CN110257318B - 一种慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法,包括如下步骤:A慢性胰腺炎小鼠造模;B、慢性胰腺炎小鼠胰腺组织取材;C、胰腺组织胶原酶消化:采用高糖DMEM培养基配制I型和V型胶原酶混合液,处理前取胶原酶混合液于37℃条件下预热;将步骤B处理得到的胰腺组织转移到预热好的胶原酶混合液中,充分混匀,37℃消化30‑90min,每隔10min充分混匀一次。D、胰腺单细胞分离:70μm滤网过滤一次,弃残渣,细胞悬液离心后弃上清,高糖DMEM培养基重悬沉淀;而后30μm滤网再过滤一次,弃残渣,细胞悬液离心后弃上清以及上层的细胞碎片、DNA絮状缠绕物及中间层的血细胞,保留最下层白色的实质细胞,PBS溶液重悬后得到慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域,具体涉及一种慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法、构建方法及应用。
背景技术
胰腺是腹部隐蔽的器官,发挥食物消化和调节血糖等重要功能,其细胞成分较为复杂,包括胰腺腺泡细胞、星状细胞、内分泌细胞、内皮细胞、导管细胞和淋巴细胞等。胰腺细胞分析是了解胰腺作用机制的有效方法,传统胰腺细胞测序分析均是整个或部分胰腺组织进行取材,结果受细胞成分影响较大,具有较大异质性。随着测序技术的发展,单细胞测序作为一种高通量的测序方法,不仅能够揭开个体细胞运作的精确机制,而且能够分析单个细胞间差异及细胞在微环境中的作用,在人类医学、神经生物学、遗传生殖、干细胞等研究领域得到越来越广泛的应用。
单细胞消化与悬液制备是实现单细胞测序的必要条件,然而由于胰腺细胞成分复杂,且细胞内本身包含大量的消化酶类,分离制备胰腺单细胞悬液困难重重。
现有技术中,专利号为CN101705206A的中国发明专利,公开了一种小鼠正常胰腺单细胞悬液的制备方法,用于从中分离胰腺干细胞。在将胰腺组织进行处理并剪成1mm3的组织块后进行胰腺蛋白酶冷消化,向盛有胰腺组织的培养皿中加入4℃预冷的0.25%胰蛋白酶消化液,体积以盖过组织为准,然后将培养皿于4℃消化14~18小时,而后进行单细胞分离。
慢性胰腺炎(CP)是一种由遗传、环境等因素引起的胰腺组织和功能不可逆的慢性炎症性疾病。该病临床治疗难度大,尚无治愈手段,严重影响患者生活质量。目前对该疾病的病因和发病机制尚不清楚,雨蛙素诱导小鼠胰腺炎是最为常用的基础研究动物模型。通过对CP组织进行单细胞测序,能够从细胞层面深入揭示这一疾病的病理特点和致病机制,同样,高质量单细胞悬液的制备是进行单细胞测序的关键环节。
然而,慢性胰腺炎的胰腺发生萎缩、纤维化,实质细胞被胶原纤维所包绕,与正常胰腺细胞形态存在很大差别。采用正常胰腺细胞的消化方法很难实现单个细胞间的分离和较高的细胞活性,因此根本无法得到慢性胰腺炎的胰腺单细胞悬液。通过检索,目前也尚无针对CP小鼠模型进行单细胞悬液制备的方法。
发明内容
本发明是为解决上述技术问题进行的,通过联合使用多种胶原酶消化CP胰腺组织,获得高活力的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液,因此本发明提供了一种慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法,具体技术方案如下:
本发明提供的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法,包括如下步骤:
A、慢性胰腺炎小鼠造模:采用雨蛙素诱导慢性胰腺炎小鼠模型。
B、慢性胰腺炎小鼠胰腺组织取材:将步骤A中的慢性胰腺炎小鼠处死后,取出胰腺组织,剔除胰腺组织中的杂质后,将胰腺组织钝性分离成细小碎片,然后将碎片进行清洗,去除杂质。
