生物材料细胞生物学评价实验手册
一、 细胞培养技术
(一)试剂配制
1. L-DMEM, H-DMEM基础培养液
700ml超纯水溶解一包L-DMEM培养基(内含10g粉末)或H-DMEM培养基(内含13.4g粉末),并称取2.2g碳酸氢钠融入其中,搅拌后定容至1000ml。(调PH 7.2-7.4)
2. L-DMEM, H-DMEM完全培养液
L-DMEM基础培养液加入10%的胎牛血清,0.22μm过滤器除菌,4℃保存。
3. 25×PBS (储液)
称取:氯化钠50g,氯化钾1.25g,磷酸氢二钠18.1g,磷酸二氢钠1.56g,加入约200ml水中,充分溶解后定容至250ml(调PH 7.2-7.4),室温保存。
4. 1×PBS(工作液)
取40ml25×PBS稀释25倍,即加超纯水定容至1000ml,高温灭菌。(调PH 7.2-7.4)
5. 0.25%/0.02%胰酶/EDTA
称取2.5g胰酶,0.4gEDTA溶解于约900ml1×PBS中,搅拌充分溶解后,4℃过夜。第二天,调PH值至7.2,定容至1000ml,0.22μm过滤器除菌,4℃保存。
6. 细胞冻存液
L-DMEM/H-DMEM基础培养液、胎牛血清和DMSO按照1:3:6的比例混和,0.22μm过滤器除菌。
7. 成脂诱导液 (1)脂肪诱导液(AI)
在H-DMEM完全培养液加入终浓度为1μmol/L地塞米松、
0.5mmol/LIBMX、100mmol/L吲哚美辛和10μg/ml 牛胰岛素,0.22μm过滤器除菌,4℃保存。 (2)脂肪保持液(AM)
在H-DMEM完全培养液加入终浓度为10μg/ml牛胰岛素,0.22μm过滤器除菌,4℃保存。
8. 成骨细胞诱导液(OS)
在L-DMEM完全培养液加入终浓度为0.1μmol/L地塞米松、10mmol/L甘油磷酸钠和50mg/ml VitC,0.22μm过滤器除菌,4℃保存。
9.成软骨诱导培养液
高糖DMEM+10 ng/mL TGF-β3+50 ng/mL IGF-1+20% FBS 10. 油红O染液的配制
用蒸馏水稀释异丙醇稀释至60%,加入油红O直至不再溶解,37℃水浴,加入更多的油红O,直至饱和,室温保存。
11. 茜素红染液的配制
茜素红2g溶解于100ml蒸馏水中,用10%氢氧化氨调PH值至4.2,室温保存。
附:成骨分化培养基储液的配制:
1.Ascorbid Acid (Vitamin C) sigma公司产品(目录号是A4544) 储液浓度是20mM,使用终浓度是0.2mM。 配制方法是:
秤取35.22mg溶解于10ml超纯水中,分装成1ml,-20℃保存。 2.β-glycerophosphate disodium salt,pentahydrate Calbiochem公司产品,目录号是35675 储液浓度是1M,使用浓度是10mM。 配制 方法是:
秤取15.3g, 溶解于40ml超纯水中,溶解之后,定容至50ml,分装成1ml,-20℃保存。
3. 地塞米松(dexamethasone) sigma 公司产品,目录号是D4902或D1756。
储液浓度是1mM,使用浓度是0.1μM。 配制方法是:
秤取4mg,溶解于10ml无水乙醇中,分装成1ml,-20℃保存。
成脂分化培养基储液的配制:
1. indomethacin(吲哚镁辛),sigma公司产品,目录号是I7378 储液浓度是100mM,使用浓度是0.2mM 配制方法是:
秤取358mg,用10mlDMSO(sigma公司产品,目录号是D2650)溶解,分装成0.4ml,-20℃保存。
2. insulin,sigma公司产品。目录号是I6634 储液浓度是5mg/ml,使用浓度是10μg/ml。 配制方法是:
秤取50mg,用10ml的0.01N的HCL溶解(将浓盐酸稀释1200倍),用一次性过滤器过滤除菌之后,分装成0.5ml,-20℃保存。
注意:insulin使用时要注意保持insulin储液的无菌,经过除菌的insulin可在4℃冰箱放置半年以上。
3. IBMX,sigma公司产品,目录号是I5879 储液浓度是250mM,使用中浓度是0.5mM 配制方法是:
秤取222mg,溶解于4mlDMSO,分装成0.4ml,-20℃保存
4. 地塞米松(dexamethasone) sigma 公司产品,目录号是D4902或D1756。 储液浓度是1mM,使用浓度是1μM。 配制方法是:
秤取4mg,溶解于10ml无水乙醇中,分装成1ml,-20℃保存。
(二)细胞原代培养
1.人骨髓间质干细胞原代(hMSCs)
骨髓取自非造血系统、非遗传性疾病且未累及骨髓的正常成人骨
髓,一般20ml.
(1)骨髓用1XPBS按1:1稀释
(2)用吸管将骨髓缓缓加入含Ficoll-Hypaque(淋巴细胞分离液,1.077g/ml)的无菌离心管中,两者体积之比是4:6。
(3)离心,2000rpm×20min,缓缓减速(离心机降速设置为0)。(4)离心结束后,在淋巴分离液与上层血清之间可见一白色薄细胞层,即为有核细胞层。小心吸出细胞加入1×PBS中洗涤细胞一次后
(5)用1mlL-DMEM完全培养液重悬细胞,接种于细胞培养瓶中,置于37℃、5% CO2的培养箱中培养,标记为P0。(20ml骨髓可接种3-4个25CM培养瓶)
(6)3d后全量去除非贴壁细胞,此时可见单个或数个长梭形细胞形成的克隆。以后每3~4d全量换液一次。
(8)10~20d,原代细胞达到80~90%融合后传代培养 2. 大鼠骨髓间质干细胞(RMSCs)的原代培养 (1)四周龄SD鼠脱颈处死,75%酒精浸泡5min (2)无菌条件下分离剪取两侧大鼠股骨及胫骨近端
(3)用1ml注射器吸取L-DMEM培养基反复冲洗分离的股骨及胫骨
(4)骨髓冲洗液离心后接种到细胞培养皿中 (5)3d后换液,倒置显微镜观察克隆的形成
(6)7~10d,原代细胞达到80~90%融合后传代培养 3. 兔软骨细胞的原代培养
2-4周龄新西兰大白兔苯巴比妥钠麻醉后耳缘静脉注射空气迅速处死, 剥 皮后用大剪刀分离膝关节处肌肉等软组织,暴露膝关节。无菌条件下用手术刀片仔细从兔膝关节表面削下软骨组织片,收集在PBS中,充分剪成lmm3以下的组织块,用PBS清洗3遍。加入软骨体积10~15 倍的0.25%胰蛋白酶37℃消化0.5-1小时,再用PBS冲洗两遍,加入0.2%II型胶原酶的D-Hanks消化液,37℃消化4-6小时以
上,每2小时收集细胞悬液一次,直至软骨组织块基本消失、溶液变混浊为止,加入含10%小牛血清的DMEM培养液, 稀释II 型胶原酶, 终止消化并将细胞团吹打成单个细胞后用200 目滤网过滤, 收集滤液, 3 000r/min 离心5min。弃上清,收集滤液。计数细胞,以1×105~1×106个/ml的密度接种,置于37℃、5%CO2、饱和湿度的CO2培养箱中传代培养,每2天换1次培养液,倒置显微镜下观察细胞形态和生长情况,细胞铺满单层后进行传代培养。
(三)细胞传代培养
原代培养至细胞约80-90%融合,用胰酶进行传代。先将旧培养液弃去,1×PBS洗两次后加入0.25%胰酶,于镜下观察。见细胞变圆即将脱壁时,拍打瓶底数次,加入3倍以上体积的完全培养液终止胰酶作用,并用吸管反复吹打使细胞脱壁。转移细胞至离心管中,并用1×PBS将瓶底洗一次,尽可能搜集更多的细胞,离心,重悬,按1:2比例接种并标记为第一代(P1),继续培养。以后约每3~4d传代一次。
(四)细胞冻存和复苏
将约80~90%融合的细胞消化、离心弃去上清夜,加入1ml细胞冻存液重悬后,转移细胞至无菌细胞冻存管中,密封。细胞放入冻存盒(或按4℃30min,-20℃2h将细胞转移)至-80℃冰箱,最终保存于液氮中。
冻存的细胞取出后立即放入37℃水浴2-3分钟内融化,快速转移至含4ml完全培养液的离心管中,混匀后离心,1100rpm/min, 4min.离心后细胞用完全培养液重悬,接种。
二、细胞与支架复合培养
支架在培养液预湿过夜,接种前在无菌超净台吹至半干,用无菌镊子夹取至孔板,每孔一个支架。将已消化好的一定体积高浓度细胞悬液接种到每个支架表面,在37℃,5%CO2的恒温培养箱中静置培养3h,然后每孔加入相应培养液。