2019年1月26日
人脐带(UC)可在早产、足月及过期分娩的围产期获得。本方案中,我们描述了从妊娠19-40周的胎儿/婴儿脐带中分离和鉴定脐带来源的间充质干细胞(UC-MSCs)的方法。
该方法有助于解答脐带间充质干细胞(UCMSC)研究中的关键问题,例如细胞治疗中UCMSC的最佳来源。该技术的主要优势在于能够从早产儿和足月婴儿中稳定地分离出UCMSC,并实现其旺盛增殖。该技术的应用前景可拓展至难治性疾病治疗领域。
尽管该方法可为脐带间充质干细胞(UCMSC)的研究提供参考,但也适用于其他间充质干细胞来源,如脂肪组织、滑膜、皮肤、牙髓等。通常,初次接触该方法的研究者会遇到困难,因为脐带解剖和间充质干细胞分离的步骤存在较多变异。该方法的可视化演示至关重要,因为这些步骤较难掌握,且存在多个容易被忽视的关键环节。
开始解剖脐带时,首先准备一个金属托盘、灭菌剪刀和镊子、10毫升移液管、25毫升移液管以及两个60毫米的组织培养皿。将PBS缓冲液、纯化的酶混合液、500毫升低血清培养基和培养基恢复至室温。从含有α-MEM的50毫升离心管中取出先前分离的脐带,并将其放入塑料托盘中。
称量脐带,然后使用无菌剪刀切取五克脐带组织。用10 mL移液管吸取10 mL 70%乙醇冲洗脐带以进行消毒。随后使用10 mL移液管加入10 mL PBS溶液,重复洗涤两次。
将清洗后的脐带放入已灭菌的60毫米组织培养皿中,加入10毫升低血清培养基和0.5毫升纯化的酶混合液。使用已灭菌的剪刀和镊子将脐带剪切成2至3毫米大小的组织块。将培养皿置于含5%二氧化碳的培养箱中,在37摄氏度条件下孵育30分钟。
然后将部分消化的组织块切成更小的片段,放入含5%二氧化碳的培养箱中,在37摄氏度下孵育,直至匀浆变得黏稠。最后确保匀浆能够顺畅地通过25毫升移液管。首先,在一个盛有500毫升培养基的瓶子中准备好四个50毫升塑料管。
使用25毫升移液管将脐带匀浆液分装至两个50毫升塑料管中,每管约7.5毫升。然后向每管中加入20毫升培养基,并充分混匀。用25毫升移液管分别收集每份匀浆液,通过置于新的50毫升收集管上方的100微米细胞筛网过滤。
将两管滤液在室温下以1000g离心五分钟。离心结束后,小心吸去上清液并弃去。每管中加入五毫升培养基,重悬细胞沉淀。
将细胞悬液转移至新的60毫米培养皿中,在37摄氏度、5%二氧化碳培养箱中进行培养。培养UCMSC时,将PBS、胰蛋白酶EDTA和培养基恢复至室温。待细胞贴壁后,吸去培养基,用5毫升PBS洗涤两次,以去除碎片和红细胞。
加入培养基,在37摄氏度、5%二氧化碳培养箱中孵育。每周更换两次培养基,培养细胞至融合度达到90%至100%。然后用5毫升PBS洗涤细胞两次,加入0.5毫升胰蛋白酶EDTA,于37摄氏度孵育5至10分钟。
当细胞变圆并脱落时,加入9 mL培养基,充分混匀以灭活胰蛋白酶。将细胞悬液转移至新的100 mm培养皿中。在37°C、5%二氧化碳培养箱中培养细胞,直至细胞融合度达到90%至100%。
重复进行胰酶消化并分种至两个新培养皿,直至第十代。以UCMSC的表面标志物表达作为其鉴定标准。当使用相应的抗体孵育并通过流式细胞术分析时,发现其对间充质干细胞特征性标志物呈阳性,而对单核巨噬细胞、造血干细胞和上皮细胞、B细胞、泛白细胞以及主要组织相容性复合体标志物均呈阴性。
为了评估早产儿和足月儿来源的脐带间充质干细胞(USCMSC)的三系分化能力,将细胞诱导分化为脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞。UCMSC成功分化为所有三种中胚层来源的细胞,证实其具备多向分化潜能。在进行该实验操作时,需注意以下四个关键步骤。
将脐带剪切成2至3厘米长的片段,再切碎成更小的组织块,确保匀浆能够顺利通过25毫升移液管,并通过100微米细胞滤筛过滤匀浆。
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本方案概述了从分娩不同阶段获取的人类脐带(UC)中分离和鉴定间充质干细胞(UC-MSCs)的步骤。由于该操作过程复杂,本方法强调了可视化演示的重要性。
从人脐带中分离间充质干细胞为再生医学应用提供了非侵入性且符合伦理的细胞来源。该方案能够稳定地从早产儿和足月儿中分离并高效扩增脐带间充质干细胞(UC-MSCs),支持规模化细胞治疗的开发。该方法克服了骨髓来源间充质干细胞存在的供体年龄相关局限性,拓展了高活性胎儿干细胞来源的获取途径。
该方法通过提供一种可靠的间充质干细胞来源,用于靶点验证和机制筛选,并可连续应用于临床前有效性和安全性评估,从而整合到早期发现的工作流程中。