近年來,類器官培養(yǎng)熱潮一直不斷攀升,而胃類器官也受到大多數(shù)人的關(guān)注,胃類器官是一種衍生于胃干細(xì)胞或者多能誘導(dǎo)干細(xì)胞的類器官模型,體外培養(yǎng)的胃類器官含有多種細(xì)胞克隆亞群,其培養(yǎng)環(huán)境模擬活體內(nèi)的真實(shí)微環(huán)境,因此胃類器官在細(xì)胞成分、組織構(gòu)架及特定功能等方面與胃上皮組織高度相似,可實(shí)現(xiàn)在體外培養(yǎng)環(huán)境中對胃上皮組織的復(fù)制,為人類胃生理與疾病的研究提供了一個(gè)新的平臺。 |
原理 |
胃上皮類器官培養(yǎng)的原理就是3D環(huán)境下培養(yǎng)胃上皮干細(xì)胞,加入生長因子和小分子刺激干細(xì)胞自發(fā)分裂、分化形成球囊狀結(jié)構(gòu)。胃上皮腺體可分為胃底/體腺和胃竇/幽門腺兩部分,胃底腺和胃竇腺均可構(gòu)建胃上皮類器官,其中含有的細(xì)胞成分與各自上皮一致。 胃類器官的培養(yǎng)較為繁瑣,特別是獲取原始干細(xì)胞操作步驟較多,操作時(shí)間長,培養(yǎng)過程中也有些注意事項(xiàng),對于初學(xué)者若不注意一些操作細(xì)節(jié),很可能導(dǎo)致培養(yǎng)失敗。所以PeproTech技術(shù)員實(shí)踐總結(jié)了以下全面的操作流程,并強(qiáng)調(diào)在培養(yǎng)操作中的注意要點(diǎn),以便您可以清楚透徹的get其培養(yǎng)方法,幫助大家提高培養(yǎng)的成功率。
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■胃類器官的制備方法 |
1) 小鼠腹腔麻醉后以頸椎脫臼法處死,剖腹,分離胃移至置于冰上的培養(yǎng)皿中。 2) 沿胃大彎側(cè)剪開胃壁,冰 PBS 沖洗并分離胃體部。去除胃肌層,將剩下的上皮層剪成直徑小于2 mm大小的碎片。用10 ml的移液管將組織碎片的移至15 ml離心管中,添加10 ml冰PBS反復(fù)吹打重懸,然后讓組織碎片自然沉降于管底,棄去約 7.5 ml的上清。 |
3) 重復(fù)該重懸清洗步驟 5 ~10 次至上清液清亮,棄上清。 4) 最后一次漂洗后,吸除大部分上清液,向沉淀中加入含10 mM EDTA溶液(25 ml)室溫消化60 min后,棄上清。 5) 加入10 ml冰PBS用移液管輕輕吹打幾次,等待組織塊沉淀下去,棄去上清,將組織塊轉(zhuǎn)移到10 cm2的培養(yǎng)皿中,在組織塊上覆蓋一個(gè)無菌的載玻片,戴上無菌手套,用兩手的大拇指按壓載玻片,將組織塊腺體中的細(xì)胞擠壓出來。 |
6) 加入PBS反復(fù)吹打培養(yǎng)皿和載玻片上的組織塊,吹打后等待組織塊自然沉降,小心吸取上清液并使用70 μm濾網(wǎng)過濾,將濾液收集于干凈的50 ml管中。 7) 如果收集的細(xì)胞不夠多,可以重復(fù)5)和6)步驟,將幾份混合液以200×g離心5 min。小心地倒出并丟棄上清液。 配置類器官培養(yǎng)基: 在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入: |
