CN108812640B - 人胎盘羊膜、蜕膜组织的制备冻存方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了人胎盘羊膜、蜕膜组织的制备冻存方法,包括:(1)将胎盘洗净;沿胎盘边缘剪下已脱落的蜕膜,并将羊膜分割成组织片儿,然后,将胎盘胎儿面的羊膜从其附着的胎盘组织上取下;(2)用生理盐水或PBS缓冲液清洗羊膜、蜕膜,将羊膜、蜕膜折叠或者平铺放入冻存袋或冻存管中,加入4℃的冻存液,密封,转入程序降温仪,按照设定的降温程序降温至‑80℃,转移至液氮冷冻保存。本发明的冷冻保存方法,有利于提高冻存组织和细胞的活性,复苏后形态、功能、结构与新鲜组织一致,组织内细胞总体存活率达90%以上,所保存的组织不但可以用于分离干细胞,上皮细胞等领域,还可以用于组织工程移植等领域。
Description
技术领域
本发明涉及人胎盘羊膜、蜕膜组织的制备冻存方法和应用,具体涉及人胎盘羊膜、蜕膜的冷冻保存方法及复苏方法。
背景技术
胎盘是胎儿与母体之间物质交换的重要器官,是人类妊娠期间由胚胎胚膜和母体子宫内膜联合长成的母子间组织结合器官。近年来随着科学研究的深入,人们可以从胎盘中分类出包括造血干细胞、间充质干细胞、上皮细胞等多种类型的细胞,从而改变了胎盘长期以来作为医疗废弃物的状况。
现代科学研究提示,胎盘羊膜即可以用于扩增羊膜来源的间充质干细胞,也可以用在眼科手术中。胎盘绒毛膜即可以分离出间充质干细胞,也可以分离出造血干细胞。胎盘中的绒毛结构其实是毛细血管组织,从中可以分类出内皮干细胞、上皮干细胞等。胎盘蜕膜是胎盘附着于母体的结构,研究也获得了类似间充质干细胞的蜕膜干细胞。而在羊膜和绒毛膜、绒毛膜与蜕膜之间有富含间充质干细胞的间质组织。目前对胎盘的利用是粗放的,往往只取胎盘很小一部分组织来分离出胎盘的一种或者几种干细胞进行储存,其余部分的胎盘仍然作为医疗废物处理,形成了浪费。并且,随着科学研究的深入,胎盘具有造血器官等功能,可以合成大量的激素及因子,除造血干细胞外尚含有其它的滋养支持细胞。
值得注意的是,现有技术中从胎盘组织中提取干细胞保存的方法,是仅限于现有技术手段和细胞质量标准的条件下进行的,未必符合未来技术进步后的技术和细胞质量标准要求。因此,研发一种方法,将胎盘各组成部分的组织冷冻保存,几十年甚至长期保存其活性,待未来需要时,按照未来的技术条件和细胞质量标准复苏组织,再次分离等得到更加符合未来要求的细胞或干细胞,以满足临床研究和应用,显得十分重要。
中国发明专利CN201210288706(授权公告号CN 102763642 B),公开了一种冷冻保护液以及冷冻保存人胎盘羊膜和绒毛膜的方法。该方法保存的羊膜与绒毛膜大小仅为1cm2左右,不能将羊膜呈完整组织的大面积冷冻保存,并且冻存的方式较简单单一,冻存的组织细胞存活率较低,仅能用于扩增后制备干细胞,保存的膜组织本身活细胞较少,且胎盘中丰富的血管组织未得到保存。而研究表明,冻存组织的形式能更好的保存细胞的活性在于冻存保护剂中有害的成分不能进入富含细胞的膜结构的间隙。因此,如果冻存的组织体积太小,会使得细胞较多的暴露在冻存保护剂的毒性成分中,细胞活性将受到影响,失去了冻存组织保护细胞的作用。另外,研究表明,不同的组织、甚至不同的细胞应适用特有的冰冻方式才能有好的冻存效果,胎盘的各类组织应分别、独立采用不同的冰冻方式,才能得到较好的冻存。
发明内容
针对上述现有技术,本发明提供了人胎盘羊膜、蜕膜组织的制备冻存方法和应用,具体设计人胎盘羊膜、蜕膜的冷冻保存方法及复苏方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
人胎盘羊膜、蜕膜组织的制备冻存方法,包括以下步骤:
