生堡塞墅处型盘盔!Q塑生!旦星垫鲞筮!翅£丛!』坠e§!瑾:丛型!Q唑:y!!:21:型!:§
・661・
・新技术与新方法・
一种改良大鼠肝细胞分离和原代培养技术
王伟雅周济宏
【摘要】
张峰平晓春李幼生黎介寿
Ⅲ型胶原预铺培养板,改良
目的探讨并改进大鼠肝细胞分离和堵养技术。方法
原位胶原酶阴步灌流法分离肝细胞,适宜密度接种.含10%胎牛血清的RPMI1640培养基培养;观察细胞产量、活率、贴壁和生长情况评价方法的可行性。结果肝细胞分离时间明显缩短;胶原酶用量减少1/3;每鼠可获得(1.81±0.65)X108个肝细胞;活率为(87.46±6.90)%;细胞接种4
h
即可贴壁,可存活2~3周。结论该法操作简便、经济,细胞产量和存活率高,贴壁和生长良好,可满足各种实验需求。
【关键词】肝细胞;胶原酶;细胞培养
A
modifiedmethodofisolationandprimarycultureofrathepatocytesWANGWei—ya,ZHOUJi—
hong,ZHANGFeng,eta1.ResearchInstituteofGeneralSurgery,ClinicalSchoolofMedical
College
ofNan-
ringUniversity.Nanjing
Correspondingauthor:UYou—sheng
210002.China
【Abstractl
tocytes
were
0bjective
a
Toexploreandmodifythemethodofisolationandprimarycultureof
were
rat
hepatocytes.Methods
isolatedby
Six.welIplates
m
modifiedtwo・stepeollagenaseperfusiontechniqueinsitu,seededineligibleden—
mediumcontaining
were
pre.coatedwithcollagenabout24hbeforeuse.Rathepa.
sity.andculturedinfuPMI1640merit
10%fetalbovineserum.Theyield.viability,attach.
andgrowthofhepatocytes
WaSwere
observedto
estimatethefeasibility.Results
The
isolationtimeofrat
hepatocyteshepatocytes
shortenedobviously.One.thirdofobtainedfrom
every
eollagen舶eIV
a
WaS
saved.About(1.81±0.65)X
105
to
rat.andtheviabilityWas(87.46±6.90)%.The
cellsattached
山eplatesabout4hafterseeded.grewwellandhadfled
methodiseeonomicM.andlessJabor
rate
are
two—tothree.weeksarvival.ConclusionThemodi.
yield,viabilityandattachment
andtimeforjsolationandcultureofprimaryrathepatocytes.Thehighenoughtobeusedforvariousexperiments.
culture
【Keywords】Hepatocytes;Collagenases;Cell
体外培养肝细胞用于药理学、毒理学、生物化学以及生物人工肝等领域的研究具有许多优点¨J。但肝细胞属于高分化细胞,所需培养条件较高,成功率低,是制约该技术广泛应用的瓶颈口J。虽然国内外在此方面的研究已有60多年的历史,但H前采用的方法仍存在费时、费力、存活率和贴壁率低等缺点。在本实验中,我们作了针对性的改进,获得了较理想效果。
材料和方法
1.材料:Sprague.Dawley大鼠,36只,5—6周龄,体质量150~180g,雌雄不限,标准饮食喂养。cO:培养箱(HERA
cell
型胶原(美国Sigma公司),IV型胶原酶(美国Gibco公司),乙二醇双(2一氨基乙基醚)四乙酸(EGTA,Amres—co),I型DNA酶(DNase
I,美国Sigma公司);无
mmol/L
EGTA,pH
Ca“、Mg“的D—Hanks液(含0.5
7.2—7.4),高压灭菌;IV型胶原酶灌注液(Hanks液,
钔.05%的Ⅳ型胶原酶、0.005%DNase
0.01
I,pH7.2—
7.4),用前现配,抽滤除菌;1X磷酸盐缓冲液(PBS,
moL/L),高压灭菌。
2.实验准备:将Ⅲ型胶原用0.1moVL的醋酸溶解成1∥L的贮存液,抽滤除菌(一20℃下保存),用前以PBS稀释至0.1s/L使用液。按50I_Ll/em2底面积涂布培养板底,置于37℃培养箱中孵育2h以上。吸出多余胶原液(回收,4℃下保存,重复使用),加入PBS备用。
3.肝细胞分离:按文献[3,4]描述的方法并做适当改进分离肝细胞。先将100
80
ml
1
150);倒置相差显微镜(Olympus,
CKX41);6孔细胞培养板(TPP,Switzerland);无菌头皮针、200日尼龙网筛和手术器械;RPMI1640培养基(美国Gibco公司),胎牛血清(ICP,NewZealand),Ⅲ
DO!:10.3760/ema.j.issn.1001-9030.2009.05.042基金项目:国家内然科学基金资助项目(30672060)
作者单位:210002南京大学医学院临床学院南京军区南京总医院普通外科研究所
通信作者:李幼生
ml,37℃培养箱中浸泡过夜。次日吸除浸泡液,干燥
D—Hanks液和60—
rIIl胶原酶液在水浴箱中预温至37℃。腹腔注射氯
胺酮(100mg/kg)麻醉,腹腔注射肝素钠(5U/g)抗凝。备胸腹部皮肤,碘伏消毒。正中切口开腹,游离门静
万方数据
・662・
主堡塞熊处登苤查!Q塑生!旦筮堑鲞笙i翅£!i!』曼翌坠坚:丛业!Q鲤:!尘:堑:羔!:!
