張又枝,黃 琦,任 平
(1.湖北科技學院藥學院,湖北 咸寧 437100;2.湖北科技學院糖尿病及心腦血管病變湖北省重點實驗室)
人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVEC)在醫(yī)藥學的基礎(chǔ)研究中應(yīng)用廣泛,主要是其比較易得到,而且又具有內(nèi)皮細胞的特征,對疾病的發(fā)病機制的研究極為重要。但是該細胞比較脆弱,極易損傷,在研究中不易得到活力比較好的細胞。Transwell 小室是一種嵌入細胞培養(yǎng)板,其小室底部含有聚碳酸酯膜的材料,亦稱為PET 膜,該膜根據(jù)孔徑不同將其分為不同種的小室,但是共有的特點是其具有通透性,使小室內(nèi)外培養(yǎng)液的成分相互影響,從而影響細胞的生長、運動等。由于其材料的通透性,主要應(yīng)用在共培養(yǎng)體系,趨化性實驗以及腫瘤細胞的遷移實驗中[1~3]。本研究是類似于共培養(yǎng)體系的一種培養(yǎng)方法,選用PET 膜孔徑為0.4μm 的小室,將HUVEC 細胞種于上室,細胞無法通過該孔徑,分泌的因子可以在下室的培養(yǎng)液中檢測出。
1.1 標本來源與采集 標本均來自于湖北省咸寧市中心醫(yī)院正常足月妊娠娩出新生兒的臍帶。新生兒娩出后于無菌條件下剪下臍帶(約30~40cm)迅速放入裝有無菌PBS 的容器中,放入冰盒中盡量在2h 內(nèi)移入實驗室,行人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVEC)的分離培養(yǎng)。
1.2 試劑與儀器 ECM 培養(yǎng)基(Science cell);Transwell 培養(yǎng)板(Corning);乙二胺四乙酸(Sigma);胰蛋白酶(Sigma);明膠(Solarbio);青霉素,鏈霉素(Amresco);兔抗人Ⅷ因子相關(guān)抗原免疫組織化學檢測試劑盒(武漢博士德生物工程公司);其他試劑均為國產(chǎn)分析純。CO2細胞培養(yǎng)箱(廈門致微);超凈工作臺(蘇凈集團安泰公司);倒置熒光顯微鏡(日本Nikon);高壓蒸汽滅菌鍋(廈門致微)。
1.3 方法
1.3.1 胰酶消化法原代培養(yǎng)HUVEC 具體步驟如下 將三通管插入臍靜脈內(nèi),并予以固定,用注射器吸取PBS 液從三通管的一端注入到臍靜脈中,洗凈臍靜脈內(nèi)的血液,直到流出的液體接近于PBS 的顏色為止;夾閉臍帶另一端,不含EDTA 和含EDTA 的0.25%胰蛋白酶液體(體積比1∶1)沿三通管注入臍靜脈,充滿后關(guān)閉三通管,在超凈臺內(nèi)常溫消化30min;將止血鉗松開,在出口的另一端插入一無菌的塑料管,將注入臍靜脈內(nèi)的胰酶液體引流入已裝有10%FBS 的M199 培養(yǎng)基中,終止胰酶的消化作用;注入10%FBS 的M199 培養(yǎng)基,臍靜脈另一端引流出培養(yǎng)基放于試管中;將收集于試管中的培養(yǎng)基和胰酶液體,以1000rpm的轉(zhuǎn)速離心12min;吸棄上清液,用ECM 培養(yǎng)基(含內(nèi)皮細胞生長因子,ECGS)重懸細胞,種入培養(yǎng)瓶中,靜置培養(yǎng);第二天,用含ECM(含ECGS)的培養(yǎng)基換液,以去除殘余胰酶溶液及未貼壁細胞的影響。
1.3.2 HUVEC 的傳代培養(yǎng)步驟 待細胞融合后,兩瓶細胞分別用0.25%胰蛋白酶(不含EDTA)和0.25%胰蛋白酶(含EDTA)消化,制成單細胞懸液,根據(jù)細胞的多少來決定傳代比例,依細胞活力,將第2~10 代之間的細胞將其傳代到Transwell 小室中用來做進一步的實驗。
1.3.3 細胞免疫熒光技術(shù)對HUVEC 內(nèi)皮細胞標志物Ⅷ因子鑒定 先將細胞種在放有玻片的24孔板或六孔板中貼壁過夜,倒掉培養(yǎng)基,再用PBS溶液清洗細胞兩次,棄掉PBS,最后加4%多聚甲醛適量,固定10min;吸棄多聚甲醛,室溫下PBS洗3 次;吸棄PBS,加入0.125% Triton,室溫下破膜15min;PBS 洗5min ×3 次;5% BSA 或山羊血清封閉25min;加一抗(Ⅷ因子抗體,稀釋度為1∶500),然后將有一抗的培養(yǎng)皿放于濕盒中,于4℃孵育過夜;加FITC 標記的熒光二抗,37℃下避光孵育1h;PBS 洗滌5min×3 次;加DAPI(染核試劑)室溫孵育2min;PBS 洗5min;熒光顯微鏡下觀察照相并記錄結(jié)果。
