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方法文章

从Sprague-Dawley(SD)大鼠中分离与原代培养视网膜Müller细胞

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DOI:

10.3791/68129

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2025年6月17日

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本文内容

摘要

本文介绍了一种从新生Sprague-Dawley(SD)大鼠中分离原代视网膜穆勒细胞的详细方案。该操作流程包括眼球摘除、视网膜组织解剖、细胞提取与鉴定,以及后续细胞培养的关键注意事项。

摘要

视网膜穆勒细胞(RMCs)在维持视网膜结构支持和调控多种视网膜功能中发挥关键作用。作为视网膜微环境的核心组成部分,RMCs执行多项重要功能。通过其丰富的离子通道、配体、受体、跨膜转运蛋白及酶系统,这些细胞参与神经递质和营养因子的分泌,调节视网膜代谢,并维持水离子稳态。值得注意的是,近期研究发现RMCs是内源性视网膜再生干细胞的重要来源,为治疗视网膜变性疾病提供了新的治疗靶点。因此,研究RMCs对于理解视网膜疾病病理机制至关重要。本研究系统建立了一套标准化实验方案,包括胰酶消化法分离与纯化原代RMCs、倒置光学显微镜和苏木精-伊红(HE)染色进行形态学观察、免疫荧光染色鉴定特异性蛋白,以及细胞纯度分析 通过 流式细胞术。本方案为与视网膜微血管细胞(RMCs)相关的基础研究和临床应用提供了有价值的参考,有助于探索其在视网膜疾病中的作用机制,并推动治疗策略的开发。

引言

视网膜穆勒胶质细胞(RMCs)是视网膜中的主要大胶质细胞,构成视网膜神经血管单元的核心1,2。RMCs 几乎贯穿整个视网膜厚度,包绕几乎所有视网膜神经元和微血管系统。其突起向上延伸至内界膜(ILM),形成顶端足突,向下延伸至外界膜(OLM),并在该处发育出特化的微绒毛3。这种独特的结构使 RMCs 能够作为视网膜组织的主要结构支架4,5。

RMC富含离子通道、配体、受体、跨膜转运蛋白和酶6,它们参与视网膜的葡萄糖代谢 通过 糖酵解7钾离子通道(Kir2.1、Kir4.1)与水通道蛋白(AQP4、AQP9、AQP11)协同调控细胞膜上的离子与水分稳态,维持视网膜生理平衡7此外,放射状胶质细胞(RMCs)能够吸收并清除神经元释放的神经递质,包括谷氨酸、γ-氨基丁酸(GABA)和甘氨酸。7,8.

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方案

所有动物实验均遵循《眼科与视觉研究中动物使用ARVO声明》的规定,并经成都中医药大学动物伦理委员会批准(伦理编号:2024069)。本研究共使用50只无特定病原体(SPF)级Sprague-Dawley大鼠(3–5日龄,性别未指定,体重7–10 g)。实验动物由商业途径获得,并饲养于成都中医药大学实验动物中心(实验动物使用许可证号:SYXK [四川] 2024-049),环境条件符合标准实验室要求。本研究中所用试剂与设备的详细信息见于 材料表.

1. 原代肾小球系膜细胞的分离与培养

  1. 实验物品准备
    1. 使用前,在超净工作台内将以下物品置于紫外线下灭菌至少30分钟:T25培养瓶、离心管及管架、移液器及支架、废液容器、打火机、酒精灯和记号笔。
    2. 使用前,通过高压灭菌对以下物品进行灭菌处理:1 mL移液器吸头、弯板、带盖玻璃培养皿、弯头镊子、45 µm尼龙筛网(300目)、齿状镊子、无齿镊子和微型角膜剪。
  2. 环境准备:对眼球解剖所用的环境和操作台进行紫外线消毒,时间超过30分钟。每次进入或离开超净工作台前,均需向实验人员手部喷洒酒精。将培养箱设置为37 °C和5% CO2。每次打开或关闭培养箱前后,均需向实验人员手部喷洒酒精。
  3. 溶液配制:配制D-Hank's溶液、磷酸盐缓冲液(PBS)、杜氏改良伊格尔....

