本文主要是提供一種實(shí)用的肝細(xì)胞提取方式,為從事病毒性肝炎、肝硬化和肝癌方面。以及少數(shù)從事肝臟的遺傳性代謝疾病、免疫性肝病、藥物和化學(xué)中毒性肝病、肝血管性疾病等研究者提供一些參考。
實(shí)驗(yàn)方法
小鼠肝臟的原位灌洗 用60ml注射器吸取已預(yù)溫至37℃ 的原代肝 細(xì)胞分離液 I 并連接好靜脈輸液針與注射器,并將 注射器固定在注射泵插槽內(nèi),白熾手術(shù)燈距其約20cm加熱,進(jìn)行保溫。將預(yù)凍冰袋置于不銹鋼托盤(pán) 上。小鼠經(jīng)脫臼處死后,立即用注射器針頭固定四 肢置于不銹鋼托盤(pán)的冰袋上,用 75% 乙醇消毒腹部皮膚,“U”形切口剪開(kāi)小鼠腹部、胸,并沿胸廓外沿剪開(kāi),完全剪開(kāi)隔肌,暴露胸、腹器官,并可視心臟 下腔靜脈,用平口鑷將腹部臟器向右外側(cè)牽拉,暴露并識(shí)別肝門(mén)靜脈。步灌洗,用止血鉗結(jié)扎小鼠肝前靜脈及心臟下腔靜脈后,用靜脈輸液針穿刺肝后靜脈,進(jìn)入約5mm,并同時(shí)用小動(dòng)脈夾固定穿刺入針頭前端約3mm位置,剪開(kāi)肝門(mén)靜脈,隨后開(kāi)始灌注肝細(xì)胞分離液 I,設(shè)定流速為6ml/min,灌注體積為20ml/只,灌流方向從肝后靜脈進(jìn)入,從肝門(mén)靜脈流出,行逆行灌注;可見(jiàn)肝門(mén)靜脈缺口有大量血液流出(如圖 1A),并逐漸減少,肝臟完全變?yōu)橥粱疑?第二步灌洗,待步灌洗結(jié)束后,隨即改用已預(yù)溫至37℃ 的原代肝細(xì)胞分離液 II 進(jìn)行灌洗,設(shè)定流速為3ml/min,灌注體積為20ml/只,可見(jiàn)肝門(mén)靜脈缺口已無(wú)血液流出,液體清亮,肝臟逐漸變?yōu)橥咙S色(如圖 1B,體積明顯膨脹,用平口鑷輕觸肝臟表面可見(jiàn)不可復(fù)原小坑出現(xiàn)。
注:A:步灌洗開(kāi)始; B:第二步灌洗結(jié)束。
小鼠肝臟的酶消化
用眼科手術(shù)剪無(wú)菌剝離全肝(去除膽囊部分),經(jīng)4℃ ,含 1% FBS的無(wú)菌PBS溶液漂洗后,迅速轉(zhuǎn)至盛有已預(yù)熱至37℃ 的肝細(xì)胞分離液 III 的 15ml 大玻璃平皿;將小鼠肝臟經(jīng)眼科剪剪至大小1mm 3后轉(zhuǎn)入37℃水浴鍋消化15min;立即向每個(gè)肝臟加入5ml DMEM培養(yǎng)基(含10% FBS)混勻,中止酶消化。
單細(xì)胞懸液的制備
消化處理后的肝組織懸液經(jīng)100μm 細(xì)胞濾器過(guò)濾后,再經(jīng)4℃ 的肝細(xì)胞分離用洗滌緩沖液補(bǔ)充體積至30ml,4℃,750r/min,5min離心;吸棄上清,再加入5ml肝細(xì)胞分離用洗滌緩沖液,4℃,750r/min,3min離心,洗滌2次,目視上清無(wú)明顯渾濁出現(xiàn)。
肝細(xì)胞的密度梯度離心分離
沿管壁加入5ml 10% Opti Prep,用微量移液器吹打至獲得的細(xì)胞沉渣均勻分布,轉(zhuǎn)移至無(wú)菌15ml離心管內(nèi);再在上層加入5ml肝細(xì)胞分離用洗滌緩沖液,不混勻,標(biāo)記并立即進(jìn)行4℃,750r/min,10min離心,吸棄上清后,再加入肝細(xì)胞分離用洗滌緩沖液2ml,4℃,750r/min,2 離心洗滌,獲得肝細(xì)胞。
原代肝細(xì)胞的貼壁培養(yǎng)
向獲得的肝細(xì)胞沉淀中加入1ml DMEM培養(yǎng)基(含10% FBS)后,混勻,用細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)算細(xì)胞濃度,按接種密度為2×105個(gè)/ml立即接種于預(yù)包被有大鼠鼠尾膠蛋白的六孔板或細(xì)胞培養(yǎng)皿中。每個(gè)培養(yǎng)皿所加培養(yǎng)基以視培養(yǎng)基厚度為1.6~1.8mm為準(zhǔn),于37℃ ,5% co2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng),2h后細(xì)胞貼壁,吸棄上清,加入1ml DMEM培養(yǎng)基(含10% FBS) 小心洗滌未貼壁細(xì)胞, 再加入DMEM培養(yǎng)基(含10% FBS),37℃,5% CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)(如圖 2)。
圖 2 肝細(xì)胞培養(yǎng) 24 h 后形態(tài)( × 40)
TC20 自動(dòng)細(xì)胞計(jì)數(shù)儀計(jì)算