(1)将胎盘洗净(以去除污物和微生物污染);沿胎盘边缘剪下已脱落的蜕膜,并将羊膜分割成10cm2~100cm2的组织片儿(形状可以为四边形),然后,将胎盘胎儿面的羊膜从其附着的胎盘组织上取下(具体操作时用剪刀配合镊子小心取下,注意保持羊膜完整,取下的羊膜每块面积在10cm2~100cm2;将得到的羊膜修剪为规则的四边形或其它所需形状);
(2)用生理盐水或PBS缓冲液清洗羊膜、蜕膜,将羊膜、蜕膜折叠或者平铺放入冻存袋或冻存管中,加入4℃的冻存液(提前预冷至4℃),密封,转入程序降温仪,按照设定的降温程序降温至-80℃,转移至液氮冷冻保存;所述降温程序为:在4℃保持5min;以2℃/min速率继续降至-10℃,保持10min;以1℃/min速率继续降至-40℃保持5min;以0.5℃/min速率继续降至-80℃保持5min。
所述冻存液,由质量浓度为20%的人血白蛋白溶液、二甲基亚砜、丙二醇、羟乙基脲和海藻糖组成,其中,各组分所占比例为:二甲基亚砜5~10wt%,丙二醇5~10wt%,羟乙基脲5~10wt%,海藻糖5~10wt%,余量为人血白蛋白溶液。
所述胎盘,通过以下方式采集得到:选取无传染病、无产科并发症的健康胎盘,经产妇同意并签署知情同意书;正常采集或者采用专利申请号为CN 2017106869531(公开号107320332A)的专利申请中所描述的胎盘采集方法,将采集到的胎盘48小时内运送至实验室,并进行各种必要的检测,如病毒等传染病检测,细菌污染检测等。
上述羊膜、蜕膜依次从胎盘中剥离、处理成合适大小,再装入冻存管或冻存袋等特定容器中,保存容器上编有组织名称特异的编号,样本冰冻至特定温度后再放入液氮容器特定位置长期储存,容器上的特异性编号用于复苏时查找样本。
对人胎盘的羊膜、蜕膜进行上述冷冻保存后,可在有需要时进行复苏,包括以下步骤:将冷冻保存的胎盘羊膜或蜕膜从液氮中取出,迅速将冻存袋或冻存管置于37℃~42℃水浴锅中,或者采用专利申请号为2017107960072(公开号107365700A)的专利申请中公开的装置进行复苏;溶解后迅速将冻存袋或冻存管转移至安全柜或超净台中,打开冻存袋或冻存管,用镊子轻轻取出羊膜或蜕膜,放入4℃的复苏液(事先预冷至4℃)中,平衡3min;用4℃的生理盐水或PBS缓冲液(事先预冷至4℃)冲洗2~5遍,放入4℃的生理盐水或PBS缓冲液(事先预冷至4℃)中,静置,备用;
所述复苏液,由海藻糖和羟乙基淀粉氯化钠注射液(羟乙基淀粉氯化钠注射液为现有技术中临床常用药品)组成,其中,海藻糖占6wt%。
复苏后的胎盘羊膜、蜕膜,仍然能够保留冻存前的组织结构与细胞活性,羊膜可用于分离胎盘来源间充质干细胞、胎盘来源亚全能干细胞及胎盘来源上皮细胞,蜕膜可以用于分离母体来源干细胞以及母子融合干细胞;复苏的胎盘羊膜也可用于眼科及其他外伤术后组织防黏连恢复,可以有效促进伤口愈合。
本发明的冷冻保存方法,可以用于组建胎盘来源的组织或细胞资源样本库。本发明为完善胎盘来源的人类遗传资源库奠定了坚实的基础和依据。
本发明的人胎盘羊膜、蜕膜组织的制备冻存方法和复苏方法,具有以下有益效果:
1)将胎盘羊膜、蜕膜等组织分别进行了分离、保存,为胎盘来源的干细胞研究提供了重要的生物资源。
2)将胎盘膜装组织进行完整、大面积保存,所保存的组织不但可以用于分离干细胞,上皮细胞等领域,还可以用于组织工程移植等领域;现有技术中将各种组织剪碎成1~3cm3小块的统一冻存方法,仅能保证在细胞水平上有细胞存活,仅可用于分离出细胞进行扩增,不能用于组织工程大块膜移植等领域。
3)采用特定的冰冻方式,有利于提高冻存组织和细胞的活性。现有技术中将各种组织剪碎成1~3cm3小块的统一冻存方法,不符合每种组织、细胞对特定冰冻方式的适应性要求,冻存后组织活性差,组织结构变形,细胞获得效率差。
4)保存的胎盘膜装组织,复苏后形态、功能、结构与新鲜组织一致,组织内细胞总体存活率达90%以上;而现有技术中的冻存组织的方法,一般为分离扩增出细胞活性达到某某值,实际上复苏组织中存活细胞极少,其分离出的细胞为冻存组织复苏后少数存活细胞经增殖后得到。
