體內組織細胞在體外培養時,所需培養環境基本相似,但由于物種、個體遺傳背景及所處發育階段等的不同,各自要求條件有一定差別,所采取的培養技術措施亦不盡相同,現介紹個別組織細胞培養的要點如下:
一、上皮細胞培養
上皮細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,故上皮細胞培養特別受到重視。但上皮細胞培養中常混雜有成纖維細胞,培養時生長速度往往超過上皮細胞,并難以純化,同時上皮細胞難以在體外長期生存,因此純化和延長生存時間是培養關鍵。
體內上皮細胞生長在膠原構成的基膜,因此培養在有膠原的底物上可能利于生長,另外人或小鼠表皮細胞培養在以3T3細胞為飼養層(用射線照射后)時,細胞易生長并可發生一定程度的分化現象。降低PH、Ca2 含量和溫度,向培養基中加入表皮生長因子,均有利于表皮細胞生長。
以表皮細胞為例,用皮膚表皮和真皮分離培養法可獲得純上皮細胞,其法如下(黑木凳志夫 1981)
1、取材:外科植皮或手術殘余皮膚小塊,早產流產兒皮膚更好,取角化層薄者,切成0.5-1平方厘米小塊。
2、置0.02鞹A中,室溫,5分鐘。
3、換入0.25%胰蛋白酶中,4℃過夜。
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、反復吹打,制成懸液。
7、培養:用80目不銹鋼紗網濾過后,低速離心,吸去上清。
8、直接加入培養基(Eagle加20%小牛血清)制成細胞懸液,接種入培養瓶,CO2溫箱培養。
二、內皮細胞培養
內皮細胞易于從大血管分離培養成單層細胞,對于研究內皮細胞再生、腫瘤促血管生長因子(TAF)等有很大價值。
研究人內皮細胞培養以人臍帶靜脈灌流消化法最為簡便,其法如下:
1、產后新鮮臍帶,無菌剪取10—15厘米長一段,如不能立即培養,可于12小時內保存于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、吸出含有內皮細胞的消化液,于離心管中,注入溫PBS輕輕反復沖洗后,一并注入離心管中(此步驟可重復)。5、離心去上清,加入RPMI1640培養液制成細胞懸液,接種入培養器皿中,置溫箱培養。兩至三天可見細胞長成單層。
三、神經膠質細胞培養
神經細胞(神經元〕不易培養,只有在適宜情況下,如接種在膠原底層上,或加入神經生長因子和膠質細胞因子時,可出現一定程度的分化,長出突起等現象,但很難使之增值。而神經膠質細胞是神經組織中比較容易培養的成分。
人、鼠等腦組織即可用于神經膠質細胞培養,不僅能獲得生長的膠質細胞,也可形成能傳代的二倍體細胞系。一般說來,膠質細胞在培養中生長不穩定,不易自發轉化,但對外界因素仍保持很好的敏感性,可用ROUS病毒和SV4等誘發轉化。
養方法如下:
1、從手術室無菌取腦髓灰質或白質后,仔細剝除腦膜、血管和纖維成分,置Hanks液中漂洗一、二次。
2、置于30—50倍體積的Hanks液中,此時腦組織比較柔軟,反復吹打即制成細胞懸液。
3、把懸液注入離心管室溫中直立5—10分鐘后,細胞或細胞團快自然下沉,脂肪等雜物易漂浮,可吸除上層、反復二、三次,即可排除脂肪成分和其它碎塊并獲較多細胞成分。
4、在沉降物中加入適量培養液,通過紗網成紗布過濾,計數并調整細胞密度。
5、接入培養瓶或皿中,置5%CO2溫箱中培養。
該細胞適應環境過程較長,接種后貼壁較慢。貼壁后短期內也可能不見細胞分裂現象,然而一旦生長后即能迅速進入旺盛的增殖狀態。細胞傳代可以0.25%胰酶消化處理。
四、肌組織培養
各種肌組織均可用于培養,以心肌和骨骼肌較實用。
(-)骨骼肌細胞培養
1、出生1一2天的乳鼠,引頸處死。
2、無菌取大腿肌組織,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,無菌紗網或紗布濾過。
