CN113481147A - 人胰岛来源的胰腺干细胞系构建及向胰岛细胞分化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人胰岛来源的胰腺干细胞系构建的方法S1‑1、对人胰岛来源的细胞进行复苏处理;S1‑2、将人胰腺细胞加入培养液A中培养4天,培养液A包括DMEM培养基,DMEM中含15%FBS,0.00001U青霉素,0.00001g链霉素,1mM丙酮酸钠,0.1mM非必须氨基酸,2mM谷氨酰胺,0.1mM巯基乙醇,1000u/ml白血病抑制因子。一种人胰岛来源的胰腺干细胞系向胰岛细胞分化的方法:S4‑1、将胰岛干细胞系以悬浮的细胞球传代培养在H‑DMEM/F12培养基,H‑DMEM/F12培养基包括20ng/ml表皮生长因子、40ng/ml碱性成纤维细胞生长因子、1%B27,培养基葡萄糖的浓度为17.3mM。本发明所获得的胰岛素分泌细胞产生排异的反应大大降低,在含有LIF的培养条件下,将其定向分化为胰岛素分泌细胞后,能够有效地降低血糖。
Description
技术领域
本发明涉及细胞工程技术领域,尤其涉及一种人胰岛来源的胰腺干细胞系构建的方法。
背景技术
糖尿病是继心血管疾病和癌症之后的第三大高发慢性疾病,它严重危害着人类的生命健康。目前,对糖尿病的治疗虽然有很多方法,如口服降糖药物,注射外源性胰岛素,并结合饮食限制以及体育锻炼的方法,但都不能从根本上解决问题。器官移植是一种比较好的解决方法,但该方法的应用受到供体不足和免疫排斥问题的限制。而干细胞增殖力强、数量充足、移植排斥反应相对较低。因此,人们寄希望于干细胞替代疗法能够解决供体不足和免疫排斥的问题。
体外分离、培养胰腺干细胞作为种子细胞,并将其定向诱导分化为功能性胰岛细胞,是解决胰岛供体短缺的有效途径。已有多个研究小组在胰腺干细胞的研究上开展了一定的基础工作。西北农林科技大学效梅(单克隆人胰腺干细胞分离培养体系的建立[J].分子细胞生物学,2008,41(6):450-456.)、赵婷(人胰腺干细胞诱导胰岛样细胞团及其治疗大鼠糖尿病的效果[J]·中国组织工程研究与临床康复,2007,11(7):1259-1262·)、第三军医大学姚忠祥(人胰腺干细胞的体外分离培养、鉴定和分化特性[J].第三军医大学学报,2003,25(I)=23-25.)吉林大学等先后在胰腺干细胞的分离纯化,培养基的筛选,以及细胞生物学,分子生物学鉴定方面做了大量的工作;分离到的胰腺干细胞在体内定向诱导后形成胰岛样细胞团,并检测到胰岛素和C-肽的分泌,但分化效率都很低,移植后对糖尿病的治疗效果不显著,为此,我们提出一种人胰岛来源的胰腺干细胞系构建的方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题,而提出的一种人胰岛来源的胰腺干细胞系构建的方法。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种人胰岛来源的胰腺干细胞系构建的方法,包括人胰岛来源的胰腺干细胞:
S1-1、对人胰岛来源的细胞进行复苏处理;
S1-2、将人胰腺细胞加入培养液A中培养4-5天,培养液A包括DMEM培养基,DMEM中含15%FBS,0.00001U青霉素,0.00001g链霉素,1mM丙酮酸钠,0.1mM非必须氨基酸,2mM谷氨酰胺,0.1mM巯基乙醇,1000u/ml白血病抑制因子;
S1-3、挑出培养好的胰岛细胞团,采用蛋白酶将其消化成单细胞,然后继续接入培养液B中继续培养,培养液B包括DMEM培养基,DMEM培养基中含10-20%FBS,1000u/ml青霉素,1000g/ml链霉素、IFN-γ(干扰素-γ)和LIF因子;
S1-4,、当细胞的密度达到82-88%时,传代,加入培养液B中继续培养,得到人胰岛来源的胰腺干细胞系。
优选的,复苏处理时,采用RPMI-1640培养基,85-90%,优质胎牛血清,5-10%,人体血清,0-5%,采用的气相为92-95%的空气,5-8%的二氧化碳,环境温度为37℃,环境湿度为72-78%,冻存液为90%血清,10%DMSO。
