血细胞分离培养方法和步骤

2010-02-05 22:28 · Cheney

以前认为红细胞、粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞等血细胞都属终末分化细胞,很难在体外培养生长或仅能短期培养而不能传代,近年来由于细胞培养技术的发展,已有血细胞培养成功的报道,正常血细胞在体外培养生长时间短,只有白血病细胞,血友病细胞、淋巴瘤细胞可培养成功并建立细胞系,但多半为EB病毒等

以前认为红细胞、粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞等血细胞都属终末分化细胞,很难在体外培养生长或仅能短期培养而不能传代,近年来由于细胞培养技术的发展,已有血细胞培养成功的报道,正常血细胞在体外培养生长时间短,只有白血病细胞,血友病细胞、淋巴瘤细胞可培养成功并建立细胞系,但多半为EB病毒等致瘤病毒引起的转化细胞,(EBNA检查阳性),二甲基亚砜(DMSO)处理也可诱导这些细胞分化发生逆转,表现为正常细胞。所建立的细胞系多半为单核细胞系、B淋巴细胞系、T淋巴细胞系,只在IL-2产品问世后,T细胞才可在体外建系、建株。

血细胞可从外周血中用梯度液通过离心分层后分离获得。也可从脾脏、扁桃体、淋巴结中用机械法切碎过筛分离获得淋巴细胞,从腹腔刺激后的冲洗液中可获得大量的单核-巨噬细胞,从骨髓中可以获得前提血细胞,并可长期培养生长。加入生长因子或某些物质有利于细胞纯化并促进分化和生长繁殖,例如在淋巴细胞中加入IL-2(TCGF),可促进T细胞生长,建立T淋巴细胞系。在多发性骨髓瘤细胞(B细胞)培养中,加B细胞生长因子,可建立B细胞系;加入IL-6(或正常淋巴细胞培养48h的培养上清中的IL6)可使B细胞在体外长期培养,建立了IL-6依赖的B9细胞系。在骨髓单个核细胞培养中加入二羟基维生素D3,可使单个核细胞分化为成骨细胞及破骨细胞。

(一)外周血细胞分离:

外周血中除红细胞外,还有粒细胞、单核细胞和淋巴细胞及血小板等,通常是分离这些血细胞的重要来源。其分离方法有四种:自然沉降法、差异沉降法、氯化铵分离法、Ficoll分离法。

1、自然沉降法:

将无菌抗凝血放入试管中,在37℃水浴中静置,自然沉降1-2h,可见到红细胞下沉,并有明显分层,上层血浆中富含有大量的 和淋巴细胞,下层主要为红细胞。此方法简便但各层中的细胞种类多,不纯。血浆中虽以粒细胞、淋巴细胞为主,但也含有血小板,大单核细胞和少量红细胞。下层虽以红细胞为主,但也有上述各种细胞,此法适用于淋巴细胞转化试验。

2、差异沉降法:

用6%的右旋糖酐或3%的明胶溶液无菌消毒后,分装于中试管中,由于这些物质能使红细胞形成“串状”,比粒细胞、淋巴细胞沉降速度快,因而可使红细胞与白细胞、淋巴细胞分离开。其方法如下:用6%的右旋糖酐溶液5-10ml,经抗凝血5ml加入上层中混合后静置于37℃水浴中30-60min,即可见红细胞下沉,上层富含大量粒细胞和淋巴细胞,下层为红细胞,使两者易于分离开,取上层可用于粒细胞、淋巴细胞培养和实验,下层可用于红细胞培养和实验,经PBS洗3次后即可加入培养基培养,可用于天然白细胞干扰素的诱生和生产。此法分离的细胞纯度也不高。

3、氯化铵分离法:

0.83%氯化铵(NH4CL)可使红细胞破裂,通常将分离获得的粒细胞。淋巴细胞中混有的少量的红细胞用0.83%氯化铵进行裂解,以排除红细胞的干扰。另外,此法也适合大量粒细胞、淋巴细胞的分离制备,在天然白细胞干扰素诱生和生产中已被广泛应用。方法如下:

将中心血站供应的健康人外周血离心分离白细胞黄层悬液先经2000r/min离心20min,吸出上清血浆,将下层的红细胞、白细胞混合后,加入0.83氯化铵,用量为血细胞悬液液量的3倍,于4℃作用20min后离心弃去上清。

在沉淀层中再加入新鲜0.83氯化铵混匀后于4℃作用20min,以便彻底清除红细胞,离心弃上清。

收货下层的细胞用PBS洗3次后,再用含5%人AB型血清的(含100U/ml卡拉霉素)培养基制成悬液,调整细胞浓度为(8-10)x10^9个/L,分瓶加塞在37℃普通培养箱中旋转培养(12r/h)。

混悬细胞时若加入干扰素诱导剂(NDV-F)诱导22h,收货上清就可生产白细胞干扰素。此法分离的细胞纯度更差。

4、Ficoll分离法:

采用Ficoll和泛影葡胺配制而成的淋巴细胞分离液,通过2000r/min离心后可使血细胞以不同相对密度分离开,如分离淋巴细胞可选用相对密度1.077的分离液;若分离血小板可用相对密度1.090的分离液,若分离骨髓中的单核细胞常用相对密度1.120的分离液,现以淋巴细胞分离为例,方法如下。

取中心血站供应的抗凝血细胞或初步分离的白细胞黄层细胞悬液,用无钙、镁离子的PBS稀释3-4倍。

将Ficoll淋巴细胞分离液事先分装于离心管中,使其沉于管底,并在37℃中预热。

用吸管将经稀释的血细胞悬液沿离心管壁缓慢加入,不让细胞悬液冲破分层液界面,使其悬于分层液上方。

以2000r/min离心20min后,不同细胞可依相对密度不同而分布于各位置上,由于红细胞在Ficoll作用下成串下沉,故在离心管中分布在Ficoll层下方,淋巴细胞分布在Ficoll层上方。

收集浑浊带分离获得的淋巴细胞,用无钙、镁离子的PBS洗3次后,再用培养基洗1次后计数,分瓶培养。

此法分离获得淋巴细胞纯度高。

分离液的制备:9% Ficoll(20℃下相对密度约1.020)24份与33.4%泛影葡胺(用泛影钠或Conray400也可,在20℃下相对密度约1.200)10份混合后,将其相对密度调至1.077金额可获得淋巴细胞分离液,于121℃高压蒸汽灭菌30min,室温保存备用。若配制高相对密度的分离液用加入高浓度泛影葡胺来调整,若配制低相对密度的分离液用稀释的Ficoll来调整。

(二)淋巴器官中淋巴细胞的分离:

从脾脏、淋巴结、扁桃体或胸腺等器官中制备淋巴细胞悬液,在免疫学研究中是经常用到的。方法如下。

无菌取上述淋巴器官,若为扁桃体,应将扁桃体在剥离外表的结缔组织和血块后,在含高浓度抗生素的洗液中4℃浸泡2-4h,以防污染。

将淋巴器官剪成碎块,用镊子压挤碎块,或在金属丝网上研磨,用洗液冲洗,或用玻璃匀浆器研磨,制成悬液。

自然下沉10min后,吸取上层细胞悬液,弃去下层沉淀的组织块,1500r/min离心,取沉淀物,用无钙、镁离子的PBS洗2次后,混悬于培养基中,分瓶培养。

用上述分离法所获得的拎包细胞,可用于白细胞黏附移动试验、转化试验、细胞毒试验,同时可用于细胞因子的诱生和制备,或扩增外周血造血细胞、树突细胞、淋巴因子激活杀伤细胞(LAK细胞)、Tδ细胞等,供细胞移植用。

(三)人脐带血细胞分离培养:

人脐带血来源方便,采集容易,对母婴均无伤害。近年来研究表明,脐带血的血浆中富含许多高水平的造血活性物质,具有刺激和促进骨髓造血干/祖细胞增殖、分化和再植能力的功能,是造血生长因子的重要来源。