附图说明
图1:新鲜羊膜组织HE染色图。
图2:冻存后羊膜组织复苏HE染色图。
图3:从冻存过的羊膜组织获得的间充质干细胞形态图。
图4:从冻存过的羊膜组织获得的间充质干细胞流式表型图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等,若无特别说明,均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等,可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法,检测方法等,若无特别说明,均为现有技术中已有的常规实验方法,检测方法等。
实施例1人胎盘羊膜、蜕膜的冷冻保存方法
胎盘采集:选取无传染病、无产科并发症的健康胎盘,经产妇同意并签署知情同意书;正常采集,将采集到的胎盘48小时内运送至实验室,并进行各种必要的检测,如病毒等传染病检测,细菌污染检测等。
冷冻保存的方法,步骤如下:
(1)将胎盘洗净(以去除污物和微生物污染);沿胎盘边缘剪下已脱落的蜕膜,并将羊膜分割成10cm2~100cm2的组织片儿(形状为四边形),然后,将胎盘胎儿面的羊膜从其附着的胎盘组织上取下(具体操作时用剪刀配合镊子小心取下,注意保持羊膜完整,取下的羊膜每块面积在10cm2~100cm2;将得到的羊膜修剪为规则的四边形);
(2)用生理盐水清洗羊膜、蜕膜,将羊膜、蜕膜折叠或者平铺放入冻存袋中,加入4℃的冻存液(提前预冷至4℃),密封,转入程序降温仪,按照设定的降温程序降温至-80℃,转移至液氮冷冻保存;所述降温程序为:具体可采用如下降温程序:样本放入4℃环境保持5min;以1℃/min速率降低至0℃,保持10min;5min内降温至-10℃,保持10min;45min内降温至-40℃,之后在2min内降至-90℃,保持5min。
所述冻存液,由质量浓度为20%的人血白蛋白溶液、二甲基亚砜、丙二醇、羟乙基脲和海藻糖组成,其中,各组分所占比例为:二甲基亚砜8wt%,丙二醇6wt%,羟乙基脲6wt%,海藻糖6wt%,余量为人血白蛋白溶液。
上述羊膜、蜕膜依次从胎盘中剥离、处理成合适大小,再装入冻存管或冻存袋等特定容器中,保存容器上编有组织名称特异的编号,样本冰冻至特定温度后再放入液氮容器特定位置长期储存,容器上的特异性编号用于复苏时查找样本。
实施例2冷冻保存后的复苏
按照实施例1的方法冷冻保存6个月后,进行复苏,并诱导分离间充质干细胞,步骤如下:
将冷冻保存的胎盘羊膜、蜕膜从液氮中取出,迅速将冻存袋置于37℃~42℃水浴锅中;溶解后迅速将冻存袋转移至安全柜中,打开冻存袋,用镊子轻轻取出羊膜、蜕膜,放入4℃的复苏液(事先预冷至4℃)中,平衡3min;用4℃的生理盐水(事先预冷至4℃)冲洗2~5遍,放入4℃的生理盐水(事先预冷至4℃)中,静置,备用;
所述复苏液,由海藻糖和羟乙基淀粉氯化钠注射液组成,其中,海藻糖占6wt%。
HE染色:新鲜羊膜组织在冻存前取样进行HE染色;复苏后的羊膜组织,取样,进行HE染色;结果如图1、图2所示,可看出:复苏后的羊膜组织结构仍然得以维持,这说明冻存复苏后的羊膜组织保持了组织结构完整。对比新鲜羊膜组织HE染色结果,冻存后羊膜组织复苏HE染色与新鲜组织相近,无明显重大的区别,说明冻存羊膜组织复苏后组织结构与新鲜组织相当。
检测复苏羊膜组织内细胞的活率:将复苏得到的羊膜剪碎后加入0.25%胰酶消化液,37℃消化1小时,再加入2g/L的胶原酶IV,37℃消化两小时。1500转/min离心后用生理盐水重悬,过细胞筛,取样,台盼蓝染色检测细胞活率。
采用中国发明专利CN201210288706(授权公告号CN 102763642B)中实施例1公开的方法冻存羊膜组织并复苏,采用同样的方法检测活率,结果如表1所示,经细胞活率检测显示,羊膜组织内的细胞存活率可达90%以上,远高于现有技术。本发明冻存的膜组织,可以替代新鲜膜组织在临床上进行各种应用。
