2015年7月2日
我们建立了一种使用同轴喷嘴将多能干细胞 (PS 细胞) 封装到藻酸盐水凝胶胶囊中的方法。 这可以防止细胞过度聚集,并限制悬浮培养中细胞所承受的剪切应力。 该技术适用于 PS 细胞的大规模生产以及干细胞生态位的研究。
该程序的总体目标是将干细胞安全有效地包埋到藻酸盐、水凝胶胶囊中,并在胶囊内培养它们以控制聚集和微环境,这是通过首先混合过滤的干细胞悬液和海藻酸钠溶液来实现的。然后将混合物转移到注射器中,并在注射器上安装同轴喷嘴,然后再将它们放置在注射泵上。接下来,通过用共流氮气排出细胞悬液,然后收集和氯化钙溶液来制备液滴。
然后用聚 L 赖氨酸处理胶囊以防止细胞泄漏,并用 EDTA 处理以使内胶囊流化,然后在旋转振荡条件下培养包埋的细胞。最后,通过 EDTA 从胶囊中收集细胞并物理破坏膜。最终,多能干细胞的藻酸盐包埋可防止细胞过度聚集,并限制悬浮培养中细胞所承受的纯粹压力。
这种方法可以帮助回答生物和生物医学领域的关键问题,例如细胞移植的大规模扩增和干细胞生态位的研究。按照文本方案中的说明收集细胞,以 160 倍 G 离心 3 分钟,开始细胞包埋。通过 Resus 洗涤诱导的多能干细胞或 IPS 细胞沉淀,悬浮在缓冲盐水堆中,复苏后离心 3 次,悬浮细胞和堆缓冲盐水。
通过 40 微米的细胞过滤器过滤细胞悬液,以去除大聚集体,否则可能会堵塞喷嘴。接下来,混合 2 毫升过滤细胞悬液和 3 毫升 5% 海藻酸钠溶液。要获得 3% 海藻酸钠的 5 毫升细胞悬液,细胞密度为 DIR,每毫升超过 100 万个细胞。
将细胞悬液收集到 5 毫升注射器中后,在注射器上安装同轴喷嘴并将其放在注射泵上,通过同轴喷嘴的外针喷出氮气,并通过内喷嘴排出细胞悬液。将液滴收集到 250 毫升 0.5% 氯化钙溶液中,等待 10 至 20 分钟,同时以 60 至 90 RPM 的速度搅拌。用堆缓冲盐水洗涤后,将收集的胶囊用作裸胶囊,以处理胶囊以每体积 0.05% 重量孵育海藻酸钙胶囊。
Poly L 赖氨酸溶液在 37 摄氏度和 5% 二氧化碳下振荡 5 分钟。将胶囊收集到试管中并用堆缓冲盐水洗涤后,将它们在含有 10% FBS 的 DMEM 中孵育。为了中和其表面的电荷,将所得胶囊用作包衣胶囊以产生空心胶囊。
将胶囊在含有 10 毫摩尔 EDTA 的堆缓冲盐水中孵育 5 分钟。EDTA 处理的胶囊用作空心胶囊。孵育后,将包封的细胞以 75 RPM 的速度在 37 摄氏度和 5% 二氧化碳下振荡孵育 10 天,收集胶囊并在 37 摄氏度和 5% 二氧化碳的 10 毫摩尔 EDTA 中孵育 10 分钟。
通过以 1000 倍 G 离心 3 分钟,从未经聚 l 赖氨酸处理的藻酸盐胶囊中收集细胞。如果用聚 L 赖氨酸处理藻酸盐胶囊,则用连接到注射器的针头上下吹打约 10 次,打破藻酸盐聚 L 赖氨酸膜。针直径应小于胶囊尺寸,本实验使用 25 号针头。
以 1000 至 5, 000 倍 G 离心 5 分钟后,严格从破损的藻酸盐 poly L 赖氨酸膜中收集细胞沉淀如果从细胞中收集 mRNA 样品,请注意,剩余的藻酸盐 poly L 赖氨酸膜可能会阻止 mRNA 纯化,如高速摄像机所显示的那样。排出的藻酸盐溶液在排出后立即形成球形。如果以低于每分钟 1 升的氮气流速排出悬浮液,则液滴的大小是均匀的。
但是,如果氮气流量高于每分钟 1 升,液滴就会分解,液滴的大小就会变得不均匀。鉴于此,使用这种方法很难制备小于 500 微米的液滴。在胶凝过程中,海藻酸钠液滴在氯化钙溶液中形成球形海藻酸钙胶囊。
然而,如果海藻酸钠的浓度足够高,低浓度的海藻酸钠会导致胶囊呈非球形、球形和 nonoo 形,这在编码过程中存在问题。即使海藻酸钠浓度不够,也可以通过增加钙浓度来形成球形胶囊。然而,大约 50 毫摩尔的氯化钙适合包埋,因为氯化钙浓度过高会降低细胞生长和活力。
包膜细胞可以在胶囊中生长,但细胞泄漏可能发生在没有藻酸盐聚 L 赖氨酸涂层的胶囊中。在小鼠 IPS 细胞的情况下,细胞在每个海藻酸钙胶囊中形成圆盘状聚集体,而细胞聚集在一起并在每个空心胶囊中形成单个球形聚集体。观看此视频后,您应该对如何将细胞封装和培养到大小控制中已有很好的了解。
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本文介绍了一种使用同轴喷嘴将多能干细胞包封于海藻酸盐水凝胶微囊中的方法。该技术可最大限度减少悬浮培养过程中细胞的聚集和剪切应力,适用于干细胞微环境的大规模生产及相关研究。
利用同轴喷嘴对多能干细胞进行可控封装,解决了可扩展悬浮培养中的关键挑战,包括聚集体控制和微环境调控。该方法可实现干细胞的可靠大规模生产,适用于早期药物筛选和再生医学研究。其可调节的胶囊特性支持在发现研究和转化研究流程中实现可预测性和工作流程整合。
这种包封方法适用于从早期发现到临床前研究的连续过程,能够实现细胞的规模化生产以及标准化的检测输入。