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細(xì)胞消化知多少?

來源:深圳市安培生物科技有限公司   2021年10月08日 16:25  

每個做細(xì)胞實驗的人,不管去哪“浪”,心里都會有個牽掛:我的細(xì)胞,過兩天要傳代!

大部分組織細(xì)胞離體培養(yǎng)時,會以貼壁的形式生長(除了取自血、脾或骨髓的細(xì)胞);*培養(yǎng)基中的血清,含有許多帶陽性電荷的促細(xì)胞附著因子(層黏連蛋白 Laminine、纖維鏈接蛋白 Fibronectin 等胞外基質(zhì)),能幫助細(xì)胞附著于帶陰性電荷的底物上(玻璃或塑料培養(yǎng)容器),并形成鍵結(jié)、貼壁伸展。

細(xì)胞消化知多少?

▲ 陽性電荷的促細(xì)胞附著因子,能幫助細(xì)胞附著于帶陰性電荷的底物上


所以當(dāng)細(xì)胞長滿需要分盤的時后,就要想辦法讓細(xì)胞和培養(yǎng)底物說 再見!也就是所謂的細(xì)胞消化(Cell Detachment)。

常見細(xì)胞消化法有以下三種:

1、物理機(jī)械法

直接用液體吹打或用刮刀,施予外力讓細(xì)胞與培養(yǎng)底物分離;適用于貼壁性弱的細(xì)胞傳代,但相較于其它消化方法,這種外力無法量化控制,細(xì)胞分散效果差,且可能會造成大量細(xì)胞破損,使內(nèi)容物釋放到培養(yǎng)基,進(jìn)而影響細(xì)胞傳代狀態(tài)。

細(xì)胞消化知多少?

▲細(xì)胞刮勺


2、離子螯合法

細(xì)胞膜表面蛋白大多需要鈣、鎂離子來維持與胞外基質(zhì)的穩(wěn)定鍵結(jié),當(dāng)然也包含各種黏附蛋白(例:整合素、鈣黏著蛋白、橋粒等),螯合劑會在不破壞細(xì)胞膜表面蛋白的狀況下,抽離這些離子,使黏附蛋白失活而減少細(xì)胞-細(xì)胞間及細(xì)胞-底物間的連接作用,讓細(xì)胞較容易在施予外力時,脫離培養(yǎng)底物并促進(jìn)細(xì)胞分散。

0.02% EDTA是細(xì)胞傳代較為常用的離子螯合劑,在37℃作用效果較為佳(消化較敏感的細(xì)胞可在4℃作用),適用于消化一般貼壁性細(xì)胞或細(xì)胞表面標(biāo)記實驗細(xì)胞。

但EDTA無法用血清終止其反應(yīng),所以在消化細(xì)胞后必須用緩沖鹽溶液(如:PBS)清洗離心,以免影響后續(xù)細(xì)胞貼盤效果。

細(xì)胞消化知多少?

▲ EDTA(黑)能螯合二價離子(紅)


3、酶消化法

用蛋白水解酶消化連接細(xì)胞及培養(yǎng)底物的蛋白質(zhì),適用于消化貼壁性稍強(qiáng)的細(xì)胞。

(1)胰蛋白酶(Trypsin)

為一種來自于胰腺的絲氨酸蛋白酶;能辨識并剪切勝肽鏈中的賴氨酸(Lys)和精氨酸(?Arg)羧基端(兩者之一緊跟脯氨酸狀況除外),所以能直接作用在細(xì)胞外的黏附蛋白及胞外基質(zhì)上,但如果作用時間過長,細(xì)胞膜上內(nèi)嵌的其他蛋白也會被水解,導(dǎo)致細(xì)胞膜受損;不同細(xì)胞適合的胰蛋白酶使用濃度及作用時間都各有不同。

使用胰蛋白酶消化前,請先用不含鈣、鎂離子的平衡鹽溶液清洗細(xì)胞,因為血清中的抗凝血酶III及平衡鹽溶液中的鈣、鎂離子,都會降低胰蛋白酶活性,導(dǎo)致消化效果不佳;消化完畢后,可直接用含血清的培養(yǎng)基或其他胰蛋白酶抑制劑終止消化反應(yīng)。
(2)膠原酶(Collagenase)

為一種膠原水解酶,大多由細(xì)菌提取而來;能辨識并剪切Pro-X-Gly-Pro勝肽序列,而此序列在胞外基質(zhì)主成分-膠原蛋白中出現(xiàn)的頻率比一般蛋白高很多,使得膠原酶能較專一的作用在胞外基質(zhì)上,所以對細(xì)胞的傷害比胰蛋白酶小,且在鈣、鎂離子環(huán)境中仍有活性,可用PBS和含血清的培養(yǎng)液配制,操作簡便,但膠原酶價格較高,大量使用將增加實驗成本。


細(xì)胞還是不愿意跟底物說再見!咋辦?

面對貼壁性*的細(xì)胞,可進(jìn)一步使用含EDTA的胰蛋白酶來消化細(xì)胞,EDTA會抓住細(xì)胞表面未洗凈的鈣、鎂離子,降低黏附蛋白活性使細(xì)胞不會彼此粘黏,同時讓胰蛋白酶在不受鈣、鎂離子干擾下發(fā)揮最大作用剪切胞外基質(zhì)及黏附蛋白,讓細(xì)胞順利脫離培養(yǎng)底物且減少細(xì)胞成團(tuán)現(xiàn)象。


細(xì)胞消化小技巧

不一定要一次把所有細(xì)胞都要消化下來!

晃動培養(yǎng)盤并在顯微鏡下用肉眼觀察,只要70~80%細(xì)胞都收縮了或超過適合消化時間,就該終止消化反應(yīng),如果細(xì)胞量夠即可進(jìn)行后續(xù)傳代或?qū)嶒灢襟E;如果細(xì)胞量不夠,則可視情況用不含鈣、鎂離子的平衡鹽溶液清洗仍貼壁的細(xì)胞,再進(jìn)行一次消化反應(yīng)。細(xì)胞消化知多少?


▲ 消化不下來的細(xì)胞(黃)請視情況決定是否再消化一次。


不一定要吹打成*單細(xì)胞懸液!

一般細(xì)胞脫離培養(yǎng)底物、并經(jīng)過5~10次輕柔吹打后,會在細(xì)胞懸液里形成小規(guī)模聚集(約5~10顆細(xì)胞),所以不需要過度延長消化時間想讓細(xì)胞*分離成單細(xì)胞懸液


消化效果不佳,先提升消化液濃度、再加長作用時間!

當(dāng)你選定了一種消化方式 (物理機(jī)械法除外),發(fā)現(xiàn)效果不佳,首先應(yīng)考慮提高EDTA或胰酶濃度,效果再不佳才加長消化的作用時間,避免細(xì)胞長時間浸泡在消化液中造成的細(xì)胞膜損傷。

(一般消化液使用:0.02%~0.04% EDTA作用5-20分鐘;0.2~0.5% 胰蛋白酶作用1~5分鐘)


結(jié)語

細(xì)胞消化 ,是一個看似很簡單,但是有很多技術(shù)含量的步驟。消化好壞、是否污染、有無受傷,都在這短短的五六分鐘里決定。

當(dāng)我們已經(jīng)可以順利操作細(xì)胞培養(yǎng)實驗,接下來要思考的,就是如何讓細(xì)胞長得更健康、更均一、做出來的實驗才會更好。

祝各位的細(xì)胞都顆顆透亮、粒粒分明、活力旺盛!


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