脐带血中富含类似于骨髓的造血干细胞,其中CFU-G、BFU-E、CFU-GM近似或高于正常成人骨髓和外周血中的造血干/祖细胞,比骨髓更原始,具有很强的自我复制和再植能力。脐带血中还含有类似于骨髓的基质细胞,对骨髓造血具有支持作用,在体外培养扩增中具有更大的增值能力,是造血干细胞的理想来源,已被应用于Fanconi贫血、某些白血病和恶性肿瘤的治疗,并容易获得骨髓造血功能的重建。

随着脐带血造血功能研究的不断深入,为体外培养和扩增脐带血干/祖细胞建立了切实可行的方法。

健康产妇于新生儿娩出后立即断脐,用含抗凝剂的采血装置无菌采集正常足月顺产儿脐带血,一般可采集50-80ml。

将脐带血用无钙、镁离子的PBS稀释2-3倍,缓慢沿壁轻轻加入含Ficoll-Hypque淋巴细胞分离液的离心管中,注意加样时切勿冲破分层界面,2500r/min离心25min。

收集单核-淋巴细胞层细胞,先用PBS洗2遍,再用培养基洗1次,活细胞计数,存活率应大于90%以上。

将分离获得的脐带血单个核细胞(MNC),浓度109个/L,用含5%AB型血清(或10%脐带血)的RPMI1640培养基,外加10mg/ml干细胞因子(SCF)、10ng/mlIL-6和IL-3、2U/mlEPO、10ng/ml的G-CSF和GM-CSF,置于37℃、5%CO2下进行培养。

每周半量换液一次,共培养5周。10天左右可传代培养,不断使脐带血中的单个核下拨进行扩增,培养5周,可使单个核细胞数增加252倍,同时了检测造血干细胞中CD34+细胞的比例,经检测,CD34+细胞增加250倍。一般脐带血中MNC体外扩增2周即可满足一个成人造血干细胞移植的需求。

若在分离获得的脐带血单个核细胞中,用含20%小牛血清的ROMI1640培养基外加二羟基维生素D3、地塞米松、维生素C等刺激物,培养1-2周后,可见有贴壁基质细胞的生长形态(呈梭形、多角形),说明脐带血中基质细胞可支持造血干细胞生长。

(四)巨噬细胞分离培养:

巨噬细胞有多种功能,是免疫应答中重要的抗原递呈细胞,是研究细胞吞噬、细胞免疫和分子免疫学的重要对象。该细胞易获得,便于培养。人巨噬细胞难以长期生长,多用作初代培养。目前所建立的无限细胞系大多来自小鼠,如P388D-1、J774A-1、RAW309、Cr-1等均以恶性化,但仍保留原有形态和吞噬功能,易于传代和脱壁分离。

巨噬细胞可来源于人胸水、腹水、血和透析液等,实验动物多从血液、肺、脾和胸腔、腹腔获取,通常预先注入刺激物后再采集,以小鼠腹腔取材法最为实用,方法如下。

实验前3天向每只小鼠腹腔注入肉汤培养基1ml。

引颈杀死小鼠,手提尾将全鼠浸入70%酒精中浸泡3-5s。

置动物于解剖台上,用针头固定四肢,剪开腹部毛皮,双手用镊子撕开皮肤拉向两侧,暴露出腹膜,切勿撕破腹膜。

用70%酒精棉球擦洗腹膜后,用注射器吸10mlEagle液注入腹腔中,同时从两侧用手指揉压腹膜壁,使液体在腹腔内充分流动。

用针头轻轻挑起腹壁,将动物微倾向一侧,是腹腔中液体集中于针头下吸入针管内。

小心拔出头,将液体注入离心管中,1500r/min离心10min去上清,加10mlEagle MEM培养基洗2-3次后计数。

每只小鼠可产生(2-3)x10^7个细胞,其中90%为巨噬细胞,以2.5x109个/L接种培养。

为纯化巨噬细胞,去除其他白细胞,接种数小时后,待巨噬细胞预先充分贴壁,此时去除原培养基,并用Eagle液洗瓶壁1-2次,再加入新Eagle MEM培养基,置37℃、5%CO2温箱中培养。

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