CN104673748A - 一种从人脐带中提取间充质干细胞的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及干细胞及组织工程领域,特别是一种从人脐带中提取间充质干细胞的方法,针对现有人脐带间充质干细胞的分离,培养技术中存在的问题与不足,其解决问题的技术方案是:一种人脐带间充质干细胞的分离方法,由下述步骤组成:一:脐带组织块制备;二:组织块消化;三:过滤消化液离心收集细胞;四:合并细胞沉淀,离心,收集细胞;五:传代培养;六:使用程序降温仪冻存细胞,放入液氮中冻存;本发明既减少了成本又可以快速获得间充质干细胞,减少对细胞的伤害,提高冻存年限和细胞活性,缩短了操作流程,减少污染,而且能够提高细胞纯度。
Description
技术领域
本发明涉及干细胞及组织工程领域,特别是一种从人脐带中提取间充质干细胞的方法。
背景技术
间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是干细胞的一类,来源于发育早期中胚层,是具有高度自我更新和多向分化潜能的多功能干细胞,并能在特定条件下分化为软骨细胞、成骨细胞、肌肉细胞、脂肪细胞等;由于间充质干细胞具有强大的增殖能力、较强的多向分化潜能、以及其低免疫原性和免疫调节功能,成为组织工程中的理想种子细胞;因而在细胞替代治疗和组织工程方面显示出巨大价值而备受关注。
在成体干细胞中,间充质干细胞广泛存在于全身各种组织中,特别是骨髓、脂肪组织、脐血,甚至外周血也发现有间充质干细胞。临床研究中的MSCs主要来自于骨髓,其含量很少,约占骨髓单个核细胞总数的1/104~1/105,且其数量及分化潜能随年龄增加而降低。
胚胎期的MSCs可能基于其端粒长度的优势,具有更加强大的增殖及分化能力。因此,较小胎龄的hUCMSCs(人脐带来源的间充质干细胞)更能满足临床研究的需要。胚胎形成过程中,滋养层细胞形成胎膜、脐带、胎盘。脐带是连于胎儿脐部与胎盘间的条索状结构,内含来自中胚层的胶样结蒂组织,结构上含有一条静脉和两条动脉,三条血管一端与胎盘相续,另一端与胎儿血管连接,血管周围富含胶原结缔组织-wharton’s jelly。间充质干细胞随着胎儿的成熟及其血液循环,大部分定位在脐静脉内皮下层和胎盘。
脐带wharton’s jelly 来源的MSCs是新近发现的一类MSCs,有研究表明每厘米脐带中含有4×105个MSCs,其充足的数量、广泛的来源、更强的增殖分化能力以及极低的免疫原性,不涉及法律伦理等优势越来越受到人们的重视。然而人脐带MSCs的培养并非易事,特别是如何稳定、高效地从脐带中获得MSCs是其能否成为理想MSCs来源的关键。
据文献报道人脐带间充质干细胞的分离方法主要有组织贴壁法和酶消化法。组织块贴壁法是将脐带切割为细小组织块直接贴附于培养基上,利用间充质干细胞具有迁移能力这一重要特性而获得直接贴壁的MSCs,一般15天左右可获得原代细胞,这一周期过长,而酶消化法因其周期较短,而成为目前主要的研究方向。
近年来,酶消化法多采用胶原酶与胰蛋白酶并用,或添加透明质酸酶、梭菌酶等联合消化,增加其对脐带组织的分离作用,以期获得更多的间充质干细胞。袁源、Sarugaser等应用透明质酸酶、胰酶及胶原酶等酶复合物消化脐带组织,所分离获得的MSCs在104个细胞/cm。如何短时间获取大量功能状态良好的脐带间充质干细胞,维持MSCs的原始状态,及控制MSCs分化方向是当前研究的热点也是难点。对于UMSCs脐带间充质干细胞的体外培养,目前大多添加胎牛血清(FBS),但临床应用上不允许使用动物来源制品,只能选择昂贵的无血清专用培养基,从而造成细胞培养成本的大幅增加。
发明内容
针对现有人脐带间充质干细胞的分离,培养技术中存在的问题与不足,本发明的目的是提供一种人脐带间充质干细胞的分离,培养方法,克服现有技术中存在的问题。
其解决问题的技术方案是:
一种人脐带间充质干细胞的分离方法,由下述步骤组成:
步骤一:将在无菌条件下获得的脐带用磷酸盐缓冲液清洗血迹,然后在培养皿中用酒精棉球消毒脐带,剪成2cm的小段,擦拭掉脐带里面以及外面残留的血液,再剖除动、静脉以及脐带外膜,制成组织块;
步骤二:将步骤一中获得的脐带组织块剪成1mm3大小的碎块放入50ml离心管中,加入等体积的胶原酶I,置于37℃培养箱中持续消化3-10h;
步骤三:加入8-10倍消化液体积的生理盐水稀释步骤二中的消化液,200目筛网过滤,800g,15min离心收集细胞;
步骤四:合并细胞沉淀,再加入2倍体积的生理盐水冲洗细胞,500g,5min离心,收集细胞;
步骤五:使用添加有5%组成为:3%-6%结合蛋白;0.5%-1.5%生长因子;0.5%-1.5%(组氨酸:脯氨酸3:1);0.03%-0.07%固醇类激素;0.1%-0.5%【(维生素B1:维生素B2:维生素B6:维生素B12 1:1:1:1): 维生素C :维生素D :维生素E 1:1:1:1】;0.01%-0.03%(铁:锌:钼:钴2:2:1:1);0.5%-1.5%粘附因子;87.4%-95.36%去离子水的血清替代物的MEM-α培养基重悬细胞并接种于10cm细胞培养皿中,于37℃、体积分数为5%CO2培养箱内进行培养,3-4d后添加新鲜的含有5%血清替代物的MEM-α培养基,待细胞达到80%融合时用0.05%胰酶消化,传代培养;
步骤六:待细胞扩增至3-6×107个时用0.05%胰酶消化,800g,15min离心收集细胞,用新鲜的含有5%血清替代物的MEM-α培养基重悬,加入冻存保护剂并使用程序降温仪冻存细胞,程序为:以1℃/min的速率降至-5℃后,以3℃/min的速率降至-20℃,再以1℃/min的速率降至-60℃,最后以5℃/min的速率降至-120℃,结束后放入液氮中冻存。
本发明用单一胶原酶消化,既减少了成本又可以快速获得间充质干细胞。本发明还采用无血清替代物取代了常用的胎牛血清,降低了成本的同时既能缩短原代细胞贴壁时间又能保证细胞的正常增值与生长,缩短间充质干细胞倍增时间,最重要的是避免了胎牛血清中可能存在的病毒污染。本发明使用了程序降温仪来冻存细胞,减少对细胞的伤害,提高冻存年限和细胞活性。缩短了操作流程,减少污染。本发明不仅能保证在较短的时间内获取生长状态良好的间充质干细胞,而且能够提高细胞纯度。分离出来的细胞在6-9天可达80%融合。由细胞流式检测结果可知,在第一代细胞中,目的细胞的含量即可达到85%左右。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作出详细说明
实施例一
一种人脐带间充质干细胞的分离方法,由下述步骤组成:
步骤一: 将在无菌条件下获得的脐带用磷酸盐缓冲液清洗血迹,然后在培养皿中用酒精棉球消毒脐带,剪成2cm的小段,擦拭掉脐带里面以及外面残留的血液,再剖除动、静脉以及脐带外膜,制成组织块;
步骤二: 将步骤一中获得的脐带组织块剪成1mm3大小的碎块放入50ml离心管中,加入等体积的胶原酶I,置于37℃培养箱中持续消化3-10h;
步骤三:加入8-10倍消化液体积的生理盐水稀释步骤二中的消化液,200目筛网过滤,800g,15min离心收集细胞;
步骤四:合并细胞沉淀,再加入2倍体积的生理盐水冲洗细胞,500g,5min离心,收集细胞;
步骤五:使用添加有5%组成为:3%结合蛋白;0.5%生长因子;0.5%组氨酸:脯氨酸3:1);0.03%固醇类激素;0.1%【(维生素B1:维生素B2:维生素B6:维生素B12 1:1:1:1): 维生素C :维生素D :维生素E 1:1:1:1】;0.01%(铁:锌:钼:钴2:2:1:1);0.5%粘附因子; 95.36%去离子水的MEM-α培养基重悬细胞并接种于10cm细胞培养皿中,于37℃、体积分数为5%CO2培养箱内进行培养,3-4d后添加新鲜的含有5%血清替代物的MEM-α培养基,待细胞达到80%融合时用0.05%胰酶消化1-2分钟,传代培养;
步骤六:待细胞扩增至3-6×107个时用0.05%胰酶消化,800g,15min离心收集细胞,用新鲜的含有5%血清替代物的MEM-α培养基重悬,加入冻存保护剂并使用程序降温仪冻存细胞,程序为:以1℃/min的速率降至-5℃后,以3℃/min的速率降至-20℃,再以1℃/min的速率降至-60℃,最后以5℃/min的速率降至-120℃,结束后放入液氮中冻存。
实施例二
一种人脐带间充质干细胞的分离方法,由下述步骤组成:
步骤一: 将在无菌条件下获得的脐带用磷酸盐缓冲液清洗血迹,然后在培养皿中用酒精棉球消毒脐带,剪成2cm的小段,擦拭掉脐带里面以及外面残留的血液,再剖除动、静脉以及脐带外膜,制成组织块;
步骤二: 将步骤一中获得的脐带组织块剪成1mm3大小的碎块放入50ml离心管中,加入等体积的胶原酶I,置于37℃培养箱中持续消化3-10h;
步骤三:加入8-10倍消化液体积的生理盐水稀释步骤二中的消化液,200目筛网过滤,800g,15min离心收集细胞;
步骤四:合并细胞沉淀,再加入2倍体积的生理盐水冲洗细胞,500g,5min离心,收集细胞;
步骤五:使用添加有5%组成为: 6%结合蛋白; 1.5%生长因子; 1.5%(组氨酸:脯氨酸3:1); 0.07%固醇类激素; 0.5%【维生素B(维生素B1:维生素B2:维生素B6:维生素B12 1:1:1:1): 维生素C :维生素D :维生素E 1:1:1:1】; 0.03%(铁:锌:钼:钴2:2:1:1); 1.5%粘附因子;87.4%去离子水的血清替代物的MEM-α培养基重悬细胞并接种于10cm细胞培养皿中,于37℃、体积分数为5%CO2培养箱内进行培养,3-4d后添加新鲜的含有5%血清替代物的MEM-α培养基,待细胞达到80%融合时用0.05%胰酶消化,传代培养;
步骤六:待细胞扩增至3-6×107个时用0.05%胰酶消化,800g,15min离心收集细胞,用新鲜的含有5%血清替代物的MEM-α培养基重悬,加入冻存保护剂并使用程序降温仪冻存细胞,程序为:以1℃/min的速率降至-5℃后,以3℃/min的速率降至-20℃,再以1℃/min的速率降至-60℃,最后以5℃/min的速率降至-120℃,结束后放入液氮中冻存。
实施例三
一种人脐带间充质干细胞的分离方法,由下述步骤组成:
步骤一: 将在无菌条件下获得的脐带用磷酸盐缓冲液清洗血迹,然后在培养皿中用酒精棉球消毒脐带,剪成2cm的小段,擦拭掉脐带里面以及外面残留的血液,再剖除动、静脉以及脐带外膜,制成组织块;
步骤二: 将步骤一中获得的脐带组织块剪成1mm3大小的碎块放入50ml离心管中,加入等体积的胶原酶I,置于37℃培养箱中持续消化3-10h;
步骤三:加入8-10倍消化液体积的生理盐水稀释步骤二中的消化液,200目筛网过滤,800g,15min离心收集细胞;
步骤四:合并细胞沉淀,再加入2倍体积的生理盐水冲洗细胞,500g,5min离心,收集细胞;
步骤五:使用添加有5%组成为:5%结合蛋白;1%生长因子;1%(组氨酸:脯氨酸3:1);0.05%固醇类激素;0.3%【(维生素B1:维生素B2:维生素B6:维生素B12 1:1:1:1): 维生素C :维生素D :维生素E 1:1:1:1】;0.02%(铁:锌:钼:钴2:2:1:1);1%粘附因子;91.63 %去离子水的血清替代物的MEM-α培养基重悬细胞并接种于10cm细胞培养皿中,于37℃、体积分数为5%CO2培养箱内进行培养,3-4d后添加新鲜的含有5%血清替代物的MEM-α培养基,待细胞达到80%融合时用0.05%胰酶消化,传代培养;
步骤六:待细胞扩增至3-6×107个时用0.05%胰酶消化,800g,15min离心收集细胞,用新鲜的含有5%血清替代物的MEM-α培养基重悬,加入冻存保护剂并使用程序降温仪冻存细胞,程序为:以1℃/min的速率降至-5℃后,以3℃/min的速率降至-20℃,再以1℃/min的速率降至-60℃,最后以5℃/min的速率降至-120℃,结束后放入液氮中冻存。
Claims (4)
1.一种人脐带间充质干细胞的分离方法,其特征在于由下述步骤组成:
步骤一: 将在无菌条件下获得的脐带用磷酸盐缓冲液清洗血迹,然后在培养皿中用酒精棉球消毒脐带,剪成2cm的小段,擦拭掉脐带里面以及外面残留的血液,再剖除动、静脉以及脐带外膜,制成组织块;
步骤二: 将步骤一中获得的脐带组织块剪成1mm3大小的碎块放入50ml离心管中,加入等体积的胶原酶I,置于37℃培养箱中持续消化3-10h;
步骤三:加入8-10倍消化液体积的生理盐水稀释步骤二中的消化液,200目筛网过滤,800g,15min离心收集细胞;
步骤四:合并细胞沉淀,再加入2倍体积的生理盐水冲洗细胞,500g,5min离心,收集细胞;
步骤五:使用添加有5%组成为:3%-6%结合蛋白;0.5%-1.5%生长因子;0.5%-1.5%(组氨酸:脯氨酸3:1);0.03%-0.07%固醇类激素;0.1%-0.5%【(维生素B1:维生素B2:维生素B6:维生素B12 1:1:1:1): 维生素C :维生素D :维生素E 1:1:1:1】;0.01%-0.03%(铁:锌:钼:钴2:2:1:1);0.5%-1.5%粘附因子;87.4%-95.36%去离子水的血清替代物的MEM-α培养基重悬细胞并接种于10cm细胞培养皿中,于37℃、体积分数为5%CO2培养箱内进行培养,3-4d后添加新鲜的含有5%血清替代物的MEM-α培养基,待细胞达到80%融合时用0.05%胰酶消化,传代培养;
步骤六:待细胞扩增至3-6×107个时用0.05%胰酶消化,800g,15min离心收集细胞,用新鲜的含有5%血清替代物的MEM-α培养基重悬,加入冻存保护剂并使用程序降温仪冻存细胞,程序为:以1℃/min的速率降至-5℃后,以3℃/min的速率降至-20℃,再以1℃/min的速率降至-60℃,最后以5℃/min的速率降至-120℃,结束后放入液氮中冻存。
2.根据权利要求1所述的一种人脐带间充质干细胞的分离方法,其特征在于步骤五中血清替代物组成为:3%结合蛋白;0.5%生长因子;0.5%组氨酸:脯氨酸3:1);0.03%固醇类激素;0.1%【(维生素B1:维生素B2:维生素B6:维生素B12 1:1:1:1): 维生素C :维生素D :维生素E 1:1:1:1】;0.01%(铁:锌:钼:钴2:2:1:1);0.5%粘附因子; 95.36%去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种人脐带间充质干细胞的分离方法,其特征在于步骤五中血清替代物组成为: 6%结合蛋白; 1.5%生长因子; 1.5%(组氨酸:脯氨酸3:1); 0.07%固醇类激素; 0.5%【维生素B(维生素B1:维生素B2:维生素B6:维生素B12 1:1:1:1): 维生素C :维生素D :维生素E 1:1:1:1】; 0.03%(铁:锌:钼:钴2:2:1:1); 1.5%粘附因子;87.4%去离子水。
4.根据权利要求1所述的一种人脐带间充质干细胞的分离方法,其特征在于步骤五中血清替代物组成为:5%结合蛋白;1%生长因子;1%(组氨酸:脯氨酸3:1);0.05%固醇类激素;0.3%【(维生素B1:维生素B2:维生素B6:维生素B12 1:1:1:1): 维生素C :维生素D :维生素E 1:1:1:1】;0.02%(铁:锌:钼:钴2:2:1:1);1%粘附因子;91.63 %去离子水。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150603 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |