CN113528454A - 一种大鼠软骨永生化细胞系的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大鼠软骨永生化细胞系的构建方法,属于生物技术领域。本发明的方法构建hTERT和SV40LT慢病毒穿梭载体;通过体外感染大鼠原代软骨细胞,获得体外永生化的大鼠软骨细胞,为骨性关节炎的体外药效研究提供基础。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及一种大鼠软骨永生化细胞系的构建方法。
背景技术
骨性关节炎(OA)是一种以软骨退变为核心,软骨下骨囊变为病理特征的常见关节疾病,多发于中老年人。软骨细胞是关节软骨中唯一的细胞,在软骨形成、代谢以及修复中起着举足轻重的作用,特别是在细胞外基质的合成、分解及功能维持有着重要作用。因此,体外实验中常以软骨细胞为研究对象。
但是,原代软骨细胞在体外传代次数有限,通过正常培养的手段获得可以稳定传代的软骨细胞具有很大的难度,严重制约了外源基因在细胞水平表达的研究。人端粒酶逆转录酶( hTERT) 在激活端粒酶的过程中发挥着关键作用,在体外培养的细胞中,可以有效激活端粒酶,活化的端粒酶再以其自身为模板不断合成端粒DNA 来补充和延长端粒的长度,有效维持端粒缩短和延长的动态平衡,恢复染色体的稳定性,获得无限分裂和增殖的能力,进而延长细胞体外培养时间或者永生化。猿猴病毒大T抗原基因(SV40 LT)虽然是一种病毒蛋白,但其在端粒酶的活化、生长抑制因子的失活等多方面亦发挥着积极的作用。因此,本发明构建hTERT和SV40LT重组慢病毒载体,通过体外感染大鼠原代软骨细胞,以期获得体外永生化的大鼠软骨细胞,为骨性关节炎的体外药效研究提供基础。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种大鼠软骨永生化细胞系的构建方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案。
一种大鼠软骨永生化细胞系的构建方法,包括以下具体步骤:
(1)用含有0.2wt%的II型胶原酶消化大鼠关节软骨,提取并培养大鼠软骨细胞;
(2)将P3代大鼠软骨细胞培养至对数期生长期,接种到6孔板,37℃培养过夜,接种细胞数量应保证第二天进行病毒感染的时候细胞汇合率在50%以上;
(3)病毒转染:取MOI值=10病毒浓缩液和8 μg/ml Polybrene,加入已含有1ml完全培养液的EP管中,混匀,得病毒稀释液;吸去培养板中的原培养基,沿壁加入病毒稀释液,勿吹起细胞;在水平方向轻轻拍打培养板,使每个孔中的溶液都混合均匀,然后把培养板放回37℃培养箱孵育;
(4)感染6 h后,补充1 ml完全培养基,37℃过夜培养;
(5)感染24 h后,吸去含病毒培养基,加入2 ml新鲜培养基,继续培养;
(6)感染48-72 h后, Q-PCR检测SV40LT基因和hTERT基因的表达情况。
上述步骤(3)中病毒浓缩液的制备方法为:
将SV40LT和hTERT基因CDS区片段接入PCDH-CMV-MCS-EF1-Puro载体中,构建慢病毒穿梭载体PCDH-CMV-SV40LT-EF1-Puro和PCDH-CMV-hTERT-EF1-Puro;后利用Lipo3000转染试剂,将慢病毒穿梭载体与pMDLg/pRRE、pRSV-Rev、pMD2.G共转至293FT细胞中,在转染48h和72 h收集细胞上清液并用0.45 μm 滤器过滤,滤液经离心去除细胞碎片,上清液继续经超滤管浓缩和纯化至SV40LT过表达慢病毒滴度为:2.0×108TU/ml,hTERT过表达慢病毒滴度为:2.5×108TU/ml,获得病毒浓缩液。
上述步骤(6)中 Q-PCR检测SV40LT基因和hTERT基因的引物序列如下:
SV40LT-F:5’-GGCTACACTGTTTGTTGCCC-3’;
SV40LT-R:5’-AAGTTCAGCCTGTCCAAGGG-3’;
Htert-F:5’-AGGTGTCCCTGAGTATGGCT-3’;
Htert-R:5’-GAGTAGTCGCTCTGCACCTC-3’;
GAPDH-F:5’-GTGCCAGCCTCGTCTCATAG-3’;
GAPDH-R:5’-CTTTGTCACAAGAGAAGGCAG-3’。
本发明的优点在于:
本发明构建hTERT和SV40LT重组慢病毒穿梭载体,通过体外感染大鼠原代软骨细胞,获得体外永生化的大鼠软骨细胞,为骨性关节炎的体外药效研究提供基础。
附图说明:
图1慢病穿梭载体PCDH-CMV-SV40LT-EF1-Puro的质粒图谱。
图2慢病穿梭载体PCDH-CMV-hTERT-EF1-Puro的质粒图谱。
图3 SV40LT/hTERT双标大鼠软骨永生化细胞镜下观察(P30代)。
图4 II型胶原法和阿利新蓝法染色法鉴定大鼠软骨细胞及永生化细胞。
图5 Q-PCR检测大鼠软骨细胞中SV40LT和hTERT的过表达水平。
图6 β-半乳糖苷酶染色法检测大鼠软骨衰老细胞。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合附图和实施例对本发明做进一步阐述,但并不是对本发明的限制。下述实施例中所用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
实施例1 软骨细胞的分离培养
4周龄SD大鼠4只,无菌条件下切取关节软骨,剪成1 mm3的大小,PBS洗涤3次,吸干PBS残液,加入含有0.2wt%的II型胶原酶消化液的培养皿,放入37℃的培养箱中,每隔2 h吸取上清液,1000 r/min的离心5min,弃消化液,收集细胞沉淀,更换消化液,重复4次。用5 mlDMEM培养液(10 vol%小牛血清、链霉素100 mg/L和青霉素100 U/ml)重悬细胞,全部接种于50 ml培养瓶中(原代),待细胞铺满培养瓶底部80%后,加入0.5-1 ml 0.25%胰酶溶液,使瓶底细胞都浸入溶液中,瓶口旋紧,放在倒置显微镜下观察细胞。随着时间的推移,原贴壁的细胞逐渐趋于圆形,在还未飘起时将胰酶弃去,加入10 ml DMEM培养液终止消化。用吸管将贴壁的细胞吹打成悬液,分到另外两到三瓶中,旋紧瓶口,置于37℃下继续培养(F1代)。第二天观察贴壁生长情况。3天细胞可铺满培养瓶底部80%,细胞传至P3代。
实施例2 软骨细胞鉴定
(1)II型胶原鉴定
取对数期生长的F3代软骨细胞,按1×105个/ml接种于含有盖玻片的六孔板中,加入10vol%FBS (胎牛血清)DMEM培养基进行培养,待细胞爬满盖玻片后,按下述方法进行处理:
(1)PBS洗细胞爬片1遍,2 min;
(2)4%多聚甲醛处理30 min(多聚甲醛室温,否则细胞会皱缩);
(3)PBS洗2遍,每遍2 min;
(4)0.15% Txiton X-100 室温处理10 min;
(5)PBS洗2遍,每遍2 min;
(6)加入适量的内源性过氧化物酶阻断剂,室温孵育10分钟;
(7)PBS洗2遍,每遍2 min;
(8)用1%牛血清白蛋白(BSA)配制一抗:II型胶原蛋白(Collagen II)(1:200),37℃孵育2 h 或4℃过夜孵育;
(9)PBS洗2遍,每遍2 min;
(10)滴加反应增强液,室温处理20 min;
(11)PBS洗2遍,每遍2 min;
(12)滴加增强酶标山羊抗兔IgG聚合物,室温处理20 min;
(13)PBS洗2遍,每遍2 min;
(14)DAB显色液室温处理5-8 min。
