小鼠成纤维细胞原代培养

实验-小鼠成纤维细胞的原代培养一.实验目的1掌握哺乳动物细胞原代培养与传代培养中的取材、消化及无菌操作等基本实验技术和操作过程。2熟悉在倒置相差显微镜下观察培养细胞的形态和生长状况的方法。3了解细胞原代培养与传代培养的原理和方法。二.实验原理自17世纪下半叶Robert Hooke提出“细胞”概念直至20世纪中叶，细胞培养（Cell culture）才逐渐发展起来。现代生命科学以及相关领域的研究前提是细胞的维持和增殖，因此，细胞培养不仅是细胞生物学的密不可分的组成部分，而且已经成为生物化学、生物物理学、遗传学、免疫学、肿瘤学、生理学、分子生物学和神经科学、甚至临床医学的重要内容。细胞培养也是细胞生物学延伸至相关学科的一条主要途径。如今，细胞培养已经成为生命科学和医学研究最常用的基础技术之一。细胞培养是模拟机体内生理条件，将细胞从机体中取出，在人工条件下，使其生存、生长、繁殖和传代，进行细胞生命过程、细胞癌变、细胞工程等问题的研究。细胞培养的直接目的是维持或扩增细胞数量。依据取材于动物组织或培养细胞，细胞培养分为原代培养和传代培养。1原代培养（primary culture）是从供体取得组织或细胞后在体外进行首次培养直至成功地进行首次传代之前的培养。但实际上通常把第一代至第十代以内的培养细胞统称为原代细胞培养。原代培养是建立细胞系的第一步，其最基本的方法有两种：组织块培养法和消化培养法。组织块培养法是指直接从机体取下组织和器官，通过组织块直接长出单层细胞，该培养法是最常用的原代培养方法，其将刚刚离体的、生长活力旺盛的组织剪成小块接种在培养瓶中作为实验材料，一天后细胞可从贴壁的组织块四周游出并生长。组织块培养法操作过程简便、易行，培养的细胞较易存活，适用于一些来源有限、数量较少的组织的原代培养。消化培养法利用酶或机械方法将组织分散成单个细胞后，在不加任何粘附剂的情况下，直接移植在培养瓶壁上，加入培养基立即进行培养的方法。该方法主要使用生物化学手段将较小体积的动物组织中妨碍细胞生长的间质加以分解、消化，使组织中结合紧密的细胞连接松散、相互分离，细胞失去与间质的连接，活细胞从组织中释放出来形成含单细胞或细胞团的悬液，分散的细胞易与外界进行新陈代谢互动，在短时间内即可贴壁生长成片。胰蛋白酶主要适用于一些间质少、较软的组织如上皮、肝、肾和胚胎等，胶原酶主要适用于纤维组织、一些较硬的癌组织等的消化中。原代培养最大的优点是，组织和细胞刚刚离体，细胞保持原有细胞的基本性质，生物性状尚未发生很大变化，一定程度上更接近于生物体内的生活状态，可为研究生物体细胞的生长、代谢、繁殖提供有力的手段。一般说来，幼稚状态的组织和细胞，如动物的胚胎、幼仔的脏器等更容易进行原代培养。2传代培养 （subculture）是原代培养细胞或细胞株在体外获得稳定大量同种细胞并维持细胞种延续的过程。当原代培养成功后，培养的细胞通过增殖达到一定数量后，必需对细胞从原培养瓶中加以分离，经稀释后再接种于新的培养瓶中，这一过程即为传代培养，亦称为继代培养或连续培养。如果原代细胞是正常细胞，随着培养时间的延长和细胞不断分裂，形成的单层细胞汇合，细胞之间相互接触而发生接触性抑制，生长速度减慢甚至停止；另外，由于密度过大生存空间不足而引起营养枯竭，加之代谢物积累也不利于细胞生长或发生中毒。此时，就需要将将培养细胞从原培养器中取出，加以分离，以12或13以上比率转移到另外培养器皿（瓶）内扩大培养，此过程称为传代（passage）。原代培养细胞经首次传代成功后即成为细胞系，由原先存在于原代培养物中的细胞世系组成。细胞传代后一般经三个阶段：游离期；指数增生期和停止期。培养细胞的“一代”是指传代培养的累积次数，其与细胞世代或倍增不同，细胞转移扩大培养的1代中，细胞约能倍增36次。细胞增殖的旺盛程度通常用细胞分裂指数表示，即细胞群的分裂相数100个细胞。一般细胞分裂指数介于0.20.5，肿瘤细胞可达35。细胞接种23d时分裂增殖旺盛，是活力最好时期，称指数增生期（对数生长期），适宜进行各种试验。体外培养细胞和生长类型不同，传代培养的方法也不同。贴附型生长的细胞要先进行消化，制成细胞悬液再传代；而悬浮型生长的细胞可直接传代，或离心后传代。3细胞活力测定：在标准化培养和实验条件下，细胞数目及活力测定极其重要。1983年Mosmann首次应用MTT比色法检测培养细胞活力。MTT的化学名称为3-（4，5-二甲基噻唑-2）-2，5-二苯基四氮唑溴盐，商品名为噻唑蓝。其具有接受氢原子而发生显色反应。检测原理为，活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使琥珀酸脱氢，脱下的H通过受氢体传递，能使外源性染料MTT还原为不溶性的蓝紫色结晶物，并沉积在细胞中。细胞中的蓝紫色结晶物可以溶解在二甲基亚砜（DMSO）中，并表现为一定的色度。用酶联免疫检测仪在490nm波长处测定其光吸收值，并根据光吸收值的高低判断活细胞数量。在一定细胞数范围内，光吸收值与活细胞数成正比。死细胞内酶失去活性，故无此功能。该检测方法灵敏度高、重复性好、操作简便、经济安全，具有良好的相关性。广泛用于一些生物活性因子的活性检测、大规模的抗肿瘤药物筛选、细胞毒性试验以及肿瘤放射敏感性测定等。三.实验物品1材料：乳鼠、HeLa细胞（人宫颈癌细胞）。2器材：超净工作台、解剖器材、酒精灯、离心管、移液管、吸管、烧杯、大平皿、96孔培养板、不锈钢滤网（100目、200目）、水浴箱、血细胞计数板、培养瓶、CO2培养箱、离心机、盖玻片，擦镜纸，香柏油、倒置相差显微镜、显微镜、全自动酶标仪（bio-rad550型）。3试剂：（1）75乙醇（2）PBS液（pH7.2）配方：Nacl 8g、Kcl 0.2g、Na2HPO4 1.44g、KH2PO4 0.24g调pH 7.4定容1L（3）无钙、镁离子PBS液（4）D-HanK液（无钙、镁离子的HanK液）（5）消化液（0.25%胰蛋白酶、0.02%EDTA各1份）（6）0.25胰蛋白酶溶液（胰蛋白酶0.25g、D-Hanks液100ml,pH7.4）（7）0.4%台盼蓝、（8）培养液：EMEM培养液（Eagles Minimum Essential Medium Eagle氏最低要求培养基）：EMEM85份，小牛血清15份，加入青霉素、链霉素贮存液1份，使青霉素、链霉素的最终浓度分别为100单位及100 ng/ml。EMEM培养基可选用各种商品供应之粉末培养基，按生产厂商提供资料配制并除茵。4冰箱贮存。DMEM（Dulbeccos Modification of Eagles Medium）：RPMI1640培养液（90%RPMI 1640、10%胎牛血清、双抗（青霉素,链霉素）100单位/ml 7.4%NaHCO3调pH至6.87.0）RPMI1640维持液（5%胎牛血清、余同上）（9）0.5%MTT 溶液（5mg/ml）、MTT 0.5g，溶于100 ml的磷酸缓冲液（PBS）,用0.22m滤膜过滤以除去溶液里的细菌，放4 避光保存两周内有效。在配制和保存的过程中，容器最好用铝箔纸包住。最好现用现配。（10）二甲基亚砜（11）碘伏 四.实验步骤原代培养组织块培养法:1动物处死取新生大鼠（出生23天）一只，用颈椎脱臼法处死；为避免过多血细胞的干扰，也可采用剪断颈动脉放血的方法处死。然后，把新生大鼠浸入盛有75乙醇的烧杯中2-3秒，取出后放在大平皿中携入超净工作台。2取材用碘酒和75乙醇再次消毒一次，打开消毒器械包 用镊子新生大鼠腹部皮肤,用解剖剪开腹腔,充分暴露腹腔；用另一镊子轻轻夹起肠管,翻置一侧,充分暴露位于腹腔背壁脊柱两侧的肾脏（右肾略低）；取下双侧肾脏,放入消毒培养皿中。（或取出肝组织置于培养皿中。）3剪切剪开肾膜，剥向肾门，去除肾膜及脂肪；用吸管吸取灭菌PBS（或Hanks液）将肾脏清洗3次，去除血污；将肾脏移入另一平皿中，沿纵轴剪开肾脏，剪去肾盂，用眼科剪将肾组织反复剪碎，直到剪成0.51mm3组织块；用吸管加23滴培养液轻轻吹打，使组织块悬浮在培养液中。（或肝组织用Hanks液反复冲洗，以除去血细胞，将肝组织移入另一个培养皿中，用吸管吸取0.5ml培养基置于肝组织上，用另一眼科剪将其剪成0.51mm3组织块。）4接种：用弯头吸管小心分次吸取组织块，使组织块吸在吸管端部，要避免吸得过高，组织块粘附于吸管壁而丢失。将组织块均匀排布在培养瓶底部，控制组织块间距在0.5cm左右，每25ml培养瓶底可摆布1520块。轻轻翻转培养瓶，使瓶底向上，翻瓶时勿使组织块流动，加入23ml培养液（液层厚约15mm），塞好瓶塞，置CO2培养箱37培养23h,（勿超过4h）。此时组织块略干燥，能贴附于瓶壁上。5. 培养：慢慢翻转培养瓶，使培养液浸泡附于瓶底的组织块，置培养箱中静止培养。操作过程中动作一定要轻，减少振动，使培养液慢慢覆盖组织块，否则会使组织块脱落，影响贴壁培养。6观察24小时后取出观察，移动培养瓶时要尽量使培养液震荡撞击组织块。在显微镜下观察已贴壁的组织块有无细胞长出。消化培养法:1处死动物、取材及剪切：与组织块培养法相同。剪切后的组织块再用灭菌的PBS（或Hanks液）清洗数次，直到PBS澄清为止。移入无菌离心管中，静置数分钟，使组织块自然沉到管底，弃上清。2消化及分散组织块按组织块体积510倍量，吸取0.25胰蛋白酶-0.02%EDTA混合消化液加到含组织块的无菌离心管中，与组织块混匀后，加盖无菌塞子密封，置37水浴中消化1020min，其间每5min摇动一次，使组织块散开并与消化液充分接触。当组织块变得疏松、颜色略白时，从水浴中取出离心管，在超净工作台内静置后吸去含胰蛋白酶的上清（此步骤可以在8001000rpm离心35min去除含胰蛋白酶的上清），加入23ml培养液，终止消化。用吸管反复吹打，直到大部分组织块分散成单细胞或细胞团状态为止。最后将此细胞悬液用100目、200目的不锈钢滤网过滤至烧杯中。3计数及稀释：从过滤的细胞悬液中取1ml，用血细胞计数板计数。根据计数结果，用培养液稀释，稀释后的细胞密度以5×1051×106为宜。4接种培养：将稀释好的细胞悬液分装于培养瓶中，一般25ml小方瓶分装45ml,青霉素瓶分装1ml。培养瓶上做好标记，培养瓶盖旋紧后再松半个螺旋，置CO2培养箱在37培养。5观察：接种培养后要每日观察培养液是否污染、颜色变化及细胞生长状况。培养液黄色且混浊表示污染，紫红色表明细胞生长不良，桔红色表明细胞生长良好。传代培养贴壁细胞的传代培养:1准备从培养箱中取出原代培养细胞，在显微镜下观察，确认已长成致密单层、生长良好，适宜传代培养。将培养瓶连同所需实验用品备齐，放入超净工作台内，所有实验操作均在超净工作台内进行。2.消化弃去原代培养瓶内的旧培养液，加入适量无钙、镁离子PBS液（或Hanks液），轻轻摇动培养瓶，清洗残留在细胞表面培养液和碎片，弃去清洗液。在培养瓶内加入消化液（0.25%胰蛋白酶、0.02%EDTA各1份）约23ml,以液面盖满细胞为宜。培养瓶置室温或培养箱内23min后，在倒置显微镜下观察培养瓶中的细胞，当发现细胞胞质回缩、细胞间间隙增大时，或翻转培养瓶肉眼观察，细胞单层出现针孔大小的缝隙，则快速弃去消化液；如未出现缝隙，则继续消化，直到出现缝隙。向培养瓶中加入PBS液（或Hanks液），轻转培养瓶清洗残留的消化液后倒掉PBS液（或Hanks液）。3分装在培养瓶内加入新配制的培养液约3ml，并用吸管反复吹打瓶壁，至细胞层全部脱落，再轻轻吹打细胞悬液，使细胞散