3、計數調整細胞密度。
4、快接種量2×106/皿入培養基培養。
5、培養基內含10%小牛血清,可加1%的胎汁以促進分化。
接種在膠原或膠原的底物上能促進細胞分化,明膠配置:用Hanks液配成0.01%明膠。
該細胞接種率約50%,細胞生長開始呈紡錘形,培養50-52小時后出現融合形成肌細胞狀多核纖維。數日后融合停止,此時可觀察到橫紋,一般在融合后二、三天內能見到收縮現象。
(二)心肌細胞培養
心肌細胞是最早的培養材料,Carrel曾長期培養過心肌組織,至今心肌仍不失為好的培養物,最常用的是雞胚心肌。
心肌比較容易培養和生長,可用懸滴培養、組織塊培養和消化培養法,均可獲良好的效果。取心室肌培養較好,原代培養的雞胚心肌呈紡錘形,培養成功時,一周后可見節律性收縮現象。
五、巨噬細胞培養
巨噬細胞屬免疫細胞,有多種功能,是研究細胞吞噬、細胞免疫和分子免疫學的重要對象。巨噬細胞容易獲得,便于培養,并可進行純化。巨噬細胞屬不繁殖細胞群,在條件適宜下可生活2-3周,多用做原代培養,難以長期生存。
巨噬細胞也建有無限細胞系,大多來自小鼠,如P331、S774A.1、RAW309Cr.l等,均獲惡性,培養中呈巨噬細胞形態和吞噬功能,易于傳代和瓶壁分離,但難以建株。
培養巨噬細胞可用各樣方法和各種來源來獲取細胞,以小鼠腹腔取材法最為實用,其法如下:
1、實驗前三天,向小鼠腹腔內注入無菌硫羥乙酸肉湯lml(勿注入腸內!),以刺流產生大量的巨噬細胞。
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、置動物于解剖臺,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,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,同時用手指從兩側壓揉腹膜壁,使液體在腹腔內流動。
6、用針頭輕挑起腹壁并微傾向一側.使腹腔中液體集中于針頭下吸取入針管內。
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培養基。
9、計數細胞。每只鼠可產生20一30×106細胞,其中90%為巨噬細胞。
10、以3×105個貼附細胞/平方厘米接種。
11、接種數小時后,除去培養液,可去除其它白細胞,純化培養細胞,用Eagle液沖洗1一2次,再加新Eagle培養液置CO2溫箱中。
六、腎小球分離、移植培養
SD大鼠頸椎脫臼法處死,75%乙醇浸泡1~2分鐘,2次,置超凈臺內,打開腹腔取出腎臟剪碎,置含Hank’s液的無菌培養皿洗滌,置80目不銹鋼篩網上。用扁平自制小鏟輕輕碾磨產物微小組織透過篩網,濾過組織Hank’s液混合物用吸管吸至120目不銹鋼篩網,濾過,去小組織塊,濾過物吸至200目不銹鋼篩網,輕輕濾過,Hank’s液洗滌1次,收集網上腎小球,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,離心除去膠原酶。處理過的腎小球計數后接種至24孔培養板或25ml培養瓶,使腎小球大于60個/cm2,加培養基5~10ml(培養基組成: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8~10天,去除腎小球未生長組分,細胞繼續培養24小時,形態學觀察:細胞生長成單層多角型細胞,直徑約100μm。
七、裸小鼠移植瘤單細胞分離培養
無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,再加等體積0.2%胰酶消化5~8分鐘,在消化過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注射器中間加一小濾器連接而成,濾器中間墊兩層絲質材料以隔斷組織塊與單細胞)來回推動注射器吹打組織以分離單細胞,終止酶消化方法同上。常規方法接種培養收獲細胞。
