周筱丹,董曉芳,佟建明,徐 鵬
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 海淀100193)
肝臟是家禽脂類代謝的主要器官,因此蛋雞肝細(xì)胞的分離和培養(yǎng)對(duì)脂類代謝的研究具有重要意義。目前肉雞[1]的肝細(xì)胞培養(yǎng)方法已較為成熟。由于蛋雞的解剖結(jié)構(gòu)與肉雞有明顯的差異,采用離體灌流法制備的肝細(xì)胞活率低[2]。因此離體灌流法還無(wú)法代替體內(nèi)灌流法。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有成年雞肝臟體內(nèi)灌流方法[1]進(jìn)行優(yōu)化,為獲得更多高質(zhì)量的肝臟細(xì)胞,提供更為合理的細(xì)胞分離和制備方法。
1.1 試驗(yàn)材料 用于原代肝細(xì)胞培養(yǎng)的蛋雞,購(gòu)自北京延慶康莊雞場(chǎng)。選擇健康的25周齡海藍(lán)褐產(chǎn)蛋雞12只,分為2個(gè)處理,分別采用兩種肝細(xì)胞分離和制備方法,每個(gè)處理6個(gè)重復(fù)。
1.2 主要試劑 Williams′medium E細(xì)胞培養(yǎng)液、人胰島素、地塞米松、人轉(zhuǎn)鐵蛋白、青霉素、鏈霉素和抗壞血酸,均購(gòu)自Sigma公司;新生牛血清為Invitrogen公司生產(chǎn);臺(tái)盼藍(lán)、肝素鈉、戊巴比妥鈉等為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn);6孔細(xì)胞培養(yǎng)板為Corning公司生產(chǎn)。
1.3 蛋雞肝細(xì)胞的制備 于灌流前蛋雞禁食8h,翅靜脈注射4~5mL肝素鈉(1 400UI/mL)抗凝,腹腔注射5~10mL戊巴比妥鈉(50mg/mL體重)麻醉。待雞完全麻醉后,用38℃新潔爾滅溶液全身浸泡消毒,將消毒好的雞放入超凈臺(tái),仰臥固定在手術(shù)臺(tái)上,從腹部中間起始,撥開(kāi)腹部和胸部皮膚;沿胸骨兩側(cè)第一根肋骨剪斷,打開(kāi)胸腔和腹腔,輕輕將腸道拉向軀體左側(cè),結(jié)扎輸卵管靜脈和胰十二指腸靜脈后,在腸系膜后靜脈下穿2條棉線,結(jié)扎遠(yuǎn)心端棉線,近心端棉線暫不結(jié)扎;在2條棉線之間用眼科剪將腸系膜后靜脈剪開(kāi)小口,沿肝門靜脈方向插入小鼠灌胃針,并用近心端棉線結(jié)扎固定好小鼠灌胃針。以30mL/min的速度灌注37℃預(yù)熱的無(wú)菌灌流液 A (HEPES:10mmol/L,NaCl:137mmol/L,KCl:3mmol/L,Na2HPO4·12H2O:3mmol/L,EDTA二鈉鹽:5mmol/L;pH 值為7.4),待肝臟臌脹變?yōu)橥咙S色時(shí)剪開(kāi)上腔靜脈,持續(xù)9min,隨后以30mL/min灌注37℃預(yù)熱的無(wú)菌灌流液B(HEPES:10mmol/L,NaCl:137mmol/L,KCl:3 mmol/L,Na2HPO4·12H2O:3mmol/L;pH 值為7.4),持續(xù)10min;待流出的液體變清后,進(jìn)行消化灌流,即以20mL/min灌注40℃預(yù)熱的無(wú)菌灌流液C(HEPES:10mmol/L,NaCl:137mmol/L,KCl:3 mmol/L,Na2HPO4·12H2O:3mmol/L,Ⅱ型膠原酶:0.4g/L和 CaCl2:5.4mmol/L;pH 值為7.4),15min后肝臟塌陷,消化完畢[1]。
1.4 原有的成年雞肝細(xì)胞培養(yǎng)灌流法[1]灌流前將蛋雞血管僅結(jié)扎腸系膜后靜脈遠(yuǎn)心端,輸卵管靜脈和胰十二指腸靜脈不結(jié)扎。