C、胰腺组织胶原酶消化:采用高糖DMEM培养基配制I型和V型胶原酶混合液,混合液中I型胶原酶浓度为1~2mg/mL,V型胶原酶浓度为0.5~1mg/mL,两者之间的浓度比为2:1,处理前取胶原酶混合液于37℃条件下预热;将步骤B处理得到的胰腺组织转移到预热好的胶原酶混合液中,充分混匀,37℃消化30-90min,每隔10min充分混匀一次;当消化时间大于30min后,每隔十分钟在镜下观察消化情况,当视野中单细胞占90%时,进行细胞活性检测并终止消化。
D、胰腺单细胞分离:首先采用70μm孔径滤网对步骤C中胰腺组织胶原酶混合物过滤一次,弃残渣,细胞悬液离心后弃上清,高糖DMEM培养基重悬沉淀,反复吹打悬液,让单细胞尽量多的脱落下来;而后用30μm孔径的滤网再过滤一次,弃残渣,吹打混匀细胞悬液,细胞悬液离心后弃去上清以及上层的细胞碎片、DNA絮状缠绕物及中间层的血细胞,保留最下层白色的实质细胞,PBS溶液重悬后得到慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液。
本发明中,I型和V型胶原酶均通过商业途径获得,购买自Gibco公司,也可从Sigma或生工生物工程等公司购买。购买标准为:活性大于等于125U/mg。
优选的,在本发明提供的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法中,步骤A中,慢性胰腺炎小鼠造模过程如下:用10μg/mL雨蛙素溶液对小鼠进行腹腔注射,按50μg/kg体重用药,1天用药6次,两次用药之间至少间隔1h,每周用药3天,连续用药6周。
优选的,在本发明提供的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法中,步骤B中,慢性胰腺炎小鼠胰腺组织取材的具体步骤如下:
(1)采用戊巴比妥钠按照50mg/kg体重的注射标准,腹腔注射雨蛙素造模六周的成年小鼠进行麻醉,颈椎脱臼处死,用75%乙醇浸泡3-5分钟;
(2)超净台内打开小鼠腹腔,沿脾下方至十二指肠降部,用剪刀小心分离灰白色的胰腺组织,并立即放入PBS溶液中;
(3)在手术放大镜下剔除胰腺组织中的脂肪、血管、系膜,同时用小镊子把胰腺组织钝性分离成细小的碎片,用PBS漂洗,去除杂质。
优选的,在本发明提供的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法中,步骤C中,混合液中I型胶原酶的优选浓度为2mg/mL,V型胶原酶的优选浓度为1mg/mL。
优选的,在本发明提供的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法中,步骤C中,I型和V型胶原酶混合液的具体配置方法如下:
配母液:I型胶原酶(活性>125U/mg)1g,加入50mL高糖DMEM溶解,浓度为20mg/mL;V型胶原酶(活性>125U/mg)100mg,用10mL高糖DMEM溶解,浓度为10mg/mL;两者浓度比例为2:1。
配工作液:I型胶原酶和V型胶原酶的母液各取0.5-1mL混匀,用高糖DMEM补足到10mL,释10-20倍,得到一型胶原酶终浓度1-2mg/mL,五型胶原酶终浓度为0.5-1mg/mL的混合工作液,工作液37℃预热。
优选的,在本发明提供的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法中,步骤D中,70μm孔径滤网以及30μm孔径滤网过滤弃残渣后,细胞悬液均1500r离心5分钟后弃去上清。
本发明的有益保障及效果:
根据本发明提供的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法,通过联合使用I型和V型胶原酶消化CP胰腺组织,保证了单个细胞间的分离和较高的细胞活性。本发明与传统的正常胰腺细胞的消化方法相比,能将CP状态下的胰腺组织彻底消化分离,通过细胞计数一个小鼠胰腺消化所得单细胞数量可达106,得到的细胞以单个形式存在,无粘连,杂质少,细胞活力高,细胞活性在85%以上,解决了CP胰腺单细胞悬液制备困难的问题,为进一步胰腺单细胞相关研究奠定了基础。
