劉長樂,鄭心田,李廣平,孟恒星,邱錄貴
(1天津醫(yī)科大學第二醫(yī)院,天津300211;2中國協(xié)和醫(yī)科大學血液病學研究所)
血管內(nèi)皮細胞(ECs)培養(yǎng)是體外研究人體大血管內(nèi)皮功能的重要手段。Jaffe等[1]首次從人臍靜脈中分離出ECs并在體外培養(yǎng)成功后,人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVECs)作為體外研究ECs的模型受到心血管研究者的關(guān)注。2006年1~3月,本實驗應(yīng)用改良的酶消化法進行HUVECs的體外培養(yǎng)、擴增和鑒定,并檢測其表面抗原表達,以用于ECs模型的構(gòu)建。
1.1 材料 臍帶,DMEM/F12培養(yǎng)基,胎牛血清,hVEGF,鼠抗人:CD34IgG、VWF IgG、KDR IgG,羊抗鼠 IgG-FITC/PE,Dil-ac-LDL IgG,F(xiàn)ITC-UEA-1 IgG,DAPI。FACScar流式細胞儀,包被FN細胞培養(yǎng)瓶,倒置相差顯微鏡、熒光顯微鏡,恒溫培養(yǎng)箱,高速低溫離心機,細胞計數(shù)儀KX21型。
1.2 方法
1.2.1 HUVECs的原代培養(yǎng) 取健康產(chǎn)婦分娩后新鮮臍帶20cm,選擇無夾痕扭曲凝血阻塞的部分向臍靜脈注入0.1%膠原酶溶液至血管充盈,置入37℃無菌生理鹽水溶液15min后取出沖洗后合并于同一離心管內(nèi)離心。棄上清液加入20%胎牛血清的DMEM/F12(pH 7.0~7.2)重懸細胞,再用淋巴細胞分離液離心純化后接種于培養(yǎng)瓶培養(yǎng)。第2天棄培養(yǎng)液,換入新鮮含10%胎牛血清DMEM/F12培養(yǎng)。每2 d半量換培養(yǎng)液1次,倒置相差顯微鏡觀察生長情況,蘇木—伊紅(HE)染色觀察攝片。
1.2.2 HUVECs的傳代培養(yǎng) 在培養(yǎng)第7天,觀察細胞長至融合狀態(tài)后,棄去舊培養(yǎng)基,用PBS液沖洗25cm2培養(yǎng)瓶后加入2 ml 0.25%胰蛋白酶+0.02%EDTA消化,收集細胞—酶溶液,離心重懸細胞后按上述條件繼續(xù)培養(yǎng)。
1.2.3 免疫熒光染色檢測 ①Ⅷ因子相關(guān)抗原檢測:細胞爬片后加入丙酮室溫固定,PBS液沖洗干燥后加鼠抗人Ⅷ因子單克隆抗體37℃濕盒反應(yīng)1 h,PBS沖洗干燥后加FITC標記羊抗鼠IgG,37℃濕盒反應(yīng)1 h,PBS沖洗干燥后用50%緩沖甘油封片,在熒光顯微鏡下觀察攝片。②攝取乙?;兔芏戎鞍?ac-LDL)及吸附荊豆凝集素1(UEA-1)檢測:細胞懸液在Dil標記ac-LDL培養(yǎng)液中孵育4 h,1%多聚甲醛固定,漂洗后與FITC標記UEA-1在37℃作用1 h,熒光顯微鏡下觀察。
1.2.4 流式細胞儀檢測抗原表達 收集培養(yǎng)細胞用加疊氮鈉的PBS-PBA調(diào)細胞濃度至5×106個細胞,加入離心管,200 μl/管,含1 ×106個細胞。每管加20 μl FITC/PE標記鼠抗人單克隆抗體避光標記30min。細胞懸于 PBA 中檢測 CD31、CD34、KDR、VWF、CD133陽性表達百分比。
2.1 倒置相差顯微鏡下細胞形態(tài) 直接觀察HUVECs于培養(yǎng)4~6 h開始貼壁,呈單層生長,互不重疊。形態(tài)由圓形逐漸鋪展呈多角形或短梭形。細胞邊界清楚,胞質(zhì)豐富,胞核呈圓形或橢圓形,偶見雙核。長至6~7 d融合成片,呈鋪路石狀鑲嵌排列,傳代培養(yǎng)細胞生長旺盛。HE染色胞核呈藍色、卵圓形,位于中央,大而不規(guī)則,可見明顯的核仁,胞質(zhì)均勻,胞質(zhì)呈粉紅色,胞膜較清楚。
2.2 免疫熒光染色檢測 Ⅷ因子相關(guān)抗原免疫熒光檢測熒光顯微鏡下胞質(zhì)中可見大量黃綠色熒光,以磷酸緩沖液替代鼠抗人Ⅷ因子抗體的陰性對照無此反應(yīng)。攝取ac-LDL和吸附UEA-1的細胞功能檢測,Dil-ac-LDL紅色熒光,熒光強度高;FITC-UEA-1綠色熒光,熒光強度高;雙熒光陽性百分比>80%;胞核呈藍色熒光。