脉,深面预置1根结扎线。剪去头皮针头使断面成斜坡状,轻轻挑起门静脉干,距肝f-j1.5—2.0cm处横行剪开前壁,向近心端插入导管并固定。开右胸显露并结扎下腔静脉胸段。离断下腔静脉腹腔段,经导管以
lO一20
ml/min的速度匀速灌注D—Hanks液。肝脏变
苍白、流出液变清时开始灌注胶原酶液,流速为8~
10
ml/min,待肝脏呈土黄色、包膜下呈龟背状裂隙时
停止灌流。摘除肝脏,立即置于40rIll冰浴的PBS中。在超净台内将肝脏和洗液转人无菌平皿,用无齿镊反复夹持破碎肝组织,边央边漂洗,直至无太多肝细胞残留为止,丢弃结缔组织。200目尼龙网筛过滤细胞悬液并转至50rnl离心管。50
x
g低速离心3min,去除
上层悬液,细胞沉淀同法再洗涤2次,获取较纯肝细胞。吸净上清,加入30~40ml完全RMPI1640培养基(含10%胎牛血清、青霉素100U/ml、链霉素
100
mg/L),制成细胞悬液。
4.细胞计数和存活率判定:吸取少量细胞悬液,适
当稀释,与0.4%台盼蓝染液按9:l体积混匀,在2
min
内于10×物镜下计数一个大方格内的死细胞数(蓝染者)和总细胞数;再计数全部4个大方格内的细胞总数,据公式计算出活细胞率、细胞密度和肝细胞总数(产量)。
5.细胞接种和原代培养:稀释细胞悬液,按照3×104—10×104爪/cm2底面积的密度接种,每孔接种液量为2ml。轻轻摇匀后置于37℃细胞培养箱(5%CO:,95%空气,100%湿度)中培养。24h后首次更换培养基,以后每2d更换1次。
6.细胞贴壁和生长观察:分别在接种后4、24
h、3、
5
d、l、2和3周用倒置相差显微镜)115l察肝细胞贴擘和生长情况、形态变化和有无污染。
7.统计学方法:数据以均数±标准差(亘±s)表示。
SPSS
13.0统计软件单样本t检验方法计算细胞产量和
存活率。
结
果
1.大鼠肝细胞产量和存活率:每鼠肝脏可获得(1.81±0.65)×108个肝细胞。肝细胞存活率为(87.46±6.90)%。
2.肝细胞的纯度:50×g的相对离心力低速离心、洗涤3次,可获得较纯肝细胞。少量混杂成分多为红细胞、组织或细胞碎片,偶尔会混有肝星状细胞。
3.肝细胞贴壁和生长情况:接种后4h绝大多数肝细胞即已贴擘。24h后几乎所有活细胞都已贴壁.细胞贴附伸展变扁平,呈圆形、椭圆形或多边形,胞核较大,胞质含有较多颗粒。3d时细胞密度增大、双核
万方数据
肝细胞增多。5d时新生细胞和细胞数量进一步增多。1周时可见较多新生肝细胞生长并融合成片,核分裂像多见,同时可见少量脱肇死亡细胞。2周时细胞生长旺盛,可见大量新生细胞相互融合,色泽鲜亮。3周时新牛细胞减少而死亡崩解细胞明显增多,细胞边界模糊,可见大营细胞碎片(以7×104/cm2的密度接种)。
讨
论
肝细胞属贴附生长型细胞,国外研究多先用胶原包被培养板以促其贴壁,一般2~4h即可贴壁伸展。胶原尚可保持肝细胞的正常功能并延长其生存时间"J。离体肝细胞在悬液中可存活4—6h,尽快分离接种是保证其存活的关键。我们用无齿镊反复夹持分离,只需5min左右,可明显缩短分离时间,保证肝细胞的存活率。胶原酶价格昂贵,文献中酶液用量一般为100—150ml。我们用60~80ml胶原酶液进行灌流,同样町充分离散肝细胞。技巧是在灌流时用手指压迫下腔静脉切口上方使灌流液尽量充满肝脏,然后松开手指排出液体,反复进行数次。其优点是可延长胶原酶与肝脏间质的作用时间,可节省约1/3的胶原酶。
贴附生长型细胞在培养时受接触抑制和密度抑制调节,因此接种密度对于细胞的生长、增殖较为重要。国外报道的接种密度多介于3×104—13×104个细胞/cm2底面积之间。我们发现密度介于6×104—8×104个细胞/cm2时细胞贴壁和生长较理想;不同实验要求的接种密度也有所差异,需作长期培养时应选用较低密度以利于细胞增殖,而短期实验可增大密度至10×104个细胞/cm2左右使细胞直接贴满板底,即可很快用于实验。总之,经改良后的方法省时省力、经济、肝细胞产量和存活率高、贴壁和生长良好,可满足各种实验需求;胶原铺板、尽快分离接种、适宜接种密度是影响肝细胞贴壁生长和增殖的主要因素。
参考文献
[1]Wick
M,KoebeHG,SchildbergFW.New
ways
in
hepatccyte
eul—
tures:Cell
immobilisationtechnique.Ahex,1997,14:51—56.
[2]殷穆!彬.f1淑、!,刘fIf{#.Hr细胞分离与培养的研究进展.哈尔滨医科大学学报,2002,36:494-496.
[3]
Crisp
DM.SOrman
AE,Beime
JM.eta1.Amuhichannel
pefifusion
system
forthe
continuousmonitoring
of
glycogenolysis
and
gluco."
genesisinisolated
rat
hepatocytes.EurJ
Biochem.1
982,l
23:377—
381.
[4]DaveS.Mathur
M,Bhatnagar
V.Hepatoc”eisolation
and
transplants—
tionin
syngenicrats.Trop
Gastroenter01.2000,21:194・196.
[5]
唐钾敏,詹奋姣,李航森.等.人胎肝细胞分离与培养技术的研究.中华实验外科杂志。2001,18:438-439.
(收穑日期:20084)9・23)
生堡塞墅处型盘盔!Q塑生!旦星垫鲞筮!翅£丛!』坠e§!瑾:丛型!Q唑:y!!:21:型!:§
・661・
・新技术与新方法・
一种改良大鼠肝细胞分离和原代培养技术
王伟雅周济宏
【摘要】
张峰平晓春李幼生黎介寿
Ⅲ型胶原预铺培养板,改良
目的探讨并改进大鼠肝细胞分离和堵养技术。方法
原位胶原酶阴步灌流法分离肝细胞,适宜密度接种.含10%胎牛血清的RPMI1640培养基培养;观察细胞产量、活率、贴壁和生长情况评价方法的可行性。结果肝细胞分离时间明显缩短;胶原酶用量减少1/3;每鼠可获得(1.81±0.65)X108个肝细胞;活率为(87.46±6.90)%;细胞接种4
h
即可贴壁,可存活2~3周。结论该法操作简便、经济,细胞产量和存活率高,贴壁和生长良好,可满足各种实验需求。
【关键词】肝细胞;胶原酶;细胞培养
A
modifiedmethodofisolationandprimarycultureofrathepatocytesWANGWei—ya,ZHOUJi—
hong,ZHANGFeng,eta1.ResearchInstituteofGeneralSurgery,ClinicalSchoolofMedical
College
ofNan-
ringUniversity.Nanjing
Correspondingauthor:UYou—sheng
210002.China
【Abstractl
tocytes
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0bjective
a
Toexploreandmodifythemethodofisolationandprimarycultureof
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isolatedby
Six.welIplates
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modifiedtwo・stepeollagenaseperfusiontechniqueinsitu,seededineligibleden—
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sity.andculturedinfuPMI1640merit
10%fetalbovineserum.Theyield.viability,attach.
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105
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【Keywords】Hepatocytes;Collagenases;Cell
体外培养肝细胞用于药理学、毒理学、生物化学以及生物人工肝等领域的研究具有许多优点¨J。但肝细胞属于高分化细胞,所需培养条件较高,成功率低,是制约该技术广泛应用的瓶颈口J。虽然国内外在此方面的研究已有60多年的历史,但H前采用的方法仍存在费时、费力、存活率和贴壁率低等缺点。在本实验中,我们作了针对性的改进,获得了较理想效果。
材料和方法
1.材料:Sprague.Dawley大鼠,36只,5—6周龄,体质量150~180g,雌雄不限,标准饮食喂养。cO:培养箱(HERA
cell
型胶原(美国Sigma公司),IV型胶原酶(美国Gibco公司),乙二醇双(2一氨基乙基醚)四乙酸(EGTA,Amres—co),I型DNA酶(DNase
I,美国Sigma公司);无
mmol/L
EGTA,pH
Ca“、Mg“的D—Hanks液(含0.5
7.2—7.4),高压灭菌;IV型胶原酶灌注液(Hanks液,
钔.05%的Ⅳ型胶原酶、0.005%DNase
0.01
I,pH7.2—
7.4),用前现配,抽滤除菌;1X磷酸盐缓冲液(PBS,
moL/L),高压灭菌。
2.实验准备:将Ⅲ型胶原用0.1moVL的醋酸溶解成1∥L的贮存液,抽滤除菌(一20℃下保存),用前以PBS稀释至0.1s/L使用液。按50I_Ll/em2底面积涂布培养板底,置于37℃培养箱中孵育2h以上。吸出多余胶原液(回收,4℃下保存,重复使用),加入PBS备用。
3.肝细胞分离:按文献[3,4]描述的方法并做适当改进分离肝细胞。先将100
80
ml
1
150);倒置相差显微镜(Olympus,
CKX41);6孔细胞培养板(TPP,Switzerland);无菌头皮针、200日尼龙网筛和手术器械;RPMI1640培养基(美国Gibco公司),胎牛血清(ICP,NewZealand),Ⅲ
DO!:10.3760/ema.j.issn.1001-9030.2009.05.042基金项目:国家内然科学基金资助项目(30672060)
作者单位:210002南京大学医学院临床学院南京军区南京总医院普通外科研究所
通信作者:李幼生
ml,37℃培养箱中浸泡过夜。次日吸除浸泡液,干燥
D—Hanks液和60—
rIIl胶原酶液在水浴箱中预温至37℃。腹腔注射氯
胺酮(100mg/kg)麻醉,腹腔注射肝素钠(5U/g)抗凝。备胸腹部皮肤,碘伏消毒。正中切口开腹,游离门静
万方数据
・662・
主堡塞熊处登苤查!Q塑生!旦筮堑鲞笙i翅£!i!』曼翌坠坚:丛业!Q鲤:!尘:堑:羔!:!
脉,深面预置1根结扎线。剪去头皮针头使断面成斜坡状,轻轻挑起门静脉干,距肝f-j1.5—2.0cm处横行剪开前壁,向近心端插入导管并固定。开右胸显露并结扎下腔静脉胸段。离断下腔静脉腹腔段,经导管以
lO一20
ml/min的速度匀速灌注D—Hanks液。肝脏变
苍白、流出液变清时开始灌注胶原酶液,流速为8~
10
ml/min,待肝脏呈土黄色、包膜下呈龟背状裂隙时
停止灌流。摘除肝脏,立即置于40rIll冰浴的PBS中。在超净台内将肝脏和洗液转人无菌平皿,用无齿镊反复夹持破碎肝组织,边央边漂洗,直至无太多肝细胞残留为止,丢弃结缔组织。200目尼龙网筛过滤细胞悬液并转至50rnl离心管。50
x
g低速离心3min,去除
上层悬液,细胞沉淀同法再洗涤2次,获取较纯肝细胞。吸净上清,加入30~40ml完全RMPI1640培养基(含10%胎牛血清、青霉素100U/ml、链霉素
100
mg/L),制成细胞悬液。
4.细胞计数和存活率判定:吸取少量细胞悬液,适
当稀释,与0.4%台盼蓝染液按9:l体积混匀,在2
min
内于10×物镜下计数一个大方格内的死细胞数(蓝染者)和总细胞数;再计数全部4个大方格内的细胞总数,据公式计算出活细胞率、细胞密度和肝细胞总数(产量)。
5.细胞接种和原代培养:稀释细胞悬液,按照3×104—10×104爪/cm2底面积的密度接种,每孔接种液量为2ml。轻轻摇匀后置于37℃细胞培养箱(5%CO:,95%空气,100%湿度)中培养。24h后首次更换培养基,以后每2d更换1次。
6.细胞贴壁和生长观察:分别在接种后4、24
h、3、
5
d、l、2和3周用倒置相差显微镜)115l察肝细胞贴擘和生长情况、形态变化和有无污染。
7.统计学方法:数据以均数±标准差(亘±s)表示。
SPSS
13.0统计软件单样本t检验方法计算细胞产量和
存活率。
结
果
1.大鼠肝细胞产量和存活率:每鼠肝脏可获得(1.81±0.65)×108个肝细胞。肝细胞存活率为(87.46±6.90)%。
2.肝细胞的纯度:50×g的相对离心力低速离心、洗涤3次,可获得较纯肝细胞。少量混杂成分多为红细胞、组织或细胞碎片,偶尔会混有肝星状细胞。
3.肝细胞贴壁和生长情况:接种后4h绝大多数肝细胞即已贴擘。24h后几乎所有活细胞都已贴壁.细胞贴附伸展变扁平,呈圆形、椭圆形或多边形,胞核较大,胞质含有较多颗粒。3d时细胞密度增大、双核
万方数据
肝细胞增多。5d时新生细胞和细胞数量进一步增多。1周时可见较多新生肝细胞生长并融合成片,核分裂像多见,同时可见少量脱肇死亡细胞。2周时细胞生长旺盛,可见大量新生细胞相互融合,色泽鲜亮。3周时新牛细胞减少而死亡崩解细胞明显增多,细胞边界模糊,可见大营细胞碎片(以7×104/cm2的密度接种)。
讨
论
肝细胞属贴附生长型细胞,国外研究多先用胶原包被培养板以促其贴壁,一般2~4h即可贴壁伸展。胶原尚可保持肝细胞的正常功能并延长其生存时间"J。离体肝细胞在悬液中可存活4—6h,尽快分离接种是保证其存活的关键。我们用无齿镊反复夹持分离,只需5min左右,可明显缩短分离时间,保证肝细胞的存活率。胶原酶价格昂贵,文献中酶液用量一般为100—150ml。我们用60~80ml胶原酶液进行灌流,同样町充分离散肝细胞。技巧是在灌流时用手指压迫下腔静脉切口上方使灌流液尽量充满肝脏,然后松开手指排出液体,反复进行数次。其优点是可延长胶原酶与肝脏间质的作用时间,可节省约1/3的胶原酶。
贴附生长型细胞在培养时受接触抑制和密度抑制调节,因此接种密度对于细胞的生长、增殖较为重要。国外报道的接种密度多介于3×104—13×104个细胞/cm2底面积之间。我们发现密度介于6×104—8×104个细胞/cm2时细胞贴壁和生长较理想;不同实验要求的接种密度也有所差异,需作长期培养时应选用较低密度以利于细胞增殖,而短期实验可增大密度至10×104个细胞/cm2左右使细胞直接贴满板底,即可很快用于实验。总之,经改良后的方法省时省力、经济、肝细胞产量和存活率高、贴壁和生长良好,可满足各种实验需求;胶原铺板、尽快分离接种、适宜接种密度是影响肝细胞贴壁生长和增殖的主要因素。
参考文献
[1]Wick
M,KoebeHG,SchildbergFW.New
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hepatccyte
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tures:Cell
immobilisationtechnique.Ahex,1997,14:51—56.
[2]殷穆!彬.f1淑、!,刘fIf{#.Hr细胞分离与培养的研究进展.哈尔滨医科大学学报,2002,36:494-496.
[3]
Crisp
DM.SOrman
AE,Beime
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continuousmonitoring
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glycogenolysis
and
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23:377—
381.
[4]DaveS.Mathur
M,Bhatnagar
V.Hepatoc”eisolation
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tionin
syngenicrats.Trop
Gastroenter01.2000,21:194・196.
[5]
唐钾敏,詹奋姣,李航森.等.人胎肝细胞分离与培养技术的研究.中华实验外科杂志。2001,18:438-439.
(收穑日期:20084)9・23)