8) 將沉淀重懸于含有冰的類器官培養(yǎng)基中,吸取10 μL置于玻璃載玻片或血細(xì)胞計(jì)數(shù)器上。使用倒置顯微鏡,計(jì)數(shù)分離的細(xì)胞數(shù)目,200 g離心5 min,小心吸出并棄去上清。用類器官培養(yǎng)基重懸細(xì)胞至1.6 x105個(gè)/ml 9) 將離心管置于冰上,吸取150 μL重懸好的細(xì)胞懸液,加入等體積的預(yù)冷的Matrigel,小心地上下吹打十次以充分混勻,注意避免產(chǎn)生氣泡。 10) 吸取50 μL懸液,加入到提前預(yù)熱的24孔板每個(gè)孔中的中心部位,樣品應(yīng)在每個(gè)孔的中心形成圓頂結(jié)構(gòu)。為了防止接種時(shí)出現(xiàn)氣泡,槍頭內(nèi)液體不要全部打出。分別接種24孔板4個(gè)孔。 11) 將培養(yǎng)板在37°C下靜置10分鐘以待基質(zhì)膠完全凝固。將平板轉(zhuǎn)放入培養(yǎng)箱時(shí),應(yīng)注意不要破壞凝固后的液滴。 12) 使用移液槍沿著孔側(cè)壁向每個(gè)孔中輕輕地加入500 μL室溫(15-25℃)的配置的類器官培養(yǎng)基。不要將培養(yǎng)基從圓頂結(jié)構(gòu)上直接加入。 13) 向其它未接種的孔中加入無菌PBS以保證培養(yǎng)時(shí)的濕度。 14) 將培養(yǎng)板的蓋子蓋好,并在37℃和5%CO2下進(jìn)行培養(yǎng)。 15) 每隔2天進(jìn)行完全換液。換液時(shí)將移液槍頭放在孔底邊緣小心地將原有液體培養(yǎng)基吸出,并加入為500 μL新鮮的室溫類器官培養(yǎng)基。 16) 在培養(yǎng)第7至10天以1:3~1:6的比例進(jìn)行類器官傳代,以避免在類器官過度生長和空腔內(nèi)積累過量的碎屑。 |
■小鼠胃類器官的傳代 1) 在成熟類器官的24孔板中,每孔加入約1000基礎(chǔ)培養(yǎng)基,使用無菌細(xì)胞刮刮取孔板中的基質(zhì)膠,收集每個(gè)孔中的懸液置于15 ml離心管中;
2) 將可以傳代的類器官冰上放置5~10 min;用1 ml大槍頭吹打?qū)⒒|(zhì)膠打碎,吹打30下左右,此過程避免產(chǎn)生氣泡(調(diào)制量程到700 μL可避免氣泡產(chǎn)生), 可取適量的懸液觀察,直至大部分類器官結(jié)構(gòu)解離。其后步驟同胃類器官的制備方法中9)~13) 注:傳代中,若隱窩狀態(tài)良好可進(jìn)行1:3傳代,若狀態(tài)較差可進(jìn)行1:1傳代。全程可以維持約3個(gè)月的長期傳代擴(kuò)增,且類器官狀態(tài)保持良好。 ■胃類器官的培養(yǎng)注意事項(xiàng) 1) 胃解剖上可分為胃底、胃體、胃竇、幽門(小鼠胃還擁有前胃部分),對應(yīng)的胃上皮可以分為胃底/體腺和胃竇/幽門腺兩部分,兩者在細(xì)胞構(gòu)成上差別較大。它們均含有表面黏液細(xì)胞、頸粘液細(xì)胞、干細(xì)胞、內(nèi)分泌細(xì)胞;但胃底腺含有壁細(xì)胞(分泌鹽酸)和主細(xì)胞(分泌胃蛋白酶),而胃竇腺不含有這兩種細(xì)胞組分。胃底腺和胃竇腺均可以構(gòu)建成胃上皮類器官。胃腺體內(nèi)的干細(xì)胞能夠分裂、分化,自發(fā)形成球囊狀結(jié)構(gòu);囊壁上含有所有腺體內(nèi)的細(xì)胞成分。囊內(nèi)為上皮的腔面,內(nèi)含脫落細(xì)胞、分泌物等;囊外為上皮的基底面,為細(xì)胞外基質(zhì)成分。
2) EDTA消化液需要用無鈣無鎂的PBS溶液進(jìn)行稀釋,否則影響EDTA的螯合作用。 |
■胃類器官的培養(yǎng)相關(guān)試劑及使用濃度 |