2.3 表面抗原表達 CD31為 95.73%,KDR為99.66%,VWF 為 99.57%,CD34為 76.82%,CD133為3.48%。
本實驗結(jié)果顯示,促增殖培養(yǎng)的HUVECs培養(yǎng)4~6 h呈單層貼壁生長,互不重疊。形態(tài)由圓形逐漸鋪展呈多角形或短梭形。細胞邊界清楚,胞質(zhì)豐富,胞核呈圓形或橢圓形,偶見雙核。長至6~7 d融合成片,呈鋪路石狀鑲嵌排列,傳代培養(yǎng)細胞生長旺盛;通過HE染色細胞涂片相差顯微鏡下觀察:胞核呈藍色、卵圓形,位于中央,大而不規(guī)則,可見明顯的核仁,胞質(zhì)均勻,胞質(zhì)呈粉紅色,胞膜較清楚,說明HUVECs與 ECs的形態(tài)一致[1]。
本實驗應(yīng)用Ⅷ因子單克隆抗體和FITC標記的二抗進行免疫熒光檢測,發(fā)現(xiàn)細胞胞質(zhì)內(nèi)有大量黃綠色熒光顆粒。ECs具有吸附ac-LDL的功能,血管炎癥反應(yīng)時其特征性表現(xiàn)為內(nèi)吞ac-LDL增加[2]。UEA-1是鑒定ECs功能的特異性糖蛋白,其可以與具有內(nèi)皮系表型細胞胞膜上的L-巖藻糖特異結(jié)合[3]。本實驗顯示HUVECs能攝取ac-LDL,并且結(jié)合UEA-1,免疫熒光結(jié)果>80%細胞呈雙陽性染色。
鑒定 ECs表型特征的常用標志包括 KDR、CD31、CD34、VWF[4]。此外,CD133是分子量為 120 kDa的糖基化多肽,具有造血干/祖細胞和內(nèi)皮前體細胞表型和功能特征,隨著細胞分化成熟CD133表達迅速下降,在分化成熟的ECs不表達。本實驗流式細胞儀檢測HUVECs(第7天)表面抗原表達:CD3195.73%,KDR 99.66%,VWF 99.57%,CD3476.82%,提示HUVECs表達ECs抗原陽性值極高,細胞純度高,相反CD133抗原的表達缺失,僅3.84%,說明幾乎沒有原始細胞和初步分化細胞,因為CD133抗原不被成熟ECs表達,也借此將原始干細胞與成熟分化細胞鑒別開來,此結(jié)果與Peichev等[5]報道一致。
[1]Jaffe EA,Nachman RL,Becker CG,et al.Cultureof human endothelial cells derived from umbilical veins.Identification by mor phologic and immunologic criteria[J].J Clin Invest,1973,52(11):2745-2756.
[2]Ceriello A,dello Russo P,Amstad P,et al.High glucose induces antioxidant enzymes in human endothelial cells in culture.Evidence linking hyperglycemia and oxidative stress[J].Diabetes,1996,45(4):471-477.
[3]Kaushal S,Amiel GE,Guleserian KJ,et al.Functional small-diameter neovessels created using endothelial progenitor cells expanded ex vivo[J].Nat Med,2001,7(9):1035-1040.
[4]Blann AD,Taberner DA.A reliable marker of endothelial cell dysfunction,Does it exist[J].Br J Haematol,1995,90(2):244-248.
[5]Peichev M,Naiyer AJ,Pereira D,et al.Expression of VEGFR-2 and AC133 by circulating human CD34(+)cells identifies a population of functional endothelial precursors[J].Blood,2000,95(3):952-958.