的巨噬細(xì)胞。 2、引頸處死小鼠。 3、手提鼠尾將其全浸入 70%乙醇中 3-5 秒。 4、置動(dòng)物于解剖臺(tái),用針頭固定四肢,持鑷撕開腹部皮膚,但勿傷及腹膜壁, 把皮膚拉向上下兩側(cè),暴露出腹膜壁。 5、用 70%酒精擦洗腹膜壁,注射器吸 10ml Eagle 液注入腹腔中,同時(shí)用手指從 兩側(cè)壓揉腹膜壁,使液體在腹腔內(nèi)流動(dòng)。 6、 用針頭輕挑起腹壁并微傾向一側(cè). 使腹腔中液體集中于針頭下吸取入針管內(nèi)。 7、小心拔出針頭,把液體注入離心管。 8、4℃下 250g 離心 10 分鐘后,去上清,加 10ml Eagle 培養(yǎng)基。 9、計(jì)數(shù)細(xì)胞。每只鼠可產(chǎn)生 20 一 30×106 細(xì)胞,其中 90%為巨噬細(xì)胞。 10、以 3×105 個(gè)貼附細(xì)胞/平方厘米接種。 11、接種數(shù)小時(shí)后,除去培養(yǎng)液,可去除其它白細(xì)胞,純化培養(yǎng)細(xì)胞,用 Eagle 液沖洗 1 一 2 次,再加新 Eagle 培養(yǎng)液置 CO2 溫箱中。
第六節(jié) 腎小球分離、移植培養(yǎng)
SD 大鼠頸椎脫臼法處死,75%乙醇浸泡 1~2 分鐘,2 次,置超凈臺(tái)內(nèi),打開腹腔 取出腎臟剪碎,置含 Hank's 液的無(wú)菌培養(yǎng)皿洗滌,置 80 目不銹鋼篩網(wǎng)上。用扁 平自制小鏟輕輕碾磨產(chǎn)物微小組織透過(guò)篩網(wǎng),濾過(guò)組織 Hank's 液混合物用吸管 吸至 120 目不銹鋼篩網(wǎng),濾過(guò),去小組織塊,濾過(guò)物吸至 200 目不銹鋼篩網(wǎng),輕 輕濾過(guò), Hank's 液洗滌 1 次, 收集網(wǎng)上腎小球, 鏡下觀察為分離良好的腎小球。 腎小球用 0.2%胰酶、0.1%膠原酶,37℃消化 20 分鐘,加血清終止胰酶反應(yīng),離 心除去膠原酶。處理過(guò)的腎小球計(jì)數(shù)后接種至 24 孔培養(yǎng)板或 25ml 培養(yǎng)瓶,使腎 小球大于 60 個(gè)/cm2,加培養(yǎng)基 5~10ml(培養(yǎng)基組成:F12—3T3 上清 1:1;5% 馬血清;2.5%胎牛血清;胰島素 5μg/ml;25ng/ml 氫化可的松;5μg/ml 轉(zhuǎn)鐵 蛋白;25ng/ml 前列腺素 E1;甲狀腺素 0.02ng/ml;D-纈氨酸 150ng/ml)腎小球培養(yǎng) 8~10 天,去除腎小球未生長(zhǎng)組分,細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng) 24 小時(shí),形態(tài)學(xué)觀察: 細(xì)胞生長(zhǎng)成單層多角型細(xì)胞,直徑約 100μm。
第七節(jié) 裸小鼠移植瘤單細(xì)胞分離培養(yǎng)
無(wú)菌條件下取出小鼠移植瘤組織,剪成 1mm3 小塊,用 0.5%膠原酶室溫消化 30 分鐘到 1 小時(shí),再加等體積 0.2%胰酶消化 5~8 分鐘,在消化過(guò)程中用吸管吹打 組織塊或用自制裝置 (分別作為加樣和收集器的兩個(gè)注射器中間加一小濾器連接 而成,濾器中間墊兩層絲質(zhì)材料以隔斷組織塊與單細(xì)胞)來(lái)回推動(dòng)注射器吹打組 織以分離單細(xì)胞,終止酶消化方法同上。 常規(guī)方法接種培養(yǎng)收獲細(xì)胞。