优选的,具体的复苏操作为:将含有1mL细胞悬液的冻存管迅速放入37℃水浴中摇晃解冻,水面要低于冻存管盖部,移入事先准备好的含有4mL培养基的15ml离心管中混合均匀,在1000RPM条件下离心4-5分钟,弃去上清液,加入1mL培养基后吹匀,然后将所有细胞悬液移入含有5ml培养基的培养瓶中培养10小时以上,更换培养液并检查细胞密度。
一种人胰岛来源的胰腺干细胞系向胰岛细胞分化的方法:
S4-1、将胰岛干细胞系以悬浮的细胞球传代培养在H-DMEM/F12培养基,H-DMEM/F12培养基包括20ng/ml表皮生长因子、40ng/ml碱性成纤维细胞生长因子、1%B27,培养基葡萄糖的浓度为17.3mM;
S4-2、胰岛干细胞系在L-DMEM/F12培养基培养40-50小时,L-DMEM/F12培养基包括1mM二丁酰环腺苷酸、1μM维甲酸、1%B27和2%FBS,培养基葡萄糖浓度为5mM,SKPs从细胞球中迁移出来形成单层细胞;
S4-3、单层细胞在M-DMEM/F12培养基中培养7天,M-DMEM/F12培养基中包括10mM烟酰胺、10nM I型胰岛素样生长因子、2nM激活素A、1%B27和2%FBS,培养基葡萄糖浓度为17.3mM,单层细胞能够形成二硫腙阳性的三维胰岛样集落。
优选的,所述胰岛干细胞系采用权利要求1-3中任意一项的方法建立的胰腺干细胞系。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、体外葡萄糖刺激的功能性实验结果表明,IPCs受葡萄糖浓度刺激而分泌胰岛素,因此,通过此方式转化得到的三维胰岛样集落能够稳定地控制血糖浓度,干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下它可以分化成多种具有功能的细胞。这一特点就为产生供体胰岛提供了具有希望的种子细胞。从人胰岛来源的细胞经过培养,具有向外胚层和中胚层分化的潜能,而且容易获取,产生排异的反应也大大降低,因此它将成为糖尿病干细胞治疗最具潜力的自体干细胞,提高的治疗糖尿类疾病的速度和效率;
2、在含有白血病抑制因子,也就是LIF的培养条件下,需要滋养层细胞上培养,才能够促进胰腺干细胞增殖,并抑制其分化,同时,也能够租金转染胰岛素源基因的干细胞体外增殖,并阻止其向胰岛素分泌细胞的分化,从而能够在培养过程中,使得整个过程更加可控,将其稳定、高效地诱导为特定的干细胞系,而将其定向分化为胰岛素分泌细胞后,移植到链脲佐菌素所致的糖尿病试验小鼠中,能够使其血糖恢复正常。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例一
一种人胰岛来源的胰腺干细胞系构建的方法,包括人胰岛来源的胰腺干细胞:
S1-1、对人胰岛来源的细胞进行复苏处理;
S1-2、将人胰腺细胞加入培养液A中培养4天,培养液A包括DMEM培养基,DMEM中含15%FBS,0.00001U青霉素,0.00001g链霉素,1mM丙酮酸钠,0.1mM非必须氨基酸,2mM谷氨酰胺,0.1mM巯基乙醇,1000u/ml白血病抑制因子;
S1-3、挑出培养好的胰岛细胞团,采用蛋白酶将其消化成单细胞,然后继续接入培养液B中继续培养,培养液B包括DMEM培养基,DMEM培养基中含10-20%FBS,1000u/ml青霉素,1000g/ml链霉素、干扰素-γ和LIF因子;
S1-4,、当细胞的密度达到82-88%时,传代,加入培养液B中继续培养,得到人胰岛来源的胰腺干细胞系。
复苏处理时,采用RPMI-1640培养基,85%,优质胎牛血清,10%,人体血清,5%,采用的气相为92-95%的空气,5-8%的二氧化碳,环境温度为37℃,环境湿度为72-78%,冻存液为90%血清,10%DMSO。
具体的复苏操作为:将含有1mL细胞悬液的冻存管迅速放入37℃水浴中摇晃解冻,水面要低于冻存管盖部,移入事先准备好的含有4mL培养基的15ml离心管中混合均匀,在1000RPM条件下离心4-5分钟,弃去上清液,加入1mL培养基后吹匀,然后将所有细胞悬液移入含有5ml培养基的培养瓶中培养10小时以上,更换培养液并检查细胞密度。
