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干細(xì)胞成骨、成脂、成軟骨三系分化 的操作方法

瀏覽次數(shù):2285 發(fā)布日期:2022-6-10  來(lái)源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
間充質(zhì)干細(xì)胞屬于成體干細(xì)胞,在體外不同條件下誘導(dǎo)分化為骨、軟骨及其他結(jié)締組織,因其來(lái)源廣泛,分離無(wú)創(chuàng)傷,較低的免疫原性、生長(zhǎng)周期短等特點(diǎn),是組織工程種子細(xì)胞的重要來(lái)源。干細(xì)胞的誘導(dǎo)分化一方面是干細(xì)胞鑒定的主要方法,另一方面也是干細(xì)胞功能學(xué)研究的主要途徑。采用體外條件培養(yǎng)基誘導(dǎo)培養(yǎng)下,人間充質(zhì)干細(xì)胞應(yīng)能夠分化為成脂肪、骨、軟骨細(xì)胞。成脂分化經(jīng)油紅O染色法鑒定,成骨分化經(jīng)茜素紅染色法鑒定,成軟骨分化經(jīng)阿爾辛藍(lán)染色法鑒定。

成骨誘導(dǎo)分化步驟

1.接種骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞:取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞,按照2×104cells/cm2的細(xì)胞密度接種至包被后的培養(yǎng)器皿中,于37℃,5% CO2培養(yǎng)環(huán)境下培養(yǎng)至匯合度60-70%,棄掉上清,加入成骨誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基。

2.細(xì)胞分化誘導(dǎo):每2-3天更換成骨誘導(dǎo)培養(yǎng)基,于37℃,5%CO2培養(yǎng)環(huán)境下培養(yǎng)約14-21天,并注意觀察細(xì)胞形態(tài)變化。根據(jù)細(xì)胞鈣鹽結(jié)晶析出和鈣質(zhì)結(jié)節(jié)形成的情況,決定終止細(xì)胞誘導(dǎo)的時(shí)間,進(jìn)行染色鑒定。

3.細(xì)胞固定:吸去培養(yǎng)基使用適量1×PBS清洗一次,棄去后取適量4%中性甲醛溶液覆蓋培養(yǎng)器皿底面,室溫固定30-60 min,棄去固定液再使用1×PBS清洗兩次。

4.茜素紅染色:加入適量茜素紅染液染3~5min,吸去茜素紅染液,用1×PBS清洗兩次,并加入適量1×PBS避免細(xì)胞干燥。

5.誘導(dǎo)評(píng)估:顯微鏡下觀察成骨染色效果,并進(jìn)行圖像采集和誘導(dǎo)評(píng)估。誘導(dǎo)成功時(shí),鈣質(zhì)結(jié)節(jié)會(huì)與茜素紅染料結(jié)合后呈現(xiàn)紅色或橘紅色。

成脂誘導(dǎo)分化步驟


1.接種骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞:取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞,按照2×104cells/cm2的細(xì)胞密度接種至包被后的培養(yǎng)器皿中,于37℃,5% CO2培養(yǎng)環(huán)境下培養(yǎng)至匯合度90-100%,棄掉上清,加入成脂誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基誘導(dǎo)液。

2.細(xì)胞分化誘導(dǎo):于37℃,5%CO2培養(yǎng)環(huán)境下培養(yǎng)約3天,更換為成脂誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基誘導(dǎo)液,培養(yǎng)1天后,再更換為成脂誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基維持液,繼續(xù)培養(yǎng)3天。

按照以上換液頻率誘導(dǎo)14-21天,并注意觀察細(xì)胞形態(tài)變化。根據(jù)細(xì)胞誘導(dǎo)形成的脂滴數(shù)量和大小,決定終止細(xì)胞誘導(dǎo)的時(shí)間,并進(jìn)行染色鑒定。

3.細(xì)胞固定:吸去培養(yǎng)基,使用適量1×PBS清洗一次,棄去后取適量4%中性甲醛溶液覆蓋培養(yǎng)器皿底面,室溫固定30-60min,棄去固定液再使用1×PBS清洗兩次。

4.油紅O染色:取生理鹽水或1×PBS與油紅O原液配制油紅O工作液(油紅O原液: 生理鹽水=3:2),現(xiàn)用現(xiàn)配。向清洗干凈的誘導(dǎo)孔內(nèi)加入適量工作液,靜置染色30min;吸走油紅O工作液,用1×PBS清洗兩次,并加入適量1×PBS避免細(xì)胞干燥。