表1冻存复苏羊膜细胞活率情况
胎盘羊膜可分离得到胎盘间充质干细胞,方法采用现有公开技术(比如中国发明专利201310579708.2中公开的方法,授权公告号为CN 103555663 B),结果如图3、图4所示,由图可见,使用本发明的方法冻存的羊膜组织复苏后可成功地分离得到间充质干细胞。
同时,本发明还进行了对比试验,具体实验方案及效果如表2所示。
表2
由表2可见,采用本发明的冻存液配方,能够取得最佳的冻存效果(膜结构整张保存,复苏出来与新鲜结构类似),采用其它冻存液,效果不甚理想。在采用本发明的冻存液的基础上,不同的降温程序会带来不同的效果,采用阶梯降温的方法,本发明先后实验了不同温度点,不同降温速度,最终选出了本发明记载的降温程序(综合实验了降温速率自0.1-5的降温速率,由4℃降温至-80℃,均不能取得预期效果),最佳效果为复苏的羊膜结构大致能够保持,细胞活率85%~90%%以上。
复苏液使用生理盐水:复苏的羊膜结构大致能够保持,细胞活率85~90%%。
复苏液使用PBS:复苏的羊膜结构大致能够保持,细胞活率85~90%%。
可见,复苏效果均不如本发明的复苏液(羊膜结构得以保持,膜颜色最接近新鲜羊膜,细胞活率为90%以上)。
给本领域技术人员提供上述实施例,以完全公开和描述如何实施和使用所主张的实施方案,而不是用于限制本文公开的范围。对于本领域技术人员而言显而易见的修饰将在所附权利要求的范围内。本说明书引述的所有出版物、专利和专利申请通过引用并入本文,如同这些出版物、专利和专利申请各自特别地和个别地表明通过引用并入本文。
Claims (4)
1.一种人胎盘羊膜、蜕膜组织的制备冻存方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将胎盘洗净;沿胎盘边缘剪下已脱落的蜕膜,并将羊膜分割成面积为10cm2~100cm2的组织片,然后,将胎盘胎儿面的羊膜从其附着的胎盘组织上取下:用剪刀配合镊子取下,取下的羊膜每块面积在10cm2~100cm2;
(2)清洗羊膜、蜕膜:将羊膜、蜕膜折叠或者平铺放入冻存袋或冻存管中,用生理盐水或PBS缓冲液清洗羊膜、蜕膜,加入4℃的冻存液,密封,转入程序降温仪,按照设定的降温程序降温至-80℃,转移至液氮冷冻保存;所述降温程序为:
在4℃保持5min;以2℃/min速率继续降至-10℃,保持10min;以1℃/min速率继续降至-40℃保持5min;以0.5℃/min速率继续降至-80℃保持5min;
所述冻存液,由质量浓度为20%的人血白蛋白溶液、二甲基亚砜、丙二醇、羟乙基脲和海藻糖组成,其中,各组分所占比例为:二甲基亚砜8wt%,丙二醇6wt%,羟乙基脲6wt%,海藻糖6wt%,余量为人血白蛋白溶液。
2.根据权利要求1所述的人胎盘羊膜、蜕膜组织的制备冻存方法,其特征在于:所述步骤(1)中,组织片的形状为四边形。
3.一种人胎盘羊膜、蜕膜的复苏方法,其特征在于:将利用权利要求1或2所述的人胎盘羊膜、蜕膜组织的制备冻存方法冷冻保存的胎盘羊膜或蜕膜从液氮中取出,迅速将冻存袋或冻存管置于37℃~42℃水浴锅中;溶解后迅速将冻存袋或冻存管转移至安全柜或超净台中,打开冻存袋或冻存管,用镊子轻轻取出羊膜或蜕膜,放入4℃的复苏液中,平衡3min;用4℃的生理盐水或PBS缓冲液冲洗2~5遍,放入4℃的生理盐水或PBS缓冲液中,静置;
所述复苏液,由海藻糖和羟乙基淀粉氯化钠注射液组成,其中,海藻糖占6wt%。
4.胎盘来源的组织或细胞资源样本库的建立方法,其特征在于:利用权利要求1或2所述的人胎盘羊膜、蜕膜组织的制备冻存方法处理人胎盘并储存。
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