一种人胰岛来源的胰腺干细胞系向胰岛细胞分化的方法:
S4-1、将胰岛干细胞系以悬浮的细胞球传代培养在H-DMEM/F12培养基,H-DMEM/F12培养基包括20ng/ml表皮生长因子、40ng/ml碱性成纤维细胞生长因子、1%B27,培养基葡萄糖的浓度为17.3mM;
S4-2、胰岛干细胞系在L-DMEM/F12培养基培养40小时,L-DMEM/F12培养基包括1mM二丁酰环腺苷酸、1μM维甲酸、1%B27和2%FBS,培养基葡萄糖浓度为5mM,SKPs从细胞球中迁移出来形成单层细胞;
S4-3、单层细胞在M-DMEM/F12培养基中培养7天,M-DMEM/F12培养基中包括10mM烟酰胺、10nM I型胰岛素样生长因子、2nM激活素A、1%B27和2%FBS,培养基葡萄糖浓度为17.3mM,单层细胞能够形成二硫腙阳性的三维胰岛样集落。
胰岛干细胞系采用权利要求1-3中任意一项的方法建立的胰腺干细胞系。
实施例二
一种人胰岛来源的胰腺干细胞系构建的方法,包括人胰岛来源的胰腺干细胞:
S1-1、对人胰岛来源的细胞进行复苏处理;
S1-2、将人胰腺细胞加入培养液A中培养5天,培养液A包括DMEM培养基,DMEM中含15%FBS,0.00001U青霉素,0.00001g链霉素,1mM丙酮酸钠,0.1mM非必须氨基酸,2mM谷氨酰胺,0.1mM巯基乙醇,1000u/ml白血病抑制因子;
S1-3、挑出培养好的胰岛细胞团,采用蛋白酶将其消化成单细胞,然后继续接入培养液B中继续培养,培养液B包括DMEM培养基,DMEM培养基中含10-20%FBS,1000u/ml青霉素,1000g/ml链霉素、IFN-γ(干扰素-γ)和LIF因子;
S1-4,、当细胞的密度达到82-88%时,传代,加入培养液B中继续培养,得到人胰岛来源的胰腺干细胞系。
复苏处理时,采用RPMI-1640培养基,90%,优质胎牛血清,10%,采用的气相为92-95%的空气,5-8%的二氧化碳,环境温度为37℃,环境湿度为72-78%,冻存液为90%血清,10%DMSO。
具体的复苏操作为:将含有1mL细胞悬液的冻存管迅速放入37℃水浴中摇晃解冻,水面要低于冻存管盖部,移入事先准备好的含有4mL培养基的15ml离心管中混合均匀,在1000RPM条件下离心4-5分钟,弃去上清液,加入1mL培养基后吹匀,然后将所有细胞悬液移入含有5ml培养基的培养瓶中培养10小时以上,更换培养液并检查细胞密度。
一种人胰岛来源的胰腺干细胞系向胰岛细胞分化的方法:
S4-1、将胰岛干细胞系以悬浮的细胞球传代培养在H-DMEM/F12培养基,H-DMEM/F12培养基包括20ng/ml表皮生长因子、40ng/ml碱性成纤维细胞生长因子、1%B27,培养基葡萄糖的浓度为17.3mM;
S4-2、胰岛干细胞系在L-DMEM/F12培养基培养40小时,L-DMEM/F12培养基包括1mM二丁酰环腺苷酸、1μM维甲酸、1%B27和2%FBS,培养基葡萄糖浓度为5mM,SKPs从细胞球中迁移出来形成单层细胞;
S4-3、单层细胞在M-DMEM/F12培养基中培养7天,M-DMEM/F12培养基中包括10mM烟酰胺、10nM I型胰岛素样生长因子、2nM激活素A、1%B27和2%FBS,培养基葡萄糖浓度为17.3mM,单层细胞能够形成二硫腙阳性的三维胰岛样集落。
本发明中,高质量的MEF制备的饲养层,不但可以理想地维持其典型的集落形态、还可以在一定时期内有效的维持其正常二倍体核型;如果在培养基中补加适量的白血病抑制因子(LIF),这种效果更加理想,三维胰岛样集落,也就是IPCs,共表达胰岛素和C-肽,并表达胰腺β细胞发育和功能相关的基因和转录因子,如Insulin 1、Insulin 2、Islet-1、Pdx-1、NeuroD/beta2、Glut-2和Nkx6.1,但不表达胰腺中其它的激素,如胰高血糖素、生长激素抑制素和淀粉酶。