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结果

原代细胞接种至培养瓶后,通过后续的换液和传代操作可去除贴壁能力较差的视网膜Müller细胞(RMCs)以及传代过程中产生的细胞碎片,从而富集培养物中的RMC群体。RMCs通过倒置光学显微镜观察其形态特征进行鉴定(图1),并采用苏木精-伊红(H&E)染色进一步确认(图2)。通过免疫荧光染色检测谷氨酰胺合成酶(GS)、波形蛋白(Vimentin)、细胞视黄醇结合蛋白(CRALBP)、水通道蛋白4(AQP4)和内向整流钾通道4.1(Kir4.1)的特异性抗体标记,以观察蛋白表达情况(图3)。此外,采用GS和CRALBP抗体标记进行流式细胞术分析,以确定RMC群体的纯度(图4)。

如图所示

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讨论

本文提供了一种从新生SD大鼠中分离原代视网膜微血管细胞(RMCs)的详细实验方案。该方案涵盖了实验前准备、眼球摘除、视网膜组织分离,以及RMCs提取、培养、传代和鉴定的逐步操作流程。同时强调了在整个细胞培养过程中需注意的关键事项,为相关研究提供了标准化的技术指导。

为提取RMC,选择3至5日龄的SD大鼠。由于该年龄段大鼠眼球体积较小,眼球分离和视网膜组织提取的操作难度显著增加,需要较高的技术水平。值得注意的是,组织体积小导致原代细胞得率较低。此外,随着传代次数的增加,细胞在培养过程中活力逐渐下降27,通常需要使用更多的实验动物才能获得后续研究所需的细胞数量。

实验动物的选择标准在不同研究之间存在显著差异:在视网膜胶质细胞研究中,出生后第1-3天的SD大鼠幼鼠已被用于建立可维持成熟星形胶质细胞表型的培养体系28,而出生后第7-10天的SD大鼠幼鼠则更适用于研究视网膜Müller细胞(RMC)向视网膜神经节细胞的转分化

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披露

所有作者均无与本文内容相关的利益冲突。

致谢

本工作得到四川省自然科学基金(2023NSFSC0690)的支持。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
0.1% Triton X-100SolarbioT8200
0.25% 胰蛋白酶-EDTAHyclone SH30042.01B
1% 盐酸酒精BIOSYSTEMS3803651E
4% 多聚甲醛SolarbioP1110
45μm 尼龙筛网(300目)SolarbioYA0926
6孔板ServicebioIMC202302001
6 cm 玻璃培养皿Normax5058541
75% 酒精KESHIGEA004
水通道蛋白-4(AQP4)Proteintech Group, Inc16473-1-AP
牛血清白蛋白(BSA)ServicebioGC305010
细胞培养箱ThermoFORMA311
细胞视黄醛结合蛋白(CRALBP)HUABOIHA721330
离心机湖南湘仪TDZ5-WS
超净工作台智城ZHJH-C12
角膜剪金钟BXGJ
DAPISolarbioG1012
D-Hank 溶液SolarbioH1045
DMEM 高糖培养基GibcoC11995500BT
胎牛血清(FBS)Sbjbio生命科学BC-SE-FBS01
FIX&PERM 试剂AMultiSciencesGAS006/2
FIX&PERM 试剂BMultiSciencesGAS006/2
流式细胞术染色缓冲液MultiSciencesS1001
Fluoromount-G 荧光封片剂SourthernBiotech0100-01
谷氨酰胺合成酶多克隆抗体Proteintech Group, IncPTG-11037-2-AP-50ul
山羊抗兔IgG H&L PEBiossbs-0295G-PE
山羊抗兔IgG H&L FITCBiossbs-0295G-FITC
苏木精-伊红(HE)染色试剂盒SolarbioG1120
高压灭菌器厦门泽朗仪器有限公司GI80DS
倒置荧光显微镜Nikon SMZ1500
倒置相差显微镜Leica DMIL
内向整流性钾通道4.1(Kir4.1)Proteintech Group, Inc12503-1-AP
中性树脂SolarbioG8590-100
青霉素-链霉素溶液(100×)HycloneSV30010
磷酸盐缓冲液(PBS)(pH 7.2–7.4)SolarbioP1020-500ml
二抗(FITC标记的山羊抗兔)ServicebioGB22303
Sprague-Dawley 大鼠 成都大硕实验动物有限公司生产许可证号:SCXK(四川)2020-0030
T25 培养瓶Cornning 430639
Tornado 管:15 mLWHB WHB-15-1
Tornado 管:50 mLWHB WHB-50-1
紫外消毒灭菌器GEMEISIxd06
波形蛋白(Vimentin)Abcamab92547

参考文献

  1. Bringmann, A., Pannicke, T., Grosche, J., et al. Müller cells in the healthy and diseased retina. Prog Retin Eye Res. 25 (4), 397-424 (2006).
  2. Kugler, E. C., Greenwood, J., MacDonald, R. B. The "neuro-glial-vascular" ....

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重印与许可

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