一、上皮細胞培養
上皮細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,故上皮細胞培養特別受到重視。但上皮細胞培養中常混雜有成纖維細胞,培養時生長速度往往超過上皮細胞,并難以純化,同時上皮細胞難以在體外長期生存,因此純化和延長生存時間是培養關鍵。
體內上皮細胞生長在膠原構成的基膜,因此培養在有膠原的底物上可能利于生長,另外人或小鼠表皮細胞培養在以3T3細胞為飼養層(用射線照射后)時,細胞易生長并可發生一定程度的分化現象。降低PH、Ca2 含量和溫度,向培養基中加入表皮生長因子,均有利于表皮細胞生長。
以表皮細胞為例,用皮膚表皮和真皮分離培養法可獲得純上皮細胞,其法如下(黑木凳志夫 1981)
1、取材:外科植皮或手術殘余皮膚小塊,早產流產兒皮膚更好,取角化層薄者,切成0.5-1平方厘米小塊。
2、置0.02鞹A中,室溫,5分鐘。
3、換入0.25%胰蛋白酶中,4℃過夜。
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、反復吹打,制成懸液。
7、培養:用80目不銹鋼紗網濾過后,低速離心,吸去上清。
8、直接加入培養基(Eagle加20%小牛血清)制成細胞懸液,接種入培養瓶,CO2溫箱培養。
二、內皮細胞培養
內皮細胞易于從大血管分離培養成單層細胞,對于研究內皮細胞再生、腫瘤促血管生長因子(TAF)等有很大價值。
研究人內皮細胞培養以人臍帶靜脈灌流消化法最為簡便,其法如下:
1、產后新鮮臍帶,無菌剪取10—15厘米長一段,如不能立即培養,可于12小時內保存于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、吸出含有內皮細胞的消化液,于離心管中,注入溫PBS輕輕反復沖洗后,一并注入離心管中(此步驟可重復)。5、離心去上清,加入RPMI1640培養液制成細胞懸液,接種入培養器皿中,置溫箱培養。兩至三天可見細胞長成單層。
三、神經膠質細胞培養
神經細胞(神經元〕不易培養,只有在適宜情況下,如接種在膠原底層上,或加入神經生長因子和膠質細胞因子時,可出現一定程度的分化,長出突起等現象,但很難使之增值。而神經膠質細胞是神經組織中比較容易培養的成分。
人、鼠等腦組織即可用于神經膠質細胞培養,不僅能獲得生長的膠質細胞,也可形成能傳代的二倍體細胞系。一般說來,膠質細胞在培養中生長不穩定,不易自發轉化,但對外界因素仍保持很好的敏感性,可用ROUS病毒和SV4等誘發轉化。
養方法如下:
1、從手術室無菌取腦髓灰質或白質后,仔細剝除腦膜、血管和纖維成分,置Hanks液中漂洗一、二次。
2、置于30—50倍體積的Hanks液中,此時腦組織比較柔軟,反復吹打即制成細胞懸液。
3、把懸液注入離心管室溫中直立5—10分鐘后,細胞或細胞團快自然下沉,脂肪等雜物易漂浮,可吸除上層、反復二、三次,即可排除脂肪成分和其它碎塊并獲較多細胞成分。
4、在沉降物中加入適量培養液,通過紗網成紗布過濾,計數并調整細胞密度。
5、接入培養瓶或皿中,置5%CO2溫箱中培養。
該細胞適應環境過程較長,接種后貼壁較慢。貼壁后短期內也可能不見細胞分裂現象,然而一旦生長后即能迅速進入旺盛的增殖狀態。細胞傳代可以0.25%胰酶消化處理。
四、肌組織培養
各種肌組織均可用于培養,以心肌和骨骼肌較實用。
(-)骨骼肌細胞培養
1、出生1一2天的乳鼠,引頸處死。
2、無菌取大腿肌組織,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,無菌紗網或紗布濾過。
3、計數調整細胞密度。
4、快接種量2×106/皿入培養基培養。
5、培養基內含10%小牛血清,可加1%的胎汁以促進分化。
接種在膠原或膠原的底物上能促進細胞分化,明膠配置:用Hanks液配成0.01%明膠。
該細胞接種率約50%,細胞生長開始呈紡錘形,培養50-52小時后出現融合形成肌細胞狀多核纖維。數日后融合停止,此時可觀察到橫紋,一般在融合后二、三天內能見到收縮現象。
(二)心肌細胞培養
心肌細胞是最早的培養材料,Carrel曾長期培養過心肌組織,至今心肌仍不失為好的培養物,最常用的是雞胚心肌。
心肌比較容易培養和生長,可用懸滴培養、組織塊培養和消化培養法,均可獲良好的效果。取心室肌培養較好,原代培養的雞胚心肌呈紡錘形,培養成功時,一周后可見節律性收縮現象。
五、巨噬細胞培養
巨噬細胞屬免疫細胞,有多種功能,是研究細胞吞噬、細胞免疫和分子免疫學的重要對象。巨噬細胞容易獲得,便于培養,并可進行純化。巨噬細胞屬不繁殖細胞群,在條件適宜下可生活2-3周,多用做原代培養,難以長期生存。
巨噬細胞也建有無限細胞系,大多來自小鼠,如P331、S774A.1、RAW309Cr.l等,均獲惡性,培養中呈巨噬細胞形態和吞噬功能,易于傳代和瓶壁分離,但難以建株。
培養巨噬細胞可用各樣方法和各種來源來獲取細胞,以小鼠腹腔取材法最為實用,其法如下:
1、實驗前三天,向小鼠腹腔內注入無菌硫羥乙酸肉湯lml(勿注入腸內!),以刺流產生大量的巨噬細胞。
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、置動物于解剖臺,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,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,同時用手指從兩側壓揉腹膜壁,使液體在腹腔內流動。
6、用針頭輕挑起腹壁并微傾向一側.使腹腔中液體集中于針頭下吸取入針管內。
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培養基。
9、計數細胞。每只鼠可產生20一30×106細胞,其中90%為巨噬細胞。
10、以3×105個貼附細胞/平方厘米接種。
11、接種數小時后,除去培養液,可去除其它白細胞,純化培養細胞,用Eagle液沖洗1一2次,再加新Eagle培養液置CO2溫箱中。
六、腎小球分離、移植培養
SD大鼠頸椎脫臼法處死,75%乙醇浸泡1~2分鐘,2次,置超凈臺內,打開腹腔取出腎臟剪碎,置含Hank’s液的無菌培養皿洗滌,置80目不銹鋼篩網上。用扁平自制小鏟輕輕碾磨產物微小組織透過篩網,濾過組織Hank’s液混合物用吸管吸至120目不銹鋼篩網,濾過,去小組織塊,濾過物吸至200目不銹鋼篩網,輕輕濾過,Hank’s液洗滌1次,收集網上腎小球,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,離心除去膠原酶。處理過的腎小球計數后接種至24孔培養板或25ml培養瓶,使腎小球大于60個/cm2,加培養基5~10ml(培養基組成: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8~10天,去除腎小球未生長組分,細胞繼續培養24小時,形態學觀察:細胞生長成單層多角型細胞,直徑約100μm。
七、裸小鼠移植瘤單細胞分離培養
無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,再加等體積0.2%胰酶消化5~8分鐘,在消化過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注射器中間加一小濾器連接而成,濾器中間墊兩層絲質材料以隔斷組織塊與單細胞)來回推動注射器吹打組織以分離單細胞,終止酶消化方法同上。常規方法接種培養收獲細胞。