附图说明
图1为本发明实施例中慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备流程。
图2为根据本发明的制备方法得到的胰腺细胞群的tSNE聚类分析图。
具体实施方式
以下实施例、实验例对本发明进行进一步的说明,不应理解为对本发明的限制。实施例不包括对传统方法的详细描述,如过滤方法以及某些溶液的配置方法,这样的方法对于本领域中具有普通技术的人员是众所周知的,并且在许多出版物中都有所描述。
除非另外说明,否则百分比和份数按体积计算。除非另行定义,文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明,具体实施方式文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
图1中的流程图中显示了本发明慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液制备方法的主要流程,包括如下步骤:
A、慢性胰腺炎小鼠造模
用10μg/mL雨蛙素溶液对小鼠进行腹腔注射,按50μg/kg体重用药,1天用药6次,两次用药之间至少间隔1h,每周用药3天,连续用药6周。
B、慢性胰腺炎小鼠胰腺组织取材
(1)取材前准备:超净台和无菌间紫外灯灭菌40min,关闭紫外灯,打开排风系统,5min后进入无菌间;取2个培养皿置于超净台,各倒入5mLPBS溶液,将培养皿置于冰袋上备用;准备一套干净的手术器械,置于超净台,备用。
(2)采用戊巴比妥钠按照50mg/kg体重的注射标准,腹腔注射雨蛙素造模六周的成年小鼠进行麻醉,颈椎脱臼处死,用75%乙醇浸泡3-5分钟,消毒后拿入无菌间;
(3)超净台内打开小鼠腹腔,沿脾下方至十二指肠降部,用剪刀小心分离灰白色的胰腺组织,并立即放入PBS溶液中;
(4)在手术放大镜下剔除胰腺组织中的脂肪、血管、系膜,同时用小镊子把胰腺组织钝性分离成细小的碎片,用PBS漂洗,去除杂质。
C、胰腺组织胶原酶消化
(1)采用高糖DMEM培养基配制I型和V型胶原酶混合液,混合液中I型胶原酶浓度为1~2mg/mL,V型胶原酶浓度为0.5~1mg/mL,处理前取胶原酶混合液于37℃条件下预热;
(2)将步骤B处理得到的胰腺组织转移到预热好的胶原酶混合液中,充分混匀,37℃消化30-90min,每隔10min充分混匀一次;当消化时间大于30min后,每隔十分钟在镜下观察消化情况,当视野中单细胞占90%时,进行细胞活性检测并终止消化。
D、胰腺单细胞分离:
(1)采用70μm孔径滤网对步骤C中胰腺组织胶原酶混合物过滤一次,弃残渣,细胞悬液1500rpm,5min离心后弃上清,高糖DMEM培养基重悬沉淀,反复吹打悬液,让单细胞尽量多的脱落下来;
(2)而后用30μm孔径的滤网再过滤一次,弃残渣,吹打混匀细胞悬液,细胞悬液1500rpm,5min离心后弃去上清以及上层的细胞碎片、DNA絮状缠绕物及中间层的血细胞,保留最下层白色的实质细胞,PBS溶液重悬后得到慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液。
(3)用PBS重悬细胞,用血球计数板计数,通过台盼蓝染色对细胞活力进行测定。
通过细胞计数,一个小鼠胰腺消化所得单细胞数量可达106,得到的细胞以单个形式存在,无粘连,杂质少,细胞活力高,细胞活性在85%以上,完全能够满足单细胞测序的要求。
根据图2中的胰腺细胞群的tSNE聚类分析图可知,根据本发明的制备方法制备得到的单细胞悬液中包含了大部分胰腺主要细胞群,同一类型细胞群中,细胞以单个形式存在,无粘连,杂质少。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、慢性胰腺炎小鼠造模
采用雨蛙素诱导慢性胰腺炎小鼠模型;
B、慢性胰腺炎小鼠胰腺组织取材
将步骤A中的慢性胰腺炎小鼠处死后,取出胰腺组织,剔除胰腺组织中的杂质后,将胰腺组织钝性分离成细小碎片,然后将碎片进行清洗,去除杂质;
C、胰腺组织胶原酶消化
采用高糖DMEM培养基配制I型和V型胶原酶混合液:混合液中I型胶原酶浓度为1~2mg/mL,V型胶原酶浓度为0.5~1mg/mL,两者的浓度比为2:1,处理前取胶原酶混合液于37℃条件下预热;
将步骤B处理得到的胰腺组织转移到预热好的胶原酶混合液中,充分混匀,37℃消化30-90min,每隔10min充分混匀一次;当消化时间大于30min后,每隔十分钟在镜下观察消化情况,当视野中单细胞占90%时,进行细胞活性检测并终止消化;
D、胰腺单细胞分离
首先采用70μm孔径滤网对步骤C中胰腺组织胶原酶混合物过滤一次,弃残渣,细胞悬液离心后弃上清,高糖DMEM培养基重悬沉淀,反复吹打悬液,让单细胞尽量多的脱落下来;而后用30μm孔径的滤网再过滤一次,弃残渣,吹打混匀细胞悬液,细胞悬液离心后弃去上清以及上层的细胞碎片、DNA絮状缠绕物及中间层的血细胞,保留最下层白色的实质细胞,PBS溶液重悬后得到慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液。
2.根据权利要求1所述的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法,其特征在于:
其中,步骤A中,所述慢性胰腺炎小鼠造模过程如下:用10μg/mL雨蛙素溶液对小鼠进行腹腔注射,按50μg/kg体重用药,1天用药6次,两次用药之间至少间隔1h,每周用药3天,连续用药6周。
3.根据权利要求1所述的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法,其特征在于:
其中,步骤B中,慢性胰腺炎小鼠胰腺组织取材的具体步骤如下:
(1)采用戊巴比妥钠按照50mg/kg体重的注射标准,腹腔注射雨蛙素造模六周的成年小鼠进行麻醉,颈椎脱臼处死,用75%乙醇浸泡3-5分钟;
(2)超净台内打开小鼠腹腔,沿脾下方至十二指肠降部,用剪刀小心分离灰白色的胰腺组织,并立即放入PBS溶液中;
(3)在手术放大镜下剔除胰腺组织中的脂肪、血管、系膜,同时用小镊子把胰腺组织钝性分离成细小的碎片,用PBS漂洗,去除杂质。
4.根据权利要求1所述的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法,其特征在于:
其中,步骤C中,混合液中I型胶原酶浓度为2mg/mL,V型胶原酶浓度为1mg/mL。
5.根据权利要求4所述的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法,其特征在于:
其中,步骤C中,I型和V型胶原酶混合液的配置方法如下:
配母液:活性>125U/mg的I型胶原酶1g,加入50mL高糖DMEM溶解,浓度为20mg/mL;活性>125U/mg的V型胶原酶100mg,用10mL高糖DMEM溶解,浓度为10mg/mL;两者浓度比例为2:1。
配工作液:I型胶原酶和V型胶原酶的母液各取0.5-1mL混匀,用高糖DMEM补足到10mL,释10-20倍,得到I型胶原酶终浓度1-2mg/mL,V型胶原酶终浓度为0.5-1mg/mL的混合工作液,工作液37℃预热。
6.根据权利要求1所述的慢性胰腺炎小鼠胰腺单细胞悬液的制备方法,其特征在于:
其中,步骤D中,70μm孔径滤网以及30μm孔径滤网过滤弃残渣后,细胞悬液均1500r离心5分钟后弃去上清。
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