高瑞金 劉 學 崔衛(wèi)波 譚海明 張碧成 陸倩倩 張雨梅
(揚州大學獸醫(yī)學院 江蘇 揚州 225009)
血管內皮細胞是鋪陳于血管內壁的一層多功能細胞,在血管通透性屏障、免疫防御及炎性反應中起著極其重要的作用[1]。大量研究顯示,血管內皮是許多心血管疾病或危險因子作用的重要靶器官,具有相當活躍的內分泌和代謝功能。血管內皮細胞具有多重的生物學特性,而大鼠是主要的實驗動物,因此建立大鼠血管內皮細胞的體外培養(yǎng)方法對于研究內皮細胞特性、對作用于血管的藥物及抗腫瘤藥物的研究具有重要意義。本試驗采用植塊法分離大鼠血管內皮細胞,通過條件培養(yǎng)以及CD31免疫組化和管形成鑒定,建立了大鼠主動脈血管內皮細胞的體外培養(yǎng)方法。
Wistar大鼠,雄性,200g左右,揚州大學比較醫(yī)學中心提供。人重組VEGF165,美國Prospec公司;HGDMEM和胎牛血清(FBS),美國Gibco公司;兔抗大鼠CD31抗體,美國Santa Cruz公司;羊抗兔FITC熒光抗體,瑞士Roche公司;Matrigel基質膠,美國BD公司;Trypsin、Pen/ Strep/ Amphotericin B、戊巴比妥鈉、肝素鈉,生物工程(上海)有限公司;羊抗兔即用型SABC免疫組化試劑盒、DAB顯色試劑盒、Mayor,s蘇木素均為武漢博士德生物工程有限公司產品;EDTA、氯化鈉、氯化鉀和磷酸二氫鉀,天津科密歐化學試劑有限公司;多聚甲醛、甲醇、硫酸銅、碳酸氫鈉和Na2HPO4·12H2O,國藥集團化學試劑有限公司。
1.2.1 大鼠胸主動脈血管內皮細胞的分離與原代培養(yǎng)Wistar大鼠2%戊巴比妥鈉麻醉后,經75%乙醇浸泡消毒后固定在手術板上,在超凈工作臺中打開胸腹腔,分離胸主動脈。取出胸主動脈,用PBS沖洗3~4次后,放入另一個無菌培養(yǎng)皿中,用眼科鑷小心除去血管周圍結締組織及脂肪,縱行剖開血管,用眼科剪分割成2mm×2mm大小的血管塊,將血管塊內皮面向下貼于鋪有明膠的50ml培養(yǎng)瓶中,于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中靜置2h后,加入適量含20%FBS、4ng/mlVEGF165和100μg/ml肝素的DMEM培養(yǎng)液培養(yǎng)[2-4],液體僅遮蓋主動脈即可。培養(yǎng)4d后,棄去主動脈植塊,2~3d換液1次。
1.2.2 傳代培養(yǎng) 原代細胞培養(yǎng)約12~14d,遷出生長的細胞覆蓋培養(yǎng)瓶面積的2/3以上時即可傳代[3]。棄去培養(yǎng)液,用PBS沖洗培養(yǎng)瓶后,加0.25%胰蛋白酶消化3~5min,見內皮細胞收縮變圓,立即加入等體積的含胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液終止消化,吸管輕輕吹打并混勻,移入10ml離心管中,1000r/min離心10min,棄上清,加入含10%FBS的DMEM培養(yǎng)液適量制成細胞懸液,分至2個50ml培養(yǎng)瓶中。根據內皮細胞貼壁時間快于成纖維細胞,因此傳代4h后換液以除去未貼壁雜細胞,以后隔天換液1次。
1.3.1 細胞形態(tài) 倒置顯微鏡下觀察不同代次的細胞形態(tài),是否呈現(xiàn)內皮細胞典型的折光性強、“鋪路石”樣等特點[3, 5]。
1.3.2 CD31免疫細胞分析 取2代細胞,制成細胞懸液后分于放有蓋玻片的六孔板中,進行細胞爬片培養(yǎng)。待細胞融合至80%左右取出蓋玻片,PBS清洗3次,用4%多聚甲醛固定30min,PBS清洗后滴加0.5%Triton-X100 10min;PBS清洗后加3%H2O220min,PBS再次清洗后加5%BSA封閉30min。滴加兔抗鼠CD31一抗4℃過夜,PBS代替一抗作陰性對照。第2天經PBS清洗后分別滴加羊抗兔二抗及羊抗兔FITC熒光二抗,進行DAB顯色和熒光細胞分析。
1.3.3 內皮細胞的管形成 96孔板中先加入50μl基質膠于37℃培養(yǎng)箱中30min,后每孔加入1×104個第2代細胞懸液100μl,使細胞在基質膠表面均勻散開,置37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中,培養(yǎng)2h后觀察細胞形成的管狀結構。
原代細胞及傳代培養(yǎng)的細胞,調節(jié)細胞密度至2×105個/ml。24孔板每孔中加入細胞懸液100μl,含20%FBS的DMEM培養(yǎng)基900μl,于37℃、5%CO2培養(yǎng)。第2天開始,每天4孔連續(xù)計數6d,分別繪制2~6代細胞的生長曲線。
主動脈塊培養(yǎng)4d時,可見動脈塊附近有原代內皮細胞遷出生長,細胞呈梭狀或多角。培養(yǎng)12~14d,遷出生長的細胞覆蓋培養(yǎng)瓶面積的2/3以上,可見血管內皮細胞的“鋪路石”樣特征,見圖1。
圖1 大鼠胸主動脈血管內皮細胞(×100)
CD31抗體免疫細胞化學(1)SABC顯色,可見胞漿中淡黃棕色陽性細胞[6];(2)FITC熒光二抗分析,可見胞漿中綠色熒光強陽性細胞,見圖2。
圖2 大鼠胸主動脈血管內皮細胞CD31免疫化學(×200)
從大鼠胸主動脈分離的原代內皮細胞及傳代培養(yǎng)細胞,在Matrigel基質膠中培養(yǎng)2h后,均可見形成部分管狀結構;至培養(yǎng)6h可見形成完整的血管樣小管。
大鼠胸主動脈血管內皮細胞進行了六代傳代培養(yǎng),不同代次細胞形態(tài)上無變化,細胞生長曲線見圖4。細胞于分瓶后4天至對數生長期,在相同培養(yǎng)時間不同代次細胞數無明顯差異(P>0.05)。
圖3 大鼠胸主動脈血管內皮細胞管形成(×50)
圖4 內皮細胞生長曲線
內皮細胞的獲取方法主要包括機械刮取法、酶消化法和植塊法[7]。大鼠主動脈管腔較細酶消化法操作難度較大,獲取內皮細胞數量較少,而機械刮取法獲得的內皮細胞摻雜較多的雜細胞,本研究采用植塊法獲取的內皮細胞數量多,通過培養(yǎng)基中添加VEGF細胞因子、肝素等物質可以促進內皮細胞生長為優(yōu)勢細胞,從而保證了內皮細胞的純度;而傳代過程中采用的差速消化法,內皮細胞脫壁時間早于成纖維細胞,在內皮細胞脫壁時成纖維細胞仍處于貼壁狀態(tài),可以進一步除去雜細胞,獲得純度較高的內皮細胞。
血管內皮細胞的標記物有第Ⅷ因子、CD31、vWF、CD34、VEGFR和Weibel-Palade小體等[8-10]。CD31作為成熟內皮細胞表面分子標志物之一,近年來較多的被用于內皮細胞的的鑒定。本試驗采用CD31免疫SABC組化及免疫熒光抗體分析對內皮細胞進行鑒定,內皮細胞陽性率較高,管形成試驗也進一步驗證了分離培養(yǎng)的內皮細胞的特性。
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