2.1 原代人臍靜脈內(nèi)皮細胞鑒定 圖1 是采用細胞免疫熒光化學技術(shù)檢測內(nèi)皮細胞標志物Ⅷ因子,結(jié)果顯示:含有Ⅷ因子的細胞胞漿著綠色,胞核著藍色。該結(jié)果提示通過胰酶消化法所得原代人臍靜脈內(nèi)皮細胞純度比較高。
圖1 人臍靜脈內(nèi)皮細胞鑒定
2.2 Transwell 小室中HUVEC 內(nèi)皮細胞 結(jié)果表明,用0.25%胰蛋白酶(含EDTA)消化HUVEC細胞成細胞懸液將其種入Transwell 小室中,第2d僅有少許細胞貼壁,細胞形態(tài)較差。時間(大約2min)和溫度(室溫)相同的條件下,用0.25%胰蛋白酶(不含EDTA)消化HUVEC 細胞后,將其種入Transwell 小室中,6h 左右細胞貼壁,至第2d 仍生長良好。
人臍靜脈來源豐富,且由于其具有動脈的特性,對于研究血管類疾病例如動脈粥樣硬化等有其特有的優(yōu)勢,但是由于其比較嬌嫩,在一般的培養(yǎng)瓶以及孔板中難培養(yǎng),其培養(yǎng)條件及方法報道甚多,但是對于特殊支撐材料的培養(yǎng)條件鮮有報道。
本研究首先用胰酶消化法取得原代人臍靜脈內(nèi)皮細胞,其消化的胰酶的比例以及時間都是本實驗室通過摸索得來的條件。我們用過別人相同的胰酶在室溫下消化10min 但是得到的細胞很少;我們也用過別人的胰酶條件,即0.25%胰蛋白酶(不含EDTA)或者是單純用0.25%胰蛋白酶(含EDTA)消化[4,5],但是得到的細胞無論數(shù)量以及狀態(tài)都沒有本文中消化條件0.25%胰蛋白酶+EDTA 液體(1∶1)得到的細胞狀態(tài)和數(shù)量佳。
然后從鑒別方法進行比較,從結(jié)果中得知,用免疫熒光法鑒定內(nèi)皮細胞的標志物Ⅷ因子比用傳統(tǒng)的DAB 方法染色更清晰、明顯的標出陽性細胞(DAB 法結(jié)果未顯示)。DAB 染色的胞漿Ⅷ因子的棕色斑塊容易與背景混淆。綠色熒光在顯微鏡下很容易辨認,圖片對比度更高。最后在特殊材料Transwell 的PET 膜上種植HUVEC 的培養(yǎng)條件也值得借鑒。就本實驗結(jié)果得知,胰酶的選擇是最重要的一個因素,盡量選擇消化能力比較弱的胰酶即0.25%胰蛋白酶(不含EDTA),而含EDTA 的胰酶很容易將細胞消化過度,即使在顯微鏡下觀察一樣的時間,其消化過的細胞后來種在Transwell 小室內(nèi)也幾乎不能貼壁,最后死亡全漂浮起來。
總之,人HUVEC 用途廣,而且現(xiàn)階段對于利用特殊支撐材料進行的研究越來越多,本實驗實驗條件的摸索對于該細胞更廣泛的研究應(yīng)用有一定的借鑒意義。
[1]周云飛,張愛華,劉文虎.Transwell 模擬生物屏障[J].北京生物醫(yī)學工程,2009,28(6):657
[2]Chen X,F(xiàn)eng J,Ge Z,et al.Effects of the JWA gene in the regulation of human breast cancer cells[J].Mol Med Rep,2014,11(5):3848
[3]Oh J,Kwak JH,Kwon DY,et al.Transformation of mouse liver cells by methylcholanthrene leads to phenotypic changes associated with epithelial-mesenchymal transition[J].Toxicol Res,2014,30(4):261
[4]Tretiach M,van Driel D,Gillies MC.Transendothelial electrical resistance of bovine retinal capillary endothelial cells is influenced by cell growth patterns:an ultrastructural study[J].Clinical & Experimental Ophthalmology,2003,31(4):348
[5]王曉霞,牛勃,程牛亮,等.人臍靜脈內(nèi)皮細胞的原代培養(yǎng)[J].山西醫(yī)科大學學報,2007,38(11):1052