培养过程中,在含有白血病抑制因子,也就是LIF的培养条件下,需要滋养层细胞上培养,才能够促进胰腺干细胞增殖,并抑制其分化,同时,也能够租金转染胰岛素源基因的干细胞体外增殖,并阻止其向胰岛素分泌细胞的分化,从而能够在培养过程中,使得整个过程更加可控,将其稳定、高效地诱导为特定的干细胞系,而将其定向分化为胰岛素分泌细胞后,移植到链脲佐菌素所致的糖尿病试验小鼠中,能够使其血糖恢复正常。
体外葡萄糖刺激的功能性实验结果表明,IPCs受葡萄糖浓度刺激而分泌胰岛素,因此,通过此方式转化得到的三维胰岛样集落能够稳定地控制血糖浓度,干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下它可以分化成多种具有功能的细胞。这一特点就为产生供体胰岛提供了具有希望的种子细胞。从人胰岛来源的细胞经过培养,具有向外胚层和中胚层分化的潜能,而且容易获取,产生排异的反应也大大降低,因此它将成为糖尿病干细胞治疗最具潜力的自体干细胞,提高的治疗糖尿类疾病的速度和效率。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种人胰岛来源的胰腺干细胞系构建的方法,包括人胰岛来源的胰腺干细胞,其特征在于:
S1-1、对人胰岛来源的细胞进行复苏处理;
S1-2、将人胰腺细胞加入培养液A中培养4-5天,培养液A包括DMEM培养基,DMEM中含15%FBS,0.00001U青霉素,0.00001g链霉素,1mM丙酮酸钠,0.1mM非必须氨基酸,2mM谷氨酰胺,0.1mM巯基乙醇,1000u/ml白血病抑制因子;
S1-3、挑出培养好的胰岛细胞团,采用蛋白酶将其消化成单细胞,然后继续接入培养液B中继续培养,培养液B包括DMEM培养基,DMEM培养基中含10-20%FBS,1000u/ml青霉素,1000g/ml链霉素、干扰素-γ和LIF因子;
S1-4,、当细胞的密度达到82-88%时,传代,加入培养液B中继续培养,得到人胰岛来源的胰腺干细胞系。
2.根据权利要求1所述的一种人胰岛来源的胰腺干细胞系构建的方法,其特征在于,复苏处理时,采用RPMI-1640培养基,85-90%,优质胎牛血清,5-10%,人体血清,0-5%,采用的气相为92-95%的空气,5-8%的二氧化碳,环境温度为37℃,环境湿度为72-78%,冻存液为90%血清,10%DMSO。
3.根据权利要求2所述的一种人胰岛来源的胰腺干细胞系构建的方法,其特征在于,具体的复苏操作为:将含有1mL细胞悬液的冻存管迅速放入37℃水浴中摇晃解冻,水面要低于冻存管盖部,移入事先准备好的含有4mL培养基的15ml离心管中混合均匀,在1000RPM条件下离心4-5分钟,弃去上清液,加入1mL培养基后吹匀,然后将所有细胞悬液移入含有5ml培养基的培养瓶中培养10小时以上,更换培养液并检查细胞密度。
4.一种人胰岛来源的胰腺干细胞系向胰岛细胞分化的方法,其特征在于:
S4-1、将胰岛干细胞系以悬浮的细胞球传代培养在H-DMEM/F12培养基,H-DMEM/F12培养基包括20ng/ml表皮生长因子、40ng/ml碱性成纤维细胞生长因子、1%B27,培养基葡萄糖的浓度为17.3mM;
S4-2、胰岛干细胞系在L-DMEM/F12培养基培养40-50小时,L-DMEM/F12培养基包括1mM二丁酰环腺苷酸、1μM维甲酸、1%B27和2%FBS,培养基葡萄糖浓度为5mM,SKPs从细胞球中迁移出来形成单层细胞;
S4-3、单层细胞在M-DMEM/F12培养基中培养7天,M-DMEM/F12培养基中包括10mM烟酰胺、10nM I型胰岛素样生长因子、2nM激活素A、1%B27和2%FBS,培养基葡萄糖浓度为17.3mM,单层细胞能够形成二硫腙阳性的三维胰岛样集落。
5.根据权利要求4所述的一种人胰岛来源的胰腺干细胞系向胰岛细胞分化的方法,其特征在于,所述胰岛干细胞系采用权利要求1-3中任意一项的方法建立的胰腺干细胞系。
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |