CN105517672B - 一种人原代细胞培养基及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种原代细胞培养基,该培养基用于体外培养人原代细胞的用途,以及使用其体外培养人原代急性B淋巴细胞白血病(B‑ALL)细胞的方法。本发明所述培养基除基础培养基外还包括细胞因子:人FLT3L、人IGF1、人IL‑7和人IL‑6。所述培养基不含血清,并且可避免原代细胞与基质细胞的共培养,也解决了传统的含血清、与基质细胞共培养等培养方案所存在的一系列问题。与现有培养方式相比,使用本发明培养基进行的体外培养具有更高的扩增效率,和更长的体外培养时间。
Description
技术领域
本发明涉及细胞培养技术领域,具体地,涉及一种原代细胞培养基,该培养基用于体外培养人原代细胞的用途,以及使用其体外培养人原代急性B淋巴细胞白血病(B-ALL)细胞的方法。
背景技术
急性B淋巴细胞白血病(B-ALL,B-cell acute lymphoblastic leukemia),也称为前体B细胞(pre B-cell)急性淋巴细胞白血病,是来源于B细胞祖细胞的恶性肿瘤。B-ALL主要为儿童高发性癌症,在成人发病率下降。在B-ALL未成年患者中预后好,长期存活率(EFS,event-free survival)可达90%,但在B-ALL成人中却是预后差、低生存率。另外在成年B-ALL患者中,传统的化疗的效果差,死亡率约为60%。因此,针对B-ALL,需要研发新的有效治疗方法。
迄今为止,B-ALL相关研究主要依赖于B-ALL细胞系,而细胞系在长期传代培养的过程中,对高浓度血清的非人体环境中逐渐适应,并形成了一些区别于原代肿瘤细胞的基因突变和细胞特性(如高表达p53突变)。尽管病人来源的B-ALL样本细胞可以通过异种移植入免疫缺陷小鼠中扩大增殖后,进行体内实验,然而体内研究花费高、耗时长,特别是对于新型治疗方法或药物筛选实验,耗费的人力物力是不可预估的。因此,对于B-ALL的相关研究需要借助于原代B-ALL细胞的体外培养。
然而,人原代细胞在体外培养时容易分化、凋亡;目前的人原代B-ALL细胞培养方法主要是通过与基质细胞共培养、添加细胞因子的有血清培养基进行培养的。下面列举一些关于人原代B-ALL细胞培养的报道:
2015年3月的一篇名为“B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia andstromal cells communicate through Galectin-3”的文章中采用基质细胞OP9与B祖细胞白血病细胞系US7或TXL2共培养,所述共培养在含20%FBS的α-MEM中进行;
2014年12月份的一篇名为“mTOR kinase inhibitors synergize with histonedeacetylase inhibitors to kill B-cell acute lymphoblastic leukemia cells”的文章中将儿童B系白血病细胞与人骨髓基质细胞MSC共培养,所述共培养在含10%FBS和细胞因子SCF、IL-3、IL-7、FLT3L的基础培养基中进行;
一篇名为“Mesenchymal stem cells promote leukaemic cells aberrantphenotype from B-cell acute lymphoblastic leukaemia”的文章中将骨髓间充质干细BM-MSC与B系急性白血病细胞共培养,并加入细胞因子SCF、TPO、FLT3L;
2009年的一篇题为“Long–term culture of primary human lymphoblasticleukemia cells in the absence of serum or hematopoietic growth factors”的文章中提及了原代淋巴细胞白血病细胞的体外培养基,其为添加细胞因子IL-3、IL-7、SCF的无血清IMDM培养基;该培养基中虽然不包含血清,然而,本发明的发明人使用该培养基进行了重复实验,发现无法实现文章中所述的培养效果,即,其稳定性有待考究;
此外,WO 2013155405 A1中公开了基质细胞与T-ALL共培养的无血清培养基,该培养基包括EGF、氢化可的松、胰岛素、SCF、IGF-1、IL-2和IL-7等。
需要注意的是,血清虽然在传统细胞体外生存和培养过程中是必需的,然而,在人原代细胞体外培养时,血清可加速原代细胞特别是造血系干细胞、祖细胞的分化和老化;并且,就血清本身而言,即使是同一品牌的血清,不同批次的血清之间都可能存在明显差异,从而使得培养效果也具有明显差异,所以使用含血清的培养基存在培养基成分不明确的问题,实用性相对不足。
而与基质细胞共培养,不仅操作步骤麻烦,而且在共培养过程中,基质细胞(特别是永生化细胞系)的生长速度远超过原代细胞,其与原代细胞竞争吸收培养基中的营养,进而影响原代细胞的生长;此外,基质细胞通过蛋白分泌或受体结合激活原代细胞体外存活和扩增,然而这些激活因素与基质细胞的细胞状态、分化、老化、传代次数等不可控因素相关,导致以基质细胞共培养方法培养的原代细胞的培养效果会出现明显差异,难以重复实施,不利于推广应用。
因此,本领域需要一种无需与基质细胞共培养的、不含血清的人原代细胞培养基。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的原代细胞培养基,该培养基用于体外培养人原代细胞的用途,以及使用其体外培养人原代B-ALL细胞的方法。本发明的原代细胞培养基不含血清,并且,无需原代细胞与基质细胞共培养,即可实现理想的体外培养效果。
本发明通过以下技术方案实现上述目的:
第一方面,本发明提供了一种原代细胞培养基,其包括基础培养基和细胞因子组合;所述细胞因子组合包括人FLT3L、人IGF1、人IL-7和人IL-6。
关于上述原代细胞培养基,作为优选,所述人FLT3L在培养基中的含量为5-100ng/ml、优选25-100ng/ml、更优选50-100ng/ml;
在具体实施方案中,所述人FLT3L在培养基中的含量可以为5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100ng/ml。
优选地,所述人IGF1在培养基中的含量为5-100ng/ml、优选25-100ng/ml、更优选50-100ng/ml;
在具体实施方案中,所述人IGF1在培养基中的含量可以为5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100ng/ml。
优选地,所述人IL-7在培养基中的含量为2-50ng/ml、优选10-50ng/ml、更优选20-50ng/ml;
在具体实施方案中,所述人IL-7在培养基中的含量可以为2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50ng/ml。
优选地,所述人IL-6在培养基中的含量为2-50ng/ml、优选10-50ng/ml、更优选20-50ng/ml;
在具体实施方案中,所述人IL-6在培养基中的含量可以为2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50ng/ml。
作为优选,所述培养基还包括牛血清白蛋白、转铁蛋白和胰岛素中的任意一种或几种。
进一步优选地,所述牛血清白蛋白在培养基中的含量为1-5mg/ml、优选2-4mg/ml、更优选3mg/ml;
在具体实施方案中,所述牛血清白蛋白在培养基中的含量可以为1、2、3、4或5mg/ml。
优选地,所述转铁蛋白在培养基中的含量为1-20μg/ml,优选5-15μg/ml,更优选10μg/ml;
在具体实施方案中,所述转铁蛋白在培养基中的含量可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20μg/ml。
优选地,所述胰岛素在培养基中的含量为1-20μg/ml,优选5-15μg/ml,更优选10μg/ml;
在具体实施方案中,所述胰岛素在培养基中的含量可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20μg/ml。
在一个优选的具体实施方案中,除了基础培养基外,所述培养基包括如下含量的各组分:
上述原代细胞培养基中,作为优选,所述基础培养基选自IMDM、RPMI1640、α-MEM和DMEM。
第二方面,本发明提供了如第一方面所述的原代细胞培养基在体外培养人原代细胞中的用途。
作为优选,所述人原代细胞为人原代急性B淋巴细胞白血病(B-ALL)细胞。
第三方面,本发明提供了一种人原代急性B淋巴细胞白血病细胞的体外培养方法,其包括使用如第一方面所述的原代细胞培养基进行体外培养的步骤。
有益效果
本发明的人原代细胞培养基不含血清,解决了人原代细胞体外培养对血清的依赖性问题;并且,所述培养基避免了原代细胞与基质细胞的共培养,也解决了传统的与基质细胞共培养所存在的一系列问题。此外,与现有培养方式相比,使用本发明培养基进行的体外培养具有更高的扩增效率,和更长的培养时间。例如,当用于培养、扩增人原代B-ALL细胞时,其扩增成功率可达90%,细胞数量总数可倍增达6倍以上,并且体外培养时间可长达2个月。
附图说明
图1显示使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的成功率;
图2为散点图,显示使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的细胞存活率;
图3为柱状图,显示使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的细胞存活率;
图4显示使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的细胞生长曲线;
图5显示本发明培养基中的各细胞因子浓度对人原代B-ALL细胞的体外增殖效果的影响;
图6显示使用包含不同的细胞因子组合的培养基,体外培养人原代B-ALL细胞的细胞增殖效果。
具体实施方式
为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1评估使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的成功率
通过密度离心法,分离获得人原代B-ALL细胞,具体步骤如下:
1)将B-ALL病人骨髓或外周血样本与生理盐水等比例混合;
2)在新的15mL离心管中加入稀释后血液体积二分之一的淋巴分离液(Lymphoprep,StemCell Technologies);
3)将稀释后的血液沿离心管壁缓缓叠加于分层液面上,注意保持液面的清晰;
4)轻轻将骨髓样本混合物离心管放入离心机,800g/min离心20min;
5)轻轻取出离心管,骨髓样本混合物分层,用巴氏吸管小心吸取中间云雾层细胞置于新的15mL离心管;
6)用无血清IMEM培养基或PBS清洗两次,分离出的细胞用培养基重悬即为人原代B-ALL细胞样本。
按上述方法,从20例急性B淋巴细胞白血病患者的骨髓或外周血样品中,获得原代B-ALL细胞,将一定数量的B-ALL细胞接种于培养板中,能在体外培养一周以上且细胞能增殖的视为培养成功。
本实施例以含血清但不含各细胞因子组合的培养基为对照,检测了使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的成功率。
对照培养基组成为:IMDM+10%FBS+1%/P/S+5mM谷氨酸盐;本发明培养基组成为:IMDM+1%/P/S+5mM谷氨酸盐+细胞因子组合,所述细胞因子组合的成分及含量见下表:
成分 | 浓度 |
BSA | 5mg/ml |
转铁蛋白 | 5ug/ml |
胰岛素 | 5ug/ml |
人FLT3L | 50ng/ml |
人IGF1 | 50ng/ml |
人IL-7 | 20ng/ml |
人IL-6 | 20ng/ml |
结果如图1所示,图1结果表明:使用对照培养基,培养成功7例(占总数的35%);使用本发明培养基,培养成功18例(占总数的90%)。
实施例2评估使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的细胞存活率
使用实施例1中制备的人原代B-ALL细胞样本,以含血清但不含细胞因子组合的对照培养基为对照,评估使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的细胞存活率。对照培养基组成为:IMDM+10%FBS+1%/P/S+5mM谷氨酸盐;本发明培养基组成为:IMDM+1%/P/S+5mM谷氨酸盐+细胞因子组合,所述细胞因子组合的成分及含量见下表:
具体地,将一定数量的人原代B-ALL细胞接种于培养板中,分别在第3天和第7天检测活细胞占总细胞数的比例。
结果如2和图3所示,图2和图3结果显示:与对照培养基相比,本发明培养基显著提高人原代B-ALL细胞的体外存活率。
实施例3使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的细胞生长曲线
使用实施例1中制备的人原代B-ALL细胞样本,以含血清但不含细胞因子组合的对照培养基为对照,评估使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的细胞生长状况。对照培养基组成为:IMDM+10%FBS+1%/P/S+5mM谷氨酸盐;本发明培养基组成为:IMDM+1%/P/S+5mM谷氨酸盐+细胞因子组合,所述细胞因子组合的成分及含量见下表:
成分 | 浓度 |
BSA | 5mg/ml |
转铁蛋白 | 5ug/ml |
胰岛素 | 5ug/ml |
人FLT3L | 50ng/ml |
人IGF1 | 50ng/ml |
人IL-7 | 20ng/ml |
人IL-6 | 20ng/ml |
具体地,将5×105个该原代B-ALL细胞接种于24孔板中,培养基为1mL/孔,每3天半换一次新鲜培养基,每7天按初始细胞浓度进行细胞传代并计数,实验重复3次,绘制细胞生长曲线。
结果如图4所示,图4显示:使用对照培养基的组,白血病细胞逐渐减少;使用本发明培养基的组,随着培养天数增长,细胞数目逐渐增加。
实施例4使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的体外培养时间
使用实施例1中制备的人原代B-ALL细胞样本,以含血清但不含细胞因子组合的对照培养基为对照,评估使用本发明培养基体外培养人原代B-ALL细胞的体外培养时间。对照培养基组成为:IMDM+10%FBS+1%/P/S+5mM谷氨酸盐;本发明培养基组成为:IMDM+1%/P/S+5mM谷氨酸盐+细胞因子组合,所述细胞因子组合的成分及含量见下表:
成分 | 浓度 |
BSA | 5mg/ml |
转铁蛋白 | 5ug/ml |
胰岛素 | 5ug/ml |
人FLT3L | 50ng/ml |
人IGF1 | 50ng/ml |
人IL-7 | 20ng/ml |
人IL-6 | 20ng/ml |
结果如下表所示:
上表结果表明,与对照培养基相比,本发明培养基的体外培养时间延长。
实施例5评估本发明培养基中的各细胞因子浓度对人原代B-ALL细胞的体外增殖
效果的影响
使用实施例1中制备的人原代B-ALL细胞样本,以含血清但不含细胞因子组合的对照培养基为对照,评估含不同浓度细胞因子的本发明培养基对人原代B-ALL细胞的体外增殖效果的影响。对照培养基组成为:IMDM+10%FBS+1%/P/S+5mM谷氨酸盐;本发明培养基组成为:IMDM+1%/P/S+5mM谷氨酸盐+细胞因子组合,所述细胞因子组合的成分及含量见下表:
细胞因子组合1 | 细胞因子组合2 | 细胞因子组合3 | 细胞因子组合4 | |
人FLT3L | 5ng/ml | 25ng/ml | 50ng/ml | 100ng/ml |
人IGF1 | 5ng/ml | 25ng/ml | 50ng/ml | 100ng/ml |
人IL-7 | 2ng/ml | 10ng/ml | 20ng/ml | 50ng/ml |
人IL-6 | 2ng/ml | 10ng/ml | 20ng/ml | 50ng/ml |
具体地,将实施例1中所制备的原代B-ALL细胞接种于96孔板中,细胞密度为1×105/孔。7天后,使用Resazurin还原方法检测细胞增殖,荧光强度越大表示细胞增殖数量越多。具体检测步骤为:
1)解冻Resazurin试剂,并置于37度确保所有成分都溶解;
2)将原代B-ALL细胞接种于96孔板(孔间不透光,底部透明),种板细胞浓度一般为1×105细胞/孔,细胞浓度主要取决于细胞生长速度;
3)分别加入对照培养基与本发明培养基,培养原代B-ALL细胞1-72小时,确保培养过程中,各孔的细胞培养基体积一样;
4)加入相当于孔内培养基体积10%的Resazurin试剂;比如,孔内培养基为100ul,则加入10ul的Resazurin试剂;
5)在正常培养条件培养1-6小时,培养时间取决于细胞类型和细胞数;可通过不同时段的多次读板以确定最佳时间点;
6)分别读取各孔在570nm波长下激发的590nm波长的荧光强度,最后求得相对荧光值RFU(Relative Fluorescent Units)。RFU值越高,表示细胞数越多。
结果如图5所示,图5结果表明:FLT3L、IGF1、IL-7、IL-6四种细胞因子含量越高,细胞增殖效果越明显。
实施例6使用包含不同的细胞因子组合的培养基,体外培养人原代B-ALL细胞的细
胞增殖效果
使用实施例5中的细胞增殖试验方法,评估使用包含不同的细胞因子组合的培养基体外培养人原代B-ALL细胞的细胞增殖效果。各培养方案的培养基组成为:IMDM+1%P/S+5mM谷氨酸盐+细胞因子组合,各培养方案的细胞因子组合见下表,培养结果如图6所示。
由图6可知,除了基础细胞因子组合(即FLT3L+IGF1+IL-7+IL-6)外,在本发明的培养基中添加其它细胞因子或者减去所述基础细胞因子组合中的某个或某些细胞因子可以不同程度的影响白血病细胞体外增殖效果。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的产品、用途及其使用方式,但本发明并不局限于上述详细用途和使用方式,即不意味着本发明必须依赖上述详细用途和使用方式才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (23)
1.一种人原代急性B淋巴细胞白血病细胞的培养基,其由基础培养基和细胞因子组合组成;所述细胞因子组合为人FLT3L、人IGF1、人IL-7和人IL-6;
其中,所述人FLT3L在培养基中的含量为5-100ng/ml;
所述人IGF1在培养基中的含量为5-100ng/ml;
所述人IL-7在培养基中的含量为2-50ng/ml;
所述人IL-6在培养基中的含量为2-50ng/ml。
2.根据权利要求1所述的培养基,其特征在于,所述人FLT3L在培养基中的含量为25-100ng/ml。
3.根据权利要求2所述的培养基,其特征在于,所述人FLT3L在培养基中的含量为50-100ng/ml。
4.根据权利要求1所述的培养基,其特征在于,所述人IGF1在培养基中的含量为25-100ng/ml。
5.根据权利要求4所述的培养基,其特征在于,所述人IGF1在培养基中的含量为50-100ng/ml。
6.根据权利要求1所述的培养基,其特征在于,所述人IL-7在培养基中的含量为10-50ng/ml。
7.根据权利要求6所述的培养基,其特征在于,所述人IL-7在培养基中的含量为20-50ng/ml。
8.根据权利要求1所述的培养基,其特征在于,所述人IL-6在培养基中的含量为10-50ng/ml。
9.根据权利要求8所述的培养基,其特征在于,所述人IL-6在培养基中的含量为20-50ng/ml。
10.根据权利要求1或2所述的培养基,其特征在于,所述培养基还包括牛血清白蛋白、转铁蛋白和胰岛素中的任意一种或几种。
11.根据权利要求10所述的培养基,其特征在于,所述牛血清白蛋白在培养基中的含量为1-5mg/ml。
12.根据权利要求11所述的培养基,其特征在于,所述牛血清白蛋白在培养基中的含量为2-4mg/ml。
13.根据权利要求12所述的培养基,其特征在于,所述牛血清白蛋白在培养基中的含量为3mg/ml。
14.根据权利要求10所述的培养基,其特征在于,所述转铁蛋白在培养基中的含量为1-20μg/ml。
15.根据权利要求14所述的培养基,其特征在于,所述转铁蛋白在培养基中的含量为5-15μg/ml。
16.根据权利要求15所述的培养基,其特征在于,所述转铁蛋白在培养基中的含量为10μg/ml。
17.根据权利要求10所述的培养基,其特征在于,所述胰岛素在培养基中的含量为1-20μg/ml。
18.根据权利要求17所述的培养基,其特征在于,优选地,所述胰岛素在培养基中的含量为5-15μg/ml。
19.根据权利要求17所述的培养基,其特征在于,优选地,所述胰岛素在培养基中的含量为10μg/ml。
20.根据权利要求1所述的培养基,其特征在于,除了基础培养基外,所述培养基由如下含量的各组分组成:
21.根据权利要求1所述的培养基,其特征在于,所述基础培养基选自IMDM、RPMI1640、α-MEM或DMEM。
22.根据权利要求1-19任一项所述的培养基在体外培养人原代急性B淋巴细胞白血病细胞中的用途。
23.一种人原代急性B淋巴细胞白血病细胞的体外培养方法,其包括使用权利要求1-19任一项所述的培养基进行体外培养的步骤。
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Expression of angiotensin-converting enzyme (CD143) identifies and regulates primitive hemangioblasts derived from human pluripotent stem cells;Elias T. Zambidis et al;《Blood》;20080826;第112卷(第9期);第3603页左栏第4段 * |
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Publication number | Publication date |
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CN105517672A (zh) | 2016-04-20 |
WO2016187820A1 (zh) | 2016-12-01 |
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