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平滑肌细胞原代培养方法
动物:大鼠150~180g,2~3只
操作步骤
大鼠颈椎脱臼致死
固定
消毒胸腹部
大组织镊,组织剪切开胸腹部皮肤
另一组织镊,组织剪切开胸腹部,并切除部分胸壁以利暴露
眼科镊和眼科弯剪分离胸腹主动脉并放入盛有Hank's液的细胞培养皿中,转入无菌室.或先用生理盐水漂洗,再放Hank's液中,转入无菌室
眼科直镊和弯镊去除血凝块和血管外膜层.
放入另一盛有Hank's液的细胞培养皿中,剪去血管外的小分支
放入含20%胎牛血清的DMEM中,眼科直剪剪开血管腔,以眼科弯镊轻轻擦拭内膜层,以去除内皮细胞
放入另一含20%胎牛血清的DMEM中,用眼科弯剪剪碎血管组织至1mm
用吸管把组织块转入玻璃培养皿中,均匀贴壁,组织块的间距为0.5cm
盖好瓶盖,轻轻翻转培养瓶,让瓶底朝上,并向瓶内注入适量培养液,于37 C孵箱内放置4~5小时,使得组织块干涸,并与瓶底贴附
将培养瓶慢慢翻转平放,使组织块*浸入培养液中,继续静置3~5天,切勿移动.待有细胞从组织块周围游离出后换液
平滑肌细胞传代
传代时间:大部分组织块长出细胞晕,并与相邻细胞晕相接触时就可以传代
传代步骤:
倒掉培养瓶中的培养液
用D-Hank's液洗两遍
加2-3滴0.25%胰蛋白酶消化液,平放培养瓶,在倒置纤微镜下观察细胞消化情况,可见到细胞质回缩,细胞间隙增大时迅速翻转培养瓶,使细胞脱离消化液
注意:
初次传代对胰酶敏感,加入消化液30s,即消化充分,以后2分钟左右
细胞消化完成后,用吸管反复抽吸打散细胞
中止消化:加入DMEM培养液3滴管,用吸管反复吹打瓶壁细胞
离心:1500 X5分钟
倒掉液体,加D-Hank's液洗一次,再加10mL DMEM培养液,用吸管抽吸吹打分散细胞,分装于2个培养瓶.在倒置纤微镜下可见圆形细胞.放入细胞培养箱中培养
血管平滑肌细胞的冻存和复苏
冻存时间:较早期传代,以防细胞因为传代次数过多而造成细胞衰老或发生改变,以保持实验条件的一致性.
冻存方法:冻存前24小时更换培养液,冻存时要将密闭好的冻存管依次放于:
4 C 2小时
-20 C 2.5小时
液氮表面 2小时
浸入液氮
培养细胞的鉴定
1,形态学鉴定:
用相差显微镜常规观察细胞生长形态以及生长规律.并依据常规制作电镜标本进行观察
电镜观察结果:细胞形态不规则,胞浆内有肌丝,纵向排列,有密区,具备平滑肌细胞特征
2,免疫组织化学鉴定:
特异性鼠抗α-平滑肌肌动蛋白单克隆抗体,采用SP法对细胞爬片进行免疫组织化学染色
免疫组织化学鉴定结果:
镜下观察到细胞爬片,可见细胞浆内大量平行阳性染色胞核不着色.所有细胞染色,结果均为阳性
培养试剂的配制
Hank's液 (单位g)
CaCl2 0.14
KCl 0.4
KH2PO4 0.06
MgSO4.7H2O 0.10
NaCl 8.0
NaHCO3 0.35
Na2HPO4.12H2O 0.12
D-glucose 1.0
Phenol red 0.01
将 CaCl2先溶解在100mL的ddH2O中,其它成分溶在750 mL的ddH2O中,混匀(用磁力搅拌器搅拌至溶解),定容至1000mL.高压蒸气消毒10分钟,4℃冰箱保存.
D-Hank's液 (单位:g)
KCl 0.40
KH2PO4 0.06
NaCl 8.0
NaHCO3 0.35
Na2HPO4.12H2O 0.08
Phenol red 0.02
将以上成分溶于900mL ddH2O中,充分混匀,加ddH2O至1000 mL.高压蒸气消毒10分钟,4℃冰箱保存.
青霉素,链霉素液配制
青霉素80万U加Hank's液至80 mL,终浓度1万u/ mL
链霉素100万U(相当于1g)加Hank's液至100 mL,终浓度10mg/mL
分装后至-20℃冰箱保存.
DMEM培养液
900 mL ddH2O于1000 mL容器中,将DMEM粉1包倒入容器中,盛粉袋用50 mL ddH2O分次冲洗,也倒入容器,磁力搅拌溶解.
加NaHCO3
调PH至7.2
加青,链霉素至终浓度100u/mL 和100ug/mL
0.22umX50滤膜过滤(负压泵抽吸),4℃冰箱保存.
小牛,胎牛血清灭活
55℃水浴箱30分钟,置4℃冰箱保存
灭活前放于-20℃冰箱保存待用
临用前加入DMEM液中
血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCS )位于动脉壁中膜,它对管壁的完整性和调节血管的紧张性起着重要作用.在经典的单层培养系统中,VSMCS 离开了在体内与细胞外基质共同构成的三维立体生长环境,因而所表现出的生物学特性与在体状态存在较大的差异.我们在VSMCS 单层培养的基础上,将兔主动脉VSMCS 置于胶原凝胶中,使其在体外与细胞外基质形成一个整体,观察其在三维状态下的生物学特征,为构造结构和功能与在体血管中膜相似的中膜组织,zui终形成组织工程化血管提供实验依据.
动脉平滑肌细胞的培养
一、血管平滑肌细胞的培养
血管平滑肌细胞培养常用的方法有贴块法(explant)和酶解离法(enzyme disperse)。贴块法具有获得平滑肌细胞纯度高,量多,操作简便的优点。但用贴块法易使平滑肌细胞胞质内肌丝丧失,亚细胞器增加。相反,酶解离法,由于酶的作用使细胞间失去连接,细胞内肌丝含量丰富,保持收缩型状态。培养平滑肌细胞常取材于兔、猪、鼠、猴的胸腹主动脉段。
1.贴块法
方法:动物经颈动脉放血后,在无菌操作下迅速取出胸腹主动脉段,置于含Hank's液的平皿中漂洗3次,将凝块洗干净后剥除外膜的纤维脂肪层,然后纵行切开血管,刮除内膜即内皮细胞迅速撕下中膜内、中层,切成约1mm宽的小条,浸泡在含血清的Hank's液中,并将撕下小组织块种植于培养瓶壁。置于37℃恒温箱,2h左右,取出培养瓶加入20%胎牛血清的培养液,再放回培养箱内静止培养4天。4天后可见细胞从组织中迁移游出。
不同动物血管结构有差异,猪和猴较易操作,但小动物如兔、鼠因其血管小,血管壁薄等特点,使之难以分离。另外组织块太薄,不易粘附培养基,也使细胞较难生长。为了保证培养的成功,应注意:①种植组织块的数目,如75cm2的长颈瓶组织块不得少于30 ;②根据培养细胞的种属加入适量的不同血清,一般可加入牛血清,若小牛血清增殖效果差,应加胎牛血清(FBS),通常浓度为10%~20%;③培养基的选择:常用的有DMEM(Dulbecco's modified Eagles'medium),M199培养基。培养兔的平滑肌细胞用DMEM效果较好。
2.酶解离法
沿动脉纵轴切开后,刮除内皮细胞撕下中膜的内2/3,注意不要混入内皮细胞,将组织块切成1-2mm2,放入加有3mg/ml胶原酶的无血清M199培养基中,37℃,0.5~1.5h。离心去上清,重复上述消化步骤,然后再离心(9000r,4min),收集细胞,在5%~10%同种血清或胎牛血清的M199培养基中调整细胞数,然后转入30~90mm培养皿中培养,对于兔子应加入高浓度的谷氨酰胺(0.2g/L)较佳。不同研究者在培养基、酶浓度以及消化时间等的选择都有很大的差异。
二、动脉平滑肌的特性
由于贴块法和解离法处理方式不同,在细胞培养的zui初阶段细胞形态和性质存在差异。随着培养时间的延长,培养环境趋于一致,细胞特性上也趋于近似。
光学倒置显微镜下观察:原代平滑肌细胞形状多样,一般常为梭形、带形、三角形或星形。贴块法培养,细胞可于2周后长成单层;而酶解离只需6~7天,镜下可见明显“峰-谷”样生长。
透射电子显微镜下观察:贴块法,细胞多为合成型,肌丝减少,胞体缩小,细胞胞质内粗面内质网、游离核糖体、线粒体等亚细胞器逐渐增多。消化法,细胞初期表现为收缩型,细胞内核位于中心,胞质内含丰富的肌丝及致密度体。亚细胞器少,且位于细胞边缘处,基底膜zui初未见,后来逐渐形成。传代后,细胞逐渐转为合成型,胞体增大且变扁平,核增大,核小体数目增加,亚细胞器也增加,肌丝开始减少,占胞内35.4%~11.5%,甚至更少。
另外,在体外实验中,来自幼龄动物(兔,猪)的血管平滑肌增殖生长早且快,相反,老龄动物则生长缓慢。在生化性质方面,收缩型细胞比合成型细胞的β-极密度脂蛋白(β-VLDL)对其受体结合能力强,低密度脂蛋白(LDL)分解降低,即脂质容易在胞质沉着。此外,像基底膜中的肝素样物质、胆固醇代谢等也有改变。合成型细胞内色素C氧化还原酶成倍增加,酸性磷酸酶亦呈3~4倍增加,说明两类细胞不仅在形态学上,在生化、生理反应方面也发生了较大改变。