1.1 设计 细胞学体外实验研究。
1.2 时间及地点 实验于2023年6-12月在中国人民解放军总医院第六医学中心儿科实验室完成。
1.3 材料 表皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、白血病抑制因子、血小板源性生长因子AA、神经营养因子3购自Peprotech公司;纤维连接蛋白购自Gibco公司;层粘连蛋白购自Sigma公司;B27、N2添加剂、DMEM/F12培养基、Accutase消化酶购自Gibco公司;PDGFR-α-BV421、A2B5-PE流式抗体购自Miltenyi Biotec公司;sox10-FITC流式抗体购自NOVUS Biologicals公司;Olig2、Galc免疫荧光抗体购自Miltenyi Biotec公司;Transwell 迁移小室购自Corning公司;CCK-8细胞活性检测试剂盒购自北京同仁化学公司;少突胶质细胞分化培养基购自Sciencell公司;电动移液枪购自Eppendorf 公司;倒置光学显微镜、荧光显微镜购自Olympus 公司;CO2培养箱购自SANYO公司。
1.4 实验方法
1.4.1 人神经干细胞的培养 人神经干细胞来源于课题组建立的NSC-9细胞系。从液氮罐中取出冻存的第8代神经干细胞,37.5 ℃水浴锅中快速解冻细胞,1 mL移液枪吸取细胞悬液逐滴加入含有DMEM/F12培养基的离心管中,400×g离心5 min,彻底吸弃上清,轻弹混匀细胞沉淀,加入神经干细胞完全培养基(DMEM/F12+1% N2+2% B27+20 ng/mL 表皮生长因子+20 ng/mL碱性成纤维细胞生长因子+10 ng/mL白血病抑制因子+1%谷氨酰胺)重悬细胞,将细胞悬液转移至T75培养瓶中静止培养。培养7 d,收集神经干细胞球至50 mL离心管,400×g离心5 min,彻底弃掉上清,每管加1 mL Accutase酶消化细胞,37 ℃培养箱中共孵育10 min,间隔5 min轻轻混匀细胞,用1 mL蓝枪头轻柔吹打神经球至均匀的单细胞悬液,立即加入3倍体积的DMEM/F12培养基终止消化,500×g离心5 min,弃掉上清后用神经干细胞完全培养基重悬细胞,连续传代至第10代的人神经干细胞经流式细胞术和免疫荧光染色鉴定,然后诱导分化为少突胶质前体细胞。
1.4.2 人神经干细胞诱导分化为少突胶质前体细胞
(1)纤维连接蛋白配置:5 mg纤维连接蛋白粉剂加5 mL无菌PBS 37 ℃孵育45 min,配成1 mg/mL储存液,稀释纤维连接蛋白为以下几个质量浓度:10,5,2.5,1,0 μg/mL,6孔板每孔加1 mL配好的纤维连接蛋白溶液,晃动培养板混匀液体后放置37 ℃培养箱中孵育45 min,接种细胞前彻底吸弃包被液。
(2)人神经干细胞诱导分化为少突胶质前体细胞:消化成单细胞的第10代神经干细胞,用DMEM/F12培养基离心洗涤后重悬于自配的少突胶质前体细胞完全培养基(主要成分为DMEM/F12基础培养基添加N2、B27、碱性成纤维生长因子和血小板源性生长因子等细胞因子),按照2×104/cm2密度接种于事先包被的6孔板中,培养7 d,细胞生长至80%-90%融合度时,每孔加1 mL Accutase消化液,当细胞完全脱离孔板底部时,每孔立即加入2.5 mL DMEM/F12培养基终止消化。
1.4.3 少突胶质前体细胞增殖能力检测 诱导分化第7天,取出6孔板中的细胞,在显微镜下观察各组细胞形态和生长密度,Accutase消化细胞后锥虫蓝染色计数各组细胞数量,选择增殖能力最佳的一组少突胶质前体细胞与对照组(0 μg/mL纤维连接蛋白)少突胶质前体细胞连续传代至第3代进行后续迁移、特异性标志物鉴定和少突胶质细胞分化实验。
1.4.4 Transwell小室检测少突胶质前体细胞迁移能力 Transwell小室放入24孔培养板中,上、下室分别加0.1 mL和0.5 mL纤维连接蛋白(10 μg/mL)37 ℃放置45 min,对照组加等量的PBS,吸弃上、下室的液体,下室加0.5 mL少突胶质前体细胞完全培养基,上室加重悬于0.1 mL少突胶质前体细胞完全培养基的细胞2×104个,置于培养箱中放置18 h。取出小室并吸弃上室内的液体,用湿润的棉签擦拭上室底面残留的少突胶质前体细胞,然后将小室置于40 g/L多聚甲醛中室温固定10 min,PBS洗3次,DAPI染色5 min,荧光显微镜下观察细胞并拍照,Image J软件分析少突胶质前体细胞迁移率。
1.4.5 流式细胞术检测少突胶质前体细胞特异性标志物 将第3代少突胶质前体细胞消化成单细胞,按照流式抗体说明书进行流式检测。流式检测操作方法为:每个流式管加细胞1×106个,离心弃掉上清,每管加0.25 mL固定液,4 ℃避光放置30 min,清洗细胞,每管加1 mL破膜剂,4 ℃避光放置30 min后清洗细胞(表面抗体不用破膜),每管加FC封闭液室温孵育10 min;按照每种抗体的操作说明分别加入同型抗体和靶标抗体。少突胶质前体细胞流式检测指标为:Sox10、PDGFR-α、Olig2,其中Olig2为间标抗体,标记方法同免疫荧光染色法,每管加入抗体后4 ℃孵育30 min,加1 mL Buffer洗涤细胞,2 000 r/min离心5 min彻底弃掉上清,每管加0.5 mL PBS重悬细胞后上机检测。使用FlowJo软件v10(FlowJo,Ashland,OR,USA)对数据进行分析。
1.4.6 少突胶质前体细胞分化为少突胶质细胞
(1)包被孔板:24孔板每孔加0.2 mL 100 μg/mL多聚L-鸟氨酸氢溴酸盐,培养箱中孵育4 h,彻底吸弃多聚L-鸟氨酸氢溴酸盐,每孔加0.2 mL 10 μg/mL层粘连蛋白置于培养箱中孵育过夜,接种细胞前彻底吸弃包被液。
(2)少突胶质前体细胞分化为少突胶质细胞:消化成单细胞的第3代少突胶质前体细胞重悬于少突胶质细胞分化培养基,调整细胞浓度为2×107 L-1,每孔加1.0 mL细胞悬液于包被好的24孔板中,间隔3 d半量换液,每次换液前显微镜下观察细胞形态变化,连续分化3周,当显微镜下观察到分化细胞呈复杂的多级或网格状,部分细胞出现膜片状,进行免疫荧光染色鉴定。
1.4.7 少突胶质细胞免疫荧光染色鉴定 40 g/L多聚甲醛室温固定细胞10 min,PBS洗3次,每次5 min;用含体积分数5%羊血清、3%牛血清白蛋白的PBS封闭液室温孵育1 h,弃掉封闭液加入Galc一抗(1∶100),4 ℃孵育过夜;弃掉一抗,PBS洗3次,每次10 min;加入与一抗对应的Alexa Fluor 488标记的山羊抗小鼠IgG(1∶1 000)二抗,室温孵育1 h;弃掉二抗,PBS洗3次,每次10 min;DAPI染色3 min,PBS洗3次,每次10 min,荧光显微镜下观察细胞并拍照。
1.5 主要观察指标 ①神经干细胞和少突胶质前体细胞流式鉴定结果;②少突胶质前体细胞形态及扩增能力;③少突胶质前体细胞迁移能力;④少突胶质前体细胞分化为少突胶质细胞的免疫荧光染色鉴定结果。
1.6 统计学分析 采用SPSS 22.0软件包进行数据分析,计量资料以x±s表示。两组比较符合正态分布采用t检验,多组比较符合方差齐性采用单因素方差分析,再用 Dunnett t 检验进行多重比较,P < 0.05为差异有显著性意义。文章统计学方法已经通过中国人民解放军总医院第六医学中心生物统计学专家审核。
中国组织工程研究杂志出版内容重点:干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程