2020年1月14日
我们提出了一种从小鼠大脑中提取周细胞的方案。该方案基于一种不含抗生素的富集导向型周细胞提取方法,可实现高纯度和高得率,是体外研究的有力工具,有助于减少实验动物的使用数量。
近年来,脑周细胞在神经系统疾病和脑功能中的作用日益明确。因此,建立一种可靠的周细胞培养方法显得至关重要。我们提出的从小鼠脑组织中提取周细胞的实验方案,为体外研究提供了一种可靠工具,能够获得高纯度和高细胞得率的周细胞。
由Lucie Dehouck(本实验室的技术员)与Anupriya Mehra共同演示该操作步骤。首先将一只无特定病原体、4至6周龄雄性C57BL/6小鼠的大脑置于无菌无绒擦拭布上,使用带弯头的镊子去除小脑、纹状体和枕部神经。用棉签清除所有可见的脑膜组织,并将脑组织翻转至背面朝上。
用轻柔的向外划动分开脑叶,去除所有可见的血管。然后将去除了脑膜的脑组织放入一个含有15毫升冷洗涤缓冲液B的100毫米培养皿中。为进行组织匀浆,将脑组织样本转移至Dounce组织研磨器的研磨管中,并向管中加入3至4毫升洗涤缓冲液B。先用松头研杵研磨组织55次,然后用洗涤缓冲液B冲洗研杵,再用紧头研杵将组织匀浆研磨25次。
匀浆结束后,将匀浆液等量分装至两个 50 毫升离心管中,并加入相当于每管体积 1.5 倍的冰冷 30% 牛血清白蛋白葡聚糖溶液。然后剧烈振荡离心管以充分混匀匀浆液。为分离血管组分,通过离心沉淀细胞,并将上清液转移至两个新离心管中。
将沉淀物置于冰上,用洗涤缓冲液B保存。在冰上用三毫升冷的洗涤缓冲液B重悬沉淀物。离心收集的上清液,并再重复此步骤一次。
弃去上清液,将沉淀物重悬于 3 毫升洗涤缓冲液 B 中。合并重悬的沉淀物,并用新鲜的冷洗涤缓冲液 B 将合并后的细胞悬液终体积调至 10 毫升。用 10 毫米移液器吹打 6 次,进一步解离细胞,直至肉眼不可见任何残留的沉淀团块,然后使用真空过滤装置和尼龙网筛过滤细胞悬液。将筛网置于培养皿中,用新鲜洗涤缓冲液 B 冲洗并轻轻刮擦以清除网孔,回收可能存在的毛细血管。随后,使用新的滤膜进行第二次过滤。
将滤液均分至两个离心管中,通过离心收集细胞。弃去上清液后,将沉淀合并至一个含有预热的含酶洗涤缓冲液B的离心管中,并向管中加入预热的胶原酶/分散酶。将该管置于摇床水浴中,在37摄氏度下精确孵育33分钟,然后加入30毫升冷的洗涤缓冲液B终止反应。通过离心收集细胞,并小心弃去上清液。
迅速但轻柔地用洗涤缓冲液B重悬沉淀物,重复六次,并再次离心悬浮液。弃去上清液后,将沉淀物重悬于18毫升完全DMEM培养基中,并将2毫升细胞悬液接种至3块Matrigel包被的六孔板的各9个孔中,每孔均含完全DMEM培养基。将细胞培养物置于无菌的37°C、5% CO₂培养箱中培养24小时,然后小心去除每个孔中的碎片,并加入新鲜DMEM培养基。
48 小时后,每隔 48 小时更换每个孔中的培养基。在第 8 至 10 天,当细胞达到 100% 汇合度时,将细胞传代至新的明胶包被的六孔板中,使用周细胞培养基,并将细胞放回细胞培养箱中继续培养 6 至 7 天,期间进行监测。然后在第 17 天再次使用周细胞培养基将细胞分种至新的明胶包被的培养板中。
从第零代到第二代,内皮细胞以及周细胞的逐步增加可通过特定的形态学特征加以识别。在第零代培养中,由微血管发育而来的长梭形内皮细胞数量丰富;此特征在第一代后减少,并在第二代后消失。
相反,周细胞在早期培养中表现为稀少的四边形细胞,至第二代时数量显著增多。可通过定量PCR、免疫细胞化学和蛋白质印迹法检测NG2、CD146和PDGFRβ的表达,以评估周细胞培养的纯度。酶消化是本实验方案成功的关键步骤。
务必严格监控酶的浓度和孵育时间。
本研究提供了一种可靠的小鼠脑周细胞提取方案,该细胞对于理解其在神经系统疾病和脑功能中的作用至关重要。该方法强调采用无抗生素富集策略,可获得高纯度和高细胞数量,从而减少所需实验动物的数量。
以高纯度和高得率可靠地分离脑周细胞对于推进中枢神经系统药物研发中的神经血管靶点验证和机制性风险评估至关重要。本方案可实现血脑屏障功能和病理的可扩展体外建模,为早期神经科学研究提供可靠的预测依据。高产量提取可减少动物使用,符合生物制药研发中的伦理和操作优先原则。
这种高产量周细胞分离方法适用于中枢神经系统项目早期发现与临床前模型开发之间的衔接。