优化小鼠肾小球系膜细胞的分离和纯化
March 7th, 2025
本研究开发了一种用于分离小鼠系膜细胞 （MCs） 及其 离体 细胞培养物的优化方案。这些细胞可以多次传代、冷冻、恢复和培养，而不会影响细胞生长或蛋白质表达。
我们的研究重点之一是多发性骨髓瘤相关的肾功能损害。为了支持我们的研究，我们开发并优化了小鼠系膜细胞原代培养的方案。程序所需的设备很容易获得，程序步骤也很简单。
采集靶细胞只需要 2 到 3 周。该技术促进了肾脏研究，并支持在疾病模型中调查系膜细胞功能的研究、治疗开发或信号转导研究。为了开始从正确安乐死的动物中分离小鼠系膜细胞或 MCs，使用剪刀和镊子在无菌条件下从小鼠中取出肾脏并将它们放入培养皿中。
用 Earle 平衡盐溶液冲洗肾脏，然后用镊子小心去除结缔组织和肾包膜。使用手术刀将肾脏垂直切成两半。在培养皿中加入 3 到 4 毫升胶原酶 I 溶液，并用塑料细胞杵彻底研磨组织。
将培养皿中的所有组织和溶液移液到 15 毫升离心管中。用 1 至 2 毫升胶原酶 I 溶液冲洗培养皿，以确保组织完全转移。将试管放入 37 摄氏度的摇床中，以每分钟 120 转的速度摇动 30 分钟。
然后，向混合物中加入等体积的终止液或培养基 1。从离心管中吸取溶液，并将其通过 100 微米的细胞过滤器。将滤液收集在 50 毫升离心管中。
将滤液通过 40 微米细胞过滤器，仅保留过滤器上的细胞。用培养基 1 反复冲洗过滤器，以最大限度地收集细胞。将收集的细胞从过滤器转移到新的 50 mL 离心管中。
在室温下以 600 g 离心悬浮液 5 分钟。离心后，根据所需的细胞密度将细胞重悬于细胞培养皿中。将培养皿放入 37 摄氏度、95% 空气和 5% 二氧化碳的细胞培养箱中。
沿培养皿的内边缘加入 1 至 2 毫升 PBS 以冲洗细胞。使用移液管从培养皿底部去除所有 PBS，然后沿培养皿内边缘添加 10 毫升培养基。一旦细胞达到 80% 汇合，通常在 7 到 10 天内，用无菌 PBS 洗涤细胞两次。
向培养皿中加入 0.25% 胰蛋白酶溶液以胰蛋白酶消化细胞。将培养皿放入 37 摄氏度的培养箱中。当大多数细胞表现出圆形形态并从表面分离时，通过添加等体积的培养基 2 来终止胰蛋白酶消化。
在室温下以 600 g 离心细胞 5 分钟，然后将它们重悬于培养基 2 中。本研究中分离的 MCs 表现出 α-SMA 、纤连蛋白和波形蛋白的显著高表达。在培养基 2 中培养 10 天后，对纯化和培养的 MC 进行免疫荧光染色，结果显示超过 95% 的细胞同时表达 α-SMA 和波形蛋白。
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概览
本研究专注于开发一种针对小鼠系膜细胞（MCs）的优化分离和培养方案，这对于肾脏研究至关重要。该方法允许多次传代、冷冻和复苏，同时保持细胞生长和蛋白表达。
关键研究组成部分
研究领域
- 与多发性骨髓瘤相关的肾功能损害
- 肾脏疾病模型中的系膜细胞功能
- 治疗开发和信号转导研究
背景
- 系膜细胞在肾脏健康中的重要性
- 分离和培养这些细胞的挑战
- 对可靠实验方案的需求
使用的方法
- 涉及胶原酶消化的分离技术
- 小鼠模型系统
- 在受控条件下进行细胞培养
主要结果
- 培养的MCs中高表达α-SMA、纤维连接蛋白和波形蛋白
- 成功分离和验证了最佳生长条件
- 该方法为进一步的肾脏研究提供了一个强有力的工具
结论
- 该研究展示了一种培养小鼠MCs的有效方法，为肾脏研究贡献了宝贵的方法。
- 它增强了对系膜细胞在肾脏病理中作用的理解。
常见问题
Executive Industry Relevance
Efficient isolation and purification of murine glomerular mesangial cells (MCs) directly supports early-stage nephrology research and disease modeling. This optimized protocol accelerates access to high-purity MCs, enabling robust target validation and mechanistic studies in renal pathobiology. The approach reduces cycle time and enhances reproducibility, strengthening predictive confidence for downstream therapeutic discovery.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rapid generation of primary MC cultures for hypothesis-driven interrogation of renal pathways.
- Supports functional validation of disease-relevant targets in glomerular biology.
- Facilitates mechanistic de-risking by providing consistent cellular material for pathway analysis.
- Improves predictive confidence in early-stage renal disease models.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, high-purity MCs for assay development and compound screening.
- Ensures reproducible cell phenotype with high expression of alpha-SMA and vimentin.
- Enables scalability and batch-to-batch consistency for screening workflows.
- Reduces variability in quantitative readouts for reliable compound evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns in vitro MC models with disease-relevant renal pathologies for translational studies.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation in nephrology pipelines.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on robust cellular data.
- Provides a platform for biomarker exploration in glomerular disease contexts.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol positions MC isolation at the interface of early discovery and preclinical research, enabling seamless progression from target validation to lead identification in renal disease programs.
- Discovery Biology: Accelerates hypothesis testing and pathway clarification in glomerular research.
- Screening: Delivers reproducible, assay-ready MCs for quantitative screening platforms.
- Analytics: Supports measurement of protein expression (alpha-SMA, vimentin) for condition comparison.
- Translational Research: Bridges in vitro findings to preclinical renal models for biomarker alignment.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable workflow for MC isolation across nephrology projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in renal target studies.
- Operational Value: Standardizes MC isolation, enabling reproducibility and scalability in R&D workflows.
- Strategic Value: Accelerates go/no-go decisions and improves capital efficiency in nephrology portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of renal disease programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in primary cell isolation and aseptic technique.
- Needs access to standard cell culture and analytical instrumentation.
- Demands cross-team standardization for reproducible cell phenotype and protein expression.
- Adaptable to various murine models but may require optimization for other species.
- Dependent on consistent execution of enzymatic digestion and purification steps.
