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人肺臟類器官培養(yǎng)在探究新冠病毒感染肺的機(jī)制的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):2391 發(fā)布日期:2020-4-10  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
 引言    

眾所周知,新冠病毒是會(huì)引起肺部損傷的。為助力您探究其感染機(jī)制,PeproTech在此為您提供一份全面的人肺臟類器官培養(yǎng)方案。
肺類器官由ESCs/iPSC分化而來,hESCs體外肺分化實(shí)際上是通過加入多種細(xì)胞因子和小分子化合物模擬體內(nèi)肺發(fā)育各階段的過程,hESCs體外肺分化主要經(jīng)歷以下幾個(gè)階段:
  • 首先hESCs在活化素A(Activin A)的作用下分化為定型內(nèi)胚層階段(definitive endoderm, DE)。

  • 隨后再加入細(xì)胞因子和小分子化合物使DE階段的細(xì)胞進(jìn)一步分化為前部前腸內(nèi)胚層(anterior foregut endoderm, AFE)階段。

  • 接著形成前腸球體,最終在3D培養(yǎng)環(huán)境中分化為肺類器官。

 
▶▶ 實(shí)驗(yàn)材料◀◀

1. Matrigel人胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)用基質(zhì)膠,于冰上分裝后保存于-80℃。(Corning,Cat#354277)

2.Advanced DMEM/F12培養(yǎng)基。(Thermo, Cat#12634010)

3. Matrigel類器官培養(yǎng)用基質(zhì)膠,于冰上分裝后保存于-80℃(Corning,Cat#356231)

4.Knock Out Serum Replacement, 分裝后保存于-20℃。(Thermo,Cat#A3181502)

5.B-27 trademark Supplement(50X), 分裝后保存于-20℃(Thermo,Cat#17504044)

6.N-2 Supplement(100X),分裝后保存于-20℃。(Thermo,Cat#17502001)

7.HyClone-defined FBS ,分裝后保存于-20℃。(Thermo Fisher Scientific,Cat#10437010)

8.mTeSR™1(Stemcell Technologies, Cat#85850)

9.Activin A配制為100μg/ml, 保存于-80℃,使用終濃度為100ng/ml。(PeproTech,Cat#120-14)

10.Noggin配制為200μg/ml,保存于-80℃,使用終濃度為200ng/ml。(PeproTech,Cat#120-10C)

11.FGF4配制為500μg/ml,保存于-80℃,使用終濃度為500ng/ml。(PeproTech,Cat#100-31)

12.FGF10配制為500μg/ml,保存于-80℃,使用終濃度為500ng/ml。(PeproTech,Cat#100-26)

13.Y-27632配制為10mM, 保存于-80℃,使用終濃度為10μM。(BioGems, Cat#1293823)

14.SB431542配制為10mM, 保存于-80℃,使用終濃度為10μM。(BioGems, Cat#3014193)

15.CHIR99021配制為2mM, 保存于-80℃,使用終濃度為2μM。(BioGems, Cat#2520691)

16.SAG配制為1mM, 保存于-80℃,使用終濃度為1μM。(BioGems, Cat#9128694)

17.Accutase消化液(Thermo,Cat#A1110501)

 
▶▶ ESCs/iPSC培養(yǎng)傳代步驟◀◀
 
 01/   hESCs的復(fù)蘇

預(yù)先將Matrigel(Cat#354277)從-80℃取出,置于冰上融化,隨后用預(yù)冷的DMEM/F1培養(yǎng)基稀釋100倍,取1ml加入六孔板的一個(gè)孔,晃勻至鋪滿孔板底部。六孔板置于37℃培養(yǎng)箱中至少30min,備用。mTesR1人胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)基提前從4℃冰箱取出,室溫放置約10min。從液氮凍存盒中取出H9細(xì)胞(hESC細(xì)胞系),快速移入37℃水浴鍋中融化,輕柔晃動(dòng)至凍存管還剩小塊冰即取出,小心將細(xì)胞轉(zhuǎn)入15ml離心管,加入5ml mTesR1培養(yǎng)基輕輕混勻細(xì)胞,1000rmp/5min離心,小心棄去上清,加入含10μM的Y-27632的mTesR1培養(yǎng)基重懸細(xì)胞,細(xì)胞接種于基質(zhì)膠包被的培養(yǎng)板,置于37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。次日加入DMEM/F12培養(yǎng)基輕柔洗一次,更換新鮮不含Y-27632的mTesR1培養(yǎng)基,置于37℃培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)。

 02/   hESCs的培養(yǎng)

每天更換新鮮mTesR1培養(yǎng)基前應(yīng)觀察細(xì)胞狀態(tài),若發(fā)現(xiàn)大量死細(xì)胞漂浮于培養(yǎng)基(剛復(fù)蘇的細(xì)胞狀態(tài)較差),則棄去培養(yǎng)基,加入預(yù)熱的DMEM/F12培養(yǎng)基輕柔洗細(xì)胞一次,棄去DMEM/F12培養(yǎng)基,加入新鮮mTesR1培養(yǎng)基,置于37℃培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)。

 03/   hESCs的傳代

細(xì)胞約3~5天生長至80%匯合度,狀態(tài)良好的hESCs克隆明顯,邊緣光滑。細(xì)胞傳代時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要提前用Matrigel包被培養(yǎng)板,細(xì)胞用DMEM/F12培養(yǎng)基洗2次,在六孔板每孔中加入1ml Accutase消化液,置于37℃培養(yǎng)箱中消化3~5min,傳代比例為1:5~1:10。每隔2min在倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞,待克隆邊緣發(fā)亮即小心棄去消化液,加入2ml含10μM的Y-27632的mTesR1培養(yǎng)基輕柔吹打細(xì)胞數(shù)次,收集細(xì)胞于15ml離心管,1000rmp/5min離心,小心棄去上清,加入含10μM的Y-27632的mTesR1培養(yǎng)基重懸細(xì)胞,轉(zhuǎn)入基質(zhì)膠包被的培養(yǎng)板,置于37℃培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)。過夜后更換新鮮的不含Y-27632的mTesR1培養(yǎng)基,置于37℃培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng),每天換液。

 04/   hESCs的凍存

凍存液為含5~10%二甲基亞砜(DMSO)的血清替代品(KOSR),置于4°C備用。按照前述細(xì)胞傳代的方法收集細(xì)胞,用細(xì)胞凍存液輕柔重懸細(xì)胞,轉(zhuǎn)入凍存管,做好標(biāo)記,置于凍存盒,-80℃過夜后轉(zhuǎn)入液氮中長期保存。
 
▶▶ 肺類器官的培養(yǎng)分化◀◀
 
01/   

取對(duì)數(shù)生長的hESCs肺類器官分化,hESCs(生長至約90%匯合)用預(yù)熱RPMI1640基礎(chǔ)培養(yǎng)基輕柔洗2次,加入含100ng/ml的ActivinA和2μM的CHIR99021的定型內(nèi)胚層(DE)階段誘導(dǎo)培養(yǎng)基(誘導(dǎo)第二天培養(yǎng)基內(nèi)需要添加0.2%FBS, 誘導(dǎo)第三、四天培養(yǎng)基內(nèi)需要添加2%FBS),每天換液,共4天。

02/  

第4天,細(xì)胞用Advanced DMEM/F12培養(yǎng)基輕柔洗2次,在DMEM/F12培養(yǎng)基種加入1xB27, 1xN-2以及含200ng/ml的Noggin,500ng/ml的FGF4,2μM的CHIR99021,1μM的SAG和10μM的SB431542的前部前腸內(nèi)胚層(AFE)階段誘導(dǎo)培養(yǎng)基,每天換液,共5天。

03/  

第9天,待細(xì)胞分化成前腸球體后,細(xì)胞用Advanced DMEM/F12培養(yǎng)基輕柔洗2次,加入適量Accutase消化液消化3~5min,收集細(xì)胞,1000rmp/5min離心,棄上清,加入適量預(yù)冷Matrigel(Cat#356231),吹打混勻,注意不要產(chǎn)生氣泡,加入50ul種于24孔板內(nèi),37℃培養(yǎng)箱放置約30min,待Matrigel固化后加入肺類器官培養(yǎng)基(含1%FBS的 Advanced DMEM/F12培養(yǎng)基,1xB27, 1xN-2,500ng/ml FGF10)同時(shí)需要補(bǔ)加10μM的Y-27632。過夜后更換新鮮的含肺類器官培養(yǎng)基。細(xì)胞每3~5天換液一次,每5~8天傳代一次,傳代時(shí)需要加入含10μM的Y-27632肺類器官培養(yǎng)基。大約培養(yǎng)50天肺類器官可以成熟。
 
表1:肺類器官誘導(dǎo)培養(yǎng)用培養(yǎng)基配制方法
肺類器官培養(yǎng)步驟
注:AdvancedDMEM/F12培養(yǎng)基中若含有HEPES和L-glutamine,則不需要額外添加。
 
▶▶ 誘導(dǎo)培養(yǎng)用細(xì)胞因子和小分子◀◀
來源:美國PeproTech(派普泰克)公司
聯(lián)系電話:40000 53055,0512 6832 5983
E-mail:peprotech.infochina@thermofisher.com

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