5.誘導(dǎo)評(píng)估:顯微鏡下觀察成脂染色效果,并進(jìn)行圖像采集和誘導(dǎo)評(píng)估;誘導(dǎo)成功時(shí),脂滴會(huì)與油紅O染料結(jié)合后呈現(xiàn)紅色或橘紅色。
 

成軟骨平面誘導(dǎo)分化步驟

1.將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞消化下來(lái)計(jì)數(shù),成軟骨誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基細(xì)胞重懸細(xì)胞,離心后調(diào)整細(xì)胞密度密度1-2.0×107cells/mL。


2.20μL懸滴到24孔板中央。(20μL含有4×105細(xì)胞)。37℃培養(yǎng)3h使細(xì)胞貼壁。
3.補(bǔ)充200uL誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基正常培養(yǎng),每隔2-3天換液一次。按照以上換液頻率誘導(dǎo)21-28天,并注意觀察細(xì)胞形態(tài)變化。

4.細(xì)胞固定:吸去培養(yǎng)基使用適量1×PBS清洗一次,棄去后取適量4%中性甲醛溶液覆蓋培養(yǎng)器皿底面,室溫固定30-60min,棄去固定液再使用1×PBS清洗兩次。

5.阿利新藍(lán)染色:向清洗干凈的誘導(dǎo)孔內(nèi)加入適量染色液,避光靜置染色30min。吸去阿利新藍(lán)染色液,用1×PBS清洗兩次,并加入適量1×PBS避免細(xì)胞干燥。

 

6.誘導(dǎo)評(píng)估:顯微鏡下觀察成軟骨染色效果,并進(jìn)行圖像采集和誘導(dǎo)評(píng)估。誘導(dǎo)成功時(shí),軟骨組織中的內(nèi)酸性粘多糖可被阿利辛藍(lán)染成藍(lán)綠色。

NOTE:間充質(zhì)干細(xì)胞的成軟骨分化水平因細(xì)胞類型、細(xì)胞供體來(lái)源、培養(yǎng)條件、細(xì)胞代次、細(xì)胞狀態(tài)和分化時(shí)間等因素而異。


成軟骨三維誘導(dǎo)分化步驟

1.間充質(zhì)干細(xì)胞的準(zhǔn)備:將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞消化下來(lái)計(jì)數(shù),取3×105個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到15mL離心管中,250g離心4min。
棄上清,加入0.5mL成軟骨誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基基礎(chǔ)液,重懸細(xì)胞,150g離心5min。小心棄去上清,加入0.5mL成軟骨誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基誘導(dǎo)液,重懸細(xì)胞,150g離心5min。
將15mL離心管的管蓋稍稍旋開(kāi),放置于37℃,5% CO2培養(yǎng)環(huán)境下培養(yǎng)。

2.細(xì)胞分化誘導(dǎo):24h后觀察細(xì)胞沉淀形變團(tuán)聚的情況,如有明顯的變化,則小心輕柔地?fù)軇?dòng)管底,嘗試讓細(xì)胞團(tuán)脫離管底,全部浸潤(rùn)在誘導(dǎo)液中。
置于37℃,5%CO2培養(yǎng)環(huán)境下培養(yǎng)約21天,通常每2天更換一次新鮮配制的成軟骨誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基誘導(dǎo)液。注意觀察細(xì)胞團(tuán)成球情況及表面光滑度,決定終止細(xì)胞誘導(dǎo)的時(shí)間,并進(jìn)行染色鑒定。

3.染色鑒定
a)軟骨球固定:將軟骨球從離心管中轉(zhuǎn)移至EP管,并使用1×PBS清洗兩次,最后置于適量的4%中性甲醛溶液中。
b)石蠟包埋切片:軟骨球經(jīng)石蠟包埋后切片。
c)阿利辛藍(lán)染色:將石蠟切片脫蠟,使用阿利辛藍(lán)染液染色30min,用自來(lái)水流水沖洗2min,蒸餾水沖洗1次。
d)誘導(dǎo)評(píng)估:顯微鏡下觀察成軟骨染色效果,并進(jìn)行圖像采集和誘導(dǎo)評(píng)估。誘導(dǎo)成功時(shí),軟骨組織中的內(nèi)酸性粘多糖可被阿利辛藍(lán)染成藍(lán)綠色。
NOTE: 間充質(zhì)干細(xì)胞的成軟骨分化水平因細(xì)胞類型、細(xì)胞供體來(lái)源、培養(yǎng)條件、細(xì)胞代次、細(xì)胞狀態(tài)和分化時(shí)間等因素而異。

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