2021年5月26日
本文中,我们描述了采用酶消化法分离恒河猴来源的脂肪源性干细胞(ADSCs)的实验步骤。接下来,介绍了ADSC的增殖过程,包括细胞消化、计数和接种。最后,描述了使用特异性成脂诱导剂诱导ADSC分化的方法。此外,我们还介绍了用于确认分化的染色技术。
脂肪来源干细胞的分离与扩增可产生大量干细胞,可用于多种后续应用和实验技术。本方案中分化脂肪细胞的主要预期用途是代谢检测,例如胰岛素刺激的葡萄糖摄取、脂质生成以及刺激性脂解。首先,通过消毒生物安全柜及所有工具,建立无菌工作环境。
用移液器将约10毫升的5倍PBS缓冲液加入四个100毫米细胞培养皿中。将50克脂肪组织样本放入其中一个培养皿中,并通过依次将其转移至其他含有5倍PBS的培养皿中清洗四次。然后将清洗后的脂肪组织转移至一个洁净的100毫米培养皿中,使用剪刀或无菌镊子充分剪碎。
取一到三厘米的剪碎组织,转移至含有13毫升胶原酶消化缓冲液的50毫升锥形管中。用2毫升胶原酶消化缓冲液冲洗培养皿中残留的组织,确保总体积为15毫升。使用25毫升血清移液管充分混匀样品,然后将锥形管置于37摄氏度摇床中孵育30至60分钟。
为了中和酶活性,在孵育后向管中加入 10 毫升 ADSC 增殖培养基,并用移液器充分混匀,以分离任何组织团块。将液体部分转移至新的无菌 50 毫升锥形管中,留下固体组织。用 7 毫升 PBS 缓冲液洗涤组织三次,并将每次洗涤后的液体转移至新管中。
接下来,将离心管在500 × g条件下离心5分钟,然后小心地尽可能去除上清液,注意不要扰动沉淀。将沉淀重悬于1毫升1倍浓度的红细胞(RBC)裂解缓冲液中,在室温下孵育10分钟。随后,向离心管中加入5毫升ADSC生长培养基,通过离心去除上清液,重复洗涤细胞两次。
最后一次洗涤后,将沉淀重悬于2毫升ADSC生长培养基中,经70微米细胞滤网过滤至无菌的50毫升锥形管中。用额外2毫升培养基冲洗滤网,然后将4毫升细胞悬液转移至无菌的100毫升培养皿中。再用每份3毫升的培养基冲洗锥形管两次,将冲洗液一并加入培养皿,使培养皿中总体积达到10毫升。
在倒置显微镜下以10倍物镜观察收集的细胞,检查是否有悬浮细胞。将细胞置于二氧化碳培养箱中,在37摄氏度、5%二氧化碳和100%相对湿度条件下培养24小时。为确保培养基的无菌性,需设置仅含培养基的对照孔板。
24小时后,在倒置显微镜下观察细胞,检查细胞贴壁情况。每48小时更换一次培养基,使用预热的培养基,直至细胞融合度达到80%至90%。进行增殖实验时,移除融合的ADSC细胞的生长培养基,用两毫升无菌室温PBS洗涤细胞两次。
吸去 PBS,向每块培养板中加入 2 毫升 0.25% 胰蛋白酶 EDTA,使其覆盖整个培养板表面。将培养板置于 37 摄氏度、5% 二氧化碳条件下孵育 7 分钟,然后通过强力吹打使消化后的细胞脱落。加入 2 毫升 ADSC 增殖培养基,轻轻混匀细胞。
将细胞转移至一个50毫升的锥形管中,用额外的2毫升培养基冲洗培养皿,以确保从培养板中最大程度地回收细胞。接下来,在室温下以500 × g离心5分钟,弃去上清液以获得细胞沉淀。按每百万细胞加入5至6毫升ADSC生长培养基重悬细胞沉淀。
使用血细胞计数板对细胞进行计数,并按照文稿中所述方法进行接种。当细胞融合度达到80%至90%时,吸除生长培养基,用无菌室温PBS洗涤细胞,然后加入10毫升ADSC成脂分化培养基。每3天更换一次培养基,持续约14至21天。
在倒置显微镜下以 40 倍放大观察细胞中脂滴的存在情况。通常在培养 14 天后可观察到成熟的脂肪细胞。接种当天,脂肪源性间充质干细胞(ADSCs)呈非贴壁状态,在培养液中漂浮。
72小时后,细胞融合度达到80%,可进行脂肪细胞分化。在ADSC分化14天后,成熟的脂肪细胞表现出明显的成脂特征,在40倍放大倍数下可见。第14天,细胞经油红O和BODIPY染色和固定,以观察脂滴。
在20倍放大倍数下可观察到已分化的脂肪细胞。在尝试本方案时,需牢记无菌工作环境对于脂肪来源干细胞的健康分离、充分扩增及高效分化至关重要。按照本方法处理后,这些细胞可用于多种代谢检测,例如葡萄糖摄取、脂质生成和脂解作用,这些正是我们研究的主要重点。
该技术可用于研究慢性酒精摄入和SIV感染对脂肪细胞代谢能力的影响。
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本文概述了一种从恒河猴组织中分离和扩增脂肪源性干细胞(ADSCs)的详细实验方案。在分离之后,进一步探讨了ADSCs向成熟脂肪细胞的分化过程,包括用于确认分化的技术方法。
可靠地分离和诱导恒河猴脂肪来源的干细胞(ADSCs)可为代谢研究中的脂肪细胞生物学提供稳健的体外模型。该系统支持对脂肪组织功能进行可预测性研究,有助于获得关于代谢功能障碍和疾病的转化研究见解。该方案具有良好的可重复性和可扩展性,可作为早期发现和临床前代谢研究的基础工具。
该ADSC方案可融入从发现到临床前研究的连续流程,支持以假设为导向的代谢研究和检测方法开发。