1.5 肝細(xì)胞的分離 以肝臟先臌脹變土黃色隨后變塌陷松軟為肝臟灌流是否成功的標(biāo)志。觸動(dòng)肝臟表面松軟后,摘取消化好的肝臟,放入無(wú)菌平皿中,加入基礎(chǔ)培養(yǎng)液(Williams′medium E細(xì)胞培養(yǎng)液含10%新生牛血清),剔除血管、脂肪和結(jié)締組織,剪去肝臟周邊消化不完全的部分;用鑷子撕開(kāi)肝臟包膜,肝細(xì)胞大量流出,用大口徑吸管輕輕吹打,隨后分別過(guò)100目、200目及400目細(xì)胞篩,所得肝細(xì)胞懸液用基礎(chǔ)培養(yǎng)液清洗,并500r/min離心5 min,棄上清后,沉淀用基礎(chǔ)培養(yǎng)液再清洗1次,離心(500r/min,5min)棄上清。用貼壁培養(yǎng)液重懸(Williams′medium E細(xì)胞培養(yǎng)液含10%新生牛血清、1μmol/L 人胰島素、1μmol/L 地塞米松、10 μg/mL人轉(zhuǎn)鐵蛋白、10μg/mL抗壞血酸和1%青霉素、鏈霉素)。
1.6 細(xì)胞計(jì)數(shù)和活率檢測(cè) 臺(tái)盼藍(lán)拒染法檢測(cè)細(xì)胞活力,吸取100μL細(xì)胞懸液與0.4%臺(tái)盼藍(lán)1∶1等體積混合均勻,用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。計(jì)算出制備出的肝細(xì)胞數(shù)量和活率。計(jì)算公式:
細(xì)胞活率(%)= 未染色的細(xì)胞數(shù)目/(未染色的細(xì)胞數(shù)目+染色的細(xì)胞數(shù)目)×100%[19]。
1.7 蛋雞肝細(xì)胞的原代培養(yǎng) 細(xì)胞計(jì)數(shù)后,用貼壁培養(yǎng)液將細(xì)胞懸液稀釋為5×105個(gè)/mL,接種于6孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每孔接種2mL細(xì)胞懸液,在37℃、5%CO2的培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)4h,細(xì)胞貼壁后換用無(wú)新生牛血清的 Williams′medium E。繼續(xù)培養(yǎng),以后每24h更換一次培養(yǎng)液。
1.8 蛋雞肝細(xì)胞培養(yǎng)基上清液中乳酸脫氫酶(LDH)的測(cè)定 細(xì)胞換液前,分別于4、24、48、144、168h收集6孔細(xì)胞培養(yǎng)液,以4℃12 000r/min,離心10min,取上清保存在-20℃冰箱,待測(cè)LDH活力。具體操作方法按照南京建成生物工程有限公司生產(chǎn)的LDH測(cè)定試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。將0.05 mL待測(cè)樣本與基質(zhì)緩沖液1∶5混合,加0.05mL NADH 混勻,37℃水浴15min,加0.25mL 2,4-二硝基苯肼37℃水浴15min,加0.4mol/L NaOH溶液2.5mL,室溫放置3min,440nm蒸餾水調(diào)零1cm光徑測(cè)吸光度。
1.9 統(tǒng)計(jì)分析 采用SAS(8.02)軟件的 ANOVA程序進(jìn)行方差分析,用Duncan′s法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表示為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”。
2.1 不同方法下肝臟灌流成功率、肝細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞活率比較 采用本方法分離蛋雞肝臟細(xì)胞,6次試驗(yàn)均灌流成功,肝臟灌流成功率達(dá)到100%,采用原有的成年雞肝細(xì)胞培養(yǎng)灌流法,6次試驗(yàn)僅灌流成功2次,肝臟灌流成功率僅為33.3%。由表1可知,本方法培養(yǎng)的肝細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞計(jì)數(shù),計(jì)算出從每個(gè)肝臟獲得的肝細(xì)胞數(shù)量為(1.09±0.21)×109個(gè),肝細(xì)胞數(shù)量是采用原有方法的122倍。經(jīng)臺(tái)盼藍(lán)拒染法檢測(cè)細(xì)胞活率,本方法所獲得的肝細(xì)胞活率比采用原有方法提高了17.4%。
表1 不同方法下肝細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞活率比較
2.2 不同方法下肝細(xì)胞培養(yǎng)基上清液中LDH活力的測(cè)定 不同肝細(xì)胞培養(yǎng)灌流法分離的肝細(xì)胞培養(yǎng)基上清液中LDH的測(cè)定結(jié)果,見(jiàn)表2。由表2可知,本方法和原有方法制備的肝細(xì)胞,其培養(yǎng)基上清液中LDH活力在4、24、48、144h和168h無(wú)顯著差異(P>0.05)。
表2 培養(yǎng)基上清液中的LDH的活力的測(cè)定 (U/L)
3.1 不同方法下肝臟灌流成功率、肝細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞活率比較 原有的成年雞肝細(xì)胞制備方法多以肉雞和種公雞作為試驗(yàn)動(dòng)物[3],采用結(jié)扎腸系膜后靜脈的兩步原位灌流法制備肝細(xì)胞,取得了良好的效果。但這一分離方法在蛋禽肝細(xì)胞的制備上并不適用,肝臟灌流成功率太低是其不適用的主要原因。與肉雞和種公雞不同,蛋禽具有發(fā)達(dá)的輸卵管靜脈叢,輸卵管靜脈與肝門靜脈相通,因此按原有的成年雞肝細(xì)胞培養(yǎng)灌流法會(huì)極易導(dǎo)致灌流液無(wú)法完全進(jìn)入肝臟,肝臟不能與灌流液充分接觸導(dǎo)致灌流失敗。肝臟灌流是肝細(xì)胞分離技術(shù)最重要的環(huán)節(jié),灌流的成功與否直接影響肝細(xì)胞制備的數(shù)量和存活率。通過(guò)兩種方法的對(duì)比試驗(yàn),可知本方法可以保證較高的成功率,肝細(xì)胞數(shù)量和活率也保證試驗(yàn)的需求。
3.2 不同方法下肝細(xì)胞培養(yǎng)基上清液中LDH活力的測(cè)定 LDH存在于肝細(xì)胞內(nèi),當(dāng)細(xì)胞膜破損時(shí)大量的LDH從細(xì)胞內(nèi)泄露出來(lái)。細(xì)胞培養(yǎng)液中的LDH的活力,常是用來(lái)指示細(xì)胞的損傷程度,反應(yīng)了細(xì)胞膜的完整性。環(huán)境中LDH的活力越低,表明細(xì)胞膜受損的程度越?。?]。本試驗(yàn)結(jié)果與陳曉春等[2]的報(bào)道相一致。但與Jauregui等[4]報(bào)道小鼠肝臟細(xì)胞培養(yǎng)液上清中LDH活力為(9.2±1.5)×10-6IU不一致,這可能與試驗(yàn)動(dòng)物不同有關(guān)。
通過(guò)對(duì)蛋雞肝細(xì)胞分離和制備方法進(jìn)行優(yōu)化,可使肝臟灌流成功率提高至100%,每只雞可獲(1.09±0.21)×109個(gè)肝臟細(xì)胞,肝細(xì)胞活率為(95.3±1.3)%;肝細(xì)胞形態(tài)和培養(yǎng)基上清液中的LDH活力與原方法無(wú)顯著差異。因此,本試驗(yàn)方法與原有方法相比,更適用于產(chǎn)蛋家禽肝細(xì)胞的制備和培養(yǎng),效果更佳。
[1]陳黎龍,江青艷,朱曉彤,等.成年雞肝細(xì)胞的分離與原代培養(yǎng)[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,30(3):385-389.
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[4]Jaurequi H O,Hayner N T,Driscoll J L,etal.Trypan Blue Dye Uptake and Lactate Dehydrogenase in Adult Rat Hepatocytes-Freshly Isolated Cells,Cell Suspensions,and Primary Monolayer Cultures[J].In Vitro,1981,17(12):1100-1110.