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標簽: 大鼠 腦微血管 內皮細胞 原代培養(yǎng)
大鼠腦微血管內皮細胞原代培養(yǎng)可以:(1)應用于血腦屏障的研究,;(2)腦血管疾病的病理生理及分子生物學研究;(3)新藥篩選,;(4)腦微血管內皮細胞生理生化及藥理學研究,。
實驗方法
- 酶消化法
實驗方法原理 | 丁香園站友參考文獻采用以大腦皮質為材料,、酶消化及梯度離心分離腦微血管段并進行原代培養(yǎng),,成功地摸索出大鼠腦微血管內皮細胞分離和原代培養(yǎng)的方法,,并獲得純度較高的腦微血管內皮細胞,。 |
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實驗材料 | SD大鼠 |
試劑、試劑盒 | 纖連蛋白 Ⅳ型膠原 明膠 肝素鈉 堿性成纖維細胞生長因子 青霉素 鏈霉素 NaHCO3 牛血清白蛋白 鼠尾膠 葡聚糖 DNA酶I D-Hanks'液 II型膠原酶 |
儀器,、耗材 | 低溫離心機 離心管 移液槍 |
實驗步驟 | 一,、實驗材料準備 1. 實驗動物 每次實驗采用10只2-3周齡SD大鼠,雌雄均可,,體重40~60 g,。 纖連蛋白(fibronectin),、Ⅳ型膠原、鼠尾膠,、葡聚糖(dextran,,分子量100~200 kDa)和DNA酶I(DNase I)購自Sigma公司;D-Hanks'液,、10×PBS按配方自制,;II型膠原酶購自Worthington公司;明膠,、牛血清白蛋白(BSA)、HEPES購自Amresco公司,;Percoll 購自Amersham Biosciences,;DMEM(高糖)購自GIBCO/BRL公司;肝素鈉,、NaHCO3購自中國醫(yī)藥集團上?;瘜W試劑公司;青,、鏈霉素購自上海生工生物工程有限公司,;胎牛血清(FBS)購自PAA Laboratories;堿性成纖維細胞生長因子(bFGF),,膠原酶/分散酶(collagenase/dispase)購自Roche公司,。 3. 儀器 低溫離心機(Centrifuge 5810 R,購自Eppendorf,;Himac CR 22F,,購自Hitachi)。 4. 試劑配制 (1)1 mg/ml鼠尾膠(用0.2%乙酸配制),,1%明膠(用D-Hanks'液配制),,1%II型膠原酶(用DMEM配制,用時稀釋成0.1%的濃度),,1%膠原酶/分散酶(用DMEM配制,,用時稀釋成0.1%),15%葡聚糖(用PBS配制),,20% BSA(用DMEM配制,,調pH值至7.4后用0.45 μm濾膜過濾除菌,較難過濾),,DNase I(用冷PBS配制成2 U/μl),,以上試劑經0.22 μm濾膜過濾除菌后分裝保存于-20℃。 二、培養(yǎng)皿預處理 1. 涂布3種不同的基質,,培養(yǎng)前一天加入1 ml 1%明膠于35 mm塑料培養(yǎng)皿,,置于37 ℃培養(yǎng)箱,接種前用D-Hanks'液漂洗2次,。 三,、 腦微血管段的分離與腦微血管內皮細胞原代培養(yǎng) 1. 大鼠頸椎脫臼處死后浸泡于75%乙醇中消毒3~5 min后斷頭置于玻璃培養(yǎng)皿中,,打開顱腔后取出全腦置于盛有冷D-Hanks'液的玻璃培養(yǎng)皿中解剖去除小腦、間腦(包括海馬),。
四、鑒定方法 形態(tài)學,、Ⅷ因子相關抗原免疫組織化學檢測,。 五、 結果 1. 細胞形態(tài)觀察 接種當時可見由圓形的內皮細胞構成的呈單枝狀或分枝狀的腦微血管段,,并可見散在的單細胞及組織碎片(見圖1-1),;培養(yǎng)12~24 h后可見培養(yǎng)的細胞從貼壁的微血管段周圍長出,細胞呈短梭形,,區(qū)域性單層生長,,經換液后微血管段的殘余部分不斷減少,成纖維細胞,、周細胞等雜細胞含量較少,;隨著培養(yǎng)時間的延長,內皮細胞不斷增殖,,可見"漩渦"分布,,大約5~7天細胞達到融合,短梭形的內皮細胞占90%以上,,但可見少量周細胞等雜細胞生長于內皮細胞單層表面或細胞克隆間隙(結果未顯示),。細胞生長過程見圖1,細胞接種于纖連蛋白/Ⅳ型膠原涂布的培養(yǎng)皿,。 2. 涂布不同基質的細胞生長情況 明膠及鼠尾膠涂布的培養(yǎng)皿微血管段貼壁時間較長,,6 h時可見少量微血管段貼壁但無內皮細胞長出,12~24 h可見一些內皮細胞長出,,24 h后腦微血管段*貼壁并有較多的內皮細胞長出,,兩者無明顯差異(見圖2-1~4);纖連蛋白/Ⅳ型膠原涂布的培養(yǎng)皿培養(yǎng)后6 h即可見微血管段貼壁并有一些內皮細胞長出,,12~24 h內基本*貼壁并有較多的內皮細胞長出(見圖2-5,6),。 3. 免疫組化鑒定 Ⅷ因子相關抗原免疫組化檢測可見培養(yǎng)的腦微血管內皮細胞的胞漿及核周有棕黃色著色,胞核呈空泡狀結構,;對照染色為陰性,。 收起 |
其他 | 一、實驗討論 我們采用兩次酶消化,、梯度離心分離得到腦微血管段,,探索各種不同的培養(yǎng)條件,成功地進行了較純的大鼠腦微血管內皮細胞的原代培養(yǎng),,內皮細胞純度可達90%以上,,而且細胞得率較高,10只動物可培養(yǎng)8~10個35 mm一次性塑料培養(yǎng)皿,,培養(yǎng)面積大約80~100 cm2,,與國內的一些方法[3~5]相比,細胞得率有明顯的提高。 由于新生鼠易于混有較多的雜細胞且大腦較小以及哺乳期大鼠優(yōu)于超過1月齡的大鼠[9],,我們采用2~3- 12 - 丁香園細胞技術討論版電子文集 大鼠腦微血管內皮細胞培養(yǎng)周齡哺乳期的SD大鼠作為培養(yǎng)材料,。腦微血管內皮細胞原代培養(yǎng)的關鍵是首先分離獲得純度較高且活力好的腦微血管段。在解剖過程中仔細去除軟腦膜,、大血管及大腦白質收集大腦皮質,,可減少成纖維細胞和平滑肌細胞的生長,對于提高內皮細胞的純度具有重要意義,。由于膠原酶對內皮細胞的損傷較小,,我們采用0.1%Ⅱ型膠原酶消化剪碎后的大腦皮質分散組織,同組織勻漿法[3,10]相比,,酶消化法可避免組織勻漿對內皮細胞的損傷,,從而有利于提高細胞的活力。經膠原酶消化后采用20% BSA或15%葡聚糖離心可分離腦微血管段與神經組織及大血管,,得到底層的腦微血管段,,這種方法被廣泛應用于腦微血管段的分離[5~9,11,12],我們發(fā)現20% BSA較15%葡聚糖而言,,其分離獲得的腦微血管段數量更多,,而且腦微血管段狀態(tài)更好更易貼壁生長。由于周細胞是腦微血管內皮細胞原代培養(yǎng)中zui常見的雜細胞,,它會明顯抑制內皮細胞的生長[7],,因此原代培養(yǎng)中應盡量減少周細胞的數量,我們采用兩次酶消化方法[7],,控制兩次酶消化的時間,,用0.1%膠原酶/消化酶分散出內皮細胞外圍的周細胞,,zui后采用一定濃度的連續(xù)梯度的Percoll分離以去除周細胞和紅細胞得到較純的腦微血管段,。在酶消化過程中加入適量的DNA酶可分散消化過程中釋放的DNA所引起的微血管段凝結塊,有利于增加微血管段的得率,。對于Percoll離心,,我們嘗試了3個濃度(33%、45%及50%)后發(fā)現,,濃度越大,,腦微血管段離靠近離心管底的紅細胞及周細胞越遠,分離效果也越好,,因此采用50% Percoll效果,,并且采用水平轉頭的低溫離心機以提高離心效果。內皮細胞純化的其他方法有機械刮除法,、克隆培養(yǎng)法,、FACS分類法[13]、Thy1.1免疫反應殺傷法[7,14]、采用血漿來源的胎牛血清[8],、磁珠結合法[10]等,,但是我們發(fā)現機械刮除法和克隆培養(yǎng)法并不適合大鼠腦微血管內皮細胞的純化,因為原代內皮細胞傳代后狀態(tài)不佳且易被雜細胞所抑制[7],,而后面幾種方法比較昂貴不予推薦,;血漿來源的胎牛血清不含PDGF,不促進雜細胞的生長,,但是其較昂貴,,可選擇胎牛血清用于原代培養(yǎng)。
腦微血管內皮細胞的原代培養(yǎng)需要涂布明膠,、鼠尾膠,、纖連蛋白等基質以利于腦微血管段貼壁和內皮細胞的生長。我們嘗試不同基質后發(fā)現其對腦微血管段的貼壁和內皮細胞的生長作用不同,,纖連蛋白/IV型膠原優(yōu)于鼠尾膠,,而鼠尾膠比明膠好,而且接種密度的要求前者比后兩者要低,,后兩者需要達到一定密度才有利于腦微血管段貼壁,。另外我們發(fā)現內皮細胞不易生長于玻片上,而較易生長于塑料培養(yǎng)皿上,,這與文獻報道基本相符[8,14],。內皮細胞生長需要添加內皮細胞生長因子以促進內皮細胞的增殖抑制雜細胞的生長,我們采用bFGF可有效促進內皮細胞的生長,,同時添加100 μg/ml肝素協(xié)同bFGF的作用并可抑制平滑肌細胞的生長[9],。同時為了保證內皮細胞的營養(yǎng),并去除腦微血管段的殘余碎片,,我們采用20% FBS的血清濃度并隔天換液,。 我們培養(yǎng)的腦微血管內皮細胞呈短梭形,區(qū)域性單層生長,,隨著培養(yǎng)時間的延長及內皮細胞的增殖,,可見"漩渦狀"分布,約5~7天后,,各區(qū)域之間可逐漸融合,,其形態(tài)和生長特點與大多數文獻報道相似[6~9,11,12]。根據內皮細胞的短梭形的形態(tài)特點,、Ⅷ因子相關抗原表達陽性可鑒定我們所培養(yǎng)的細胞確為腦微血管內皮細胞[3,5,8],。 我們的大鼠腦微血管內皮細胞體外培養(yǎng)模型的建立,對于研究腦內皮的生理,、生化及藥理研究是一個較好的工具,,同時可與星型膠質細胞共培養(yǎng)用于構建血腦屏障模型[1],。相信隨著技術方法的不斷改進,腦微血管內皮細胞體外培養(yǎng)的模型將逐漸接近于其在體特征,,并被廣泛應用于相關研究[1],。
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