分離后獲得的肝細(xì)胞純度檢測(cè)采用流式細(xì)胞檢測(cè)技術(shù),對(duì)FITC標(biāo)記細(xì)胞角蛋白18( cytokeratin18)抗體(FITC?At18)標(biāo)記的肝細(xì)胞進(jìn)行分析,即分離后的肝細(xì)胞懸液約100μL,分別加入2支無(wú)菌15ml離心管內(nèi),標(biāo)記為陰性對(duì)照 (negative control,NC)管和 FITC?At18標(biāo)記的肝細(xì)胞(FITC?At18?HC) 管,再分別加入1ml 4% 多聚甲醛,4℃,避光固定15min后,分別加入1ml PBS 溶液,混勻,4℃,750r/min,3min離心,如此洗滌3次;加入3%BSA,4℃,封閉30min后,4℃,750r/min,3min離心,吸棄上清,再加入 500μL 按FITC標(biāo)記抗細(xì)胞角蛋白18抗體原液:3%BSA(V/V) = 1∶300稀釋后的抗體,4℃,避光過(guò)夜孵育;次日,每次以1ml PBS溶液進(jìn)行洗滌,4℃,750r/min,3min離心,洗滌3次,再加入200μLPBS溶液,進(jìn)行流式細(xì)胞儀檢測(cè)。
原代肝細(xì)胞的活力分析
分離肝細(xì)胞的活力分析(臺(tái)盼藍(lán)拒染實(shí)驗(yàn)):取0.2ml 4%臺(tái)盼藍(lán)母液,加入1.8ml PBS溶液中,稀釋為0.4% 作為臺(tái)盼藍(lán)工作液。取分離后的原代肝細(xì)胞懸液約100μL 加入1支無(wú)菌1.5ml離心管4℃ ,封閉30min后,4℃,750r/min,3min離心,吸棄上清,再加入500μL按FITC 標(biāo)記抗細(xì)胞角蛋白18抗體原液:3%BSA(V/ V) =1:300稀釋后的抗 體,4℃,避光過(guò)夜孵育;次日,每次以1ml PBS溶液進(jìn)行洗滌,4℃,750r/min,3min離心,洗滌3次,再加入200μLPBS溶液,進(jìn)行流式細(xì)胞儀檢測(cè)。
原代肝細(xì)胞的活力分析
分離肝細(xì)胞的活力分析(臺(tái)盼藍(lán)拒染實(shí)驗(yàn)):取0.2ml 4% 臺(tái)盼藍(lán)母液,加入108ml PBS溶液中, 稀釋為0.4% 作為臺(tái)盼藍(lán)工作液。 取分離后的原代肝細(xì)胞懸液約100μL加入1支無(wú)菌1.5ml離心管內(nèi),加入0.9ml 0.4% 臺(tái)盼藍(lán)工作液,3min染色后,利用TC20自動(dòng)細(xì)胞計(jì)數(shù)儀計(jì)數(shù)未被染色的細(xì)胞數(shù),得活細(xì)胞數(shù)及活細(xì)胞率。
結(jié)果
純度分析通過(guò)TC20自動(dòng)細(xì)胞計(jì)數(shù)儀計(jì)算,細(xì)胞濃度為5.95× 105 個(gè)/ml;從檢測(cè)結(jié)果來(lái)看,紅色為NC組,藍(lán)色為FITC?At18?HC組,測(cè)得FITC?At18?HC組陽(yáng)性細(xì)胞百分比為 91.3%,表明初次分離獲得原代肝細(xì)胞純度為91.3% (見(jiàn)圖 3)。
圖 3 分離肝細(xì)胞的純度測(cè)定
從操作流程來(lái)看,常規(guī)肝細(xì)胞提取主要采用膠原酶浸泡的方法消化組織。該方法雖然操作簡(jiǎn)單(無(wú)需灌注),但是浸泡消化的時(shí)間和強(qiáng)度不易掌握,得到的肝細(xì)胞質(zhì)量不好(活力一般低于80%),不能滿足有些實(shí)驗(yàn)的需求。因此本研究選擇了操作復(fù)雜但效果更好的酶灌注消化法。灌流在肝細(xì)胞提取中又是非常重要的環(huán)節(jié),直接決定實(shí)驗(yàn)所獲取細(xì)胞的質(zhì)量。在實(shí)際操作中我們發(fā)現(xiàn),小鼠門(mén)靜脈非常細(xì)小,不易穿刺。經(jīng)過(guò)多次摸索,我們?cè)趦刹焦嘞捶ǖ幕A(chǔ)上,優(yōu)化出一種更易操作的方法,即采用下腔靜脈進(jìn)、門(mén)靜脈出的方式。下腔靜脈相對(duì)門(mén)靜脈更粗,因此方便穿刺操作。該改良方法相對(duì)降低了實(shí)驗(yàn)的操作難度,降低了對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的要求(常見(jiàn)的靜脈輸液針即可滿足需求)。同時(shí)經(jīng)改法獲得的肝細(xì)胞純度和活力均在90%以上,能夠滿足大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)需求。在實(shí)驗(yàn)中我們也發(fā)現(xiàn),該方法的主要不足之處在于灌流液體可從門(mén)靜脈流出,因而增大了細(xì)胞污染的幾率,故要求實(shí)驗(yàn)者在操作時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎。課題組在傳統(tǒng)肝細(xì)胞提取方法的基礎(chǔ)上,改變了灌流方式,得到了良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,為從事相關(guān)研究者提供參考。同時(shí),建立和完善肝細(xì)胞長(zhǎng)期培養(yǎng)技術(shù)將為人工生物肝臟研究及其臨床應(yīng)用提供技術(shù)參考,具有重要意義。
原創(chuàng)單位:第三軍醫(yī)大學(xué)附屬醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室