(2)阿利新蓝法染色
取对数期生长的F3代软骨细胞,按1×105个/ml接种于含有盖玻片的六孔板中,加入10%FBS DMEM培养基进行培养,待细胞爬满盖玻片后,按下述方法进行处理:
1、 4%多聚甲醛固定30 min,PBS洗涤。
2、 加入阿利新蓝(Alcian)酸化液浸泡3 min。
3、 加入Alcian染色液染色30 min。
4、 PBS洗涤5 min。
实施例3 大鼠软骨永生化细胞构建
(1)实验材料
实验试剂:
仪器与设备:
载体系统:
第三代慢病毒包装系统:包括pMDLg/pRRE(#ZVE1894,载基生物),pRSV-Rev(#ZVE1049,载基生物),pMD2.G(#ZVE1890,载基生物)三种辅助质粒。
包装细胞株:
293FT细胞(#ZCL1032,载基生物),为贴壁依赖型成上皮样细胞,生长培养基为DMEM(含10 % FBS+1%双抗(青链霉素混合液(100×),其中青霉素10000 U/ml,链霉素10mg/ml))。贴壁细胞经培养生长增殖形成单层细胞。
(2)慢病毒包装实验步骤:
重组质粒载体构建:
由生物公司直接化学合成SV40LT和hTERT基因CDS区片段;SV40LT基因片段(2133bp)和hTERT基因片段(3405 bp);后利用如下引物进行PCR扩增获得目的基因,然后重组到目的载体PCDH-CMV-MCS-EF1-Puro(PCDH-CMV-MCS-EF1-Puro I酶切载体)中构建重组质粒,重组质粒经测序和双酶切鉴定(EcoRI-BamHI,XbaI-EcoRI),最终获得目的基因慢病毒穿梭载体PCDH-CMV-SV40LT-EF1-Puro和PCDH-CMV-hTERT-EF1-Puro,慢病毒穿梭载体图谱见图1和图2。
质粒载体抽提:
构建好的慢病毒穿梭载体PCDH-CMV-SV40LT-EF1-Puro、PCDH-CMV-hTERT-EF1-Puro及辅助质粒(pMDLg/pRRE,pRSV-Rev,pMD2.G)利用无内毒素质粒大提试剂盒进行大量抽提,浓度要求大于1 μg/μl,A260/A280在1.8~2.0之间。
细胞株的培养要点
细胞状态对于慢病毒包装至关重要,因此需要保证良好的细胞状态和较少的传代次数。
293FT细胞会随着传代次数的增加,出现生长状态下降现象。因此,293FT细胞需经常更换新的细胞,更换频率约4~8周。
细胞消化要充分,成团生长的细胞会影响转染效率。
慢病毒包装流程
第一天:细胞铺板
293FT 细胞种于10cm-dish中,中板密度为第二天转染前细胞密度达到80%,置于37°C,5 % CO2的培养箱中。
第二天:质粒转染
1、转染试剂:Lipo3000
2、质粒共转体系:
3、转染用培养基:转染前1 h,更换不含双抗,含10%FBS的DMEM培养基。
4、转染后6 h,更换含10 % FBS的新鲜培养基。
第四天:病毒上清收集
1、转染后48 h,收集细胞上清液,并根据细胞生长状况适当补充新鲜细胞培养基,72 h再次收集一次病毒上清。
2、将收集的病毒上清液用0.45 μm 滤器过滤, 4℃储存备用;
第五天:病毒浓缩和纯化
1、超速离心法沉淀病毒:将收集的病毒上清,4°C ,3000 rpm ,离心20 min,去除细胞碎片;然后收集病毒原液上清置于Beckman超速离心管中,4°C,25000 rpm沉淀2 h,去上清,加入4 ml PBS溶解;
2、超滤管浓缩和纯化:将上述溶解液加入预先消毒处理的超滤浓缩管中进一步浓缩和纯化,4000× g,离心10-15 min,获得小于1 ml的病毒浓缩液。用PBS补足至4 mL,再次离心1次,最后浓缩液加入适量病毒保存液稀释至1.2 ml,获得慢病毒浓缩液;
3、病毒保存:按照200 μl/管分装病毒,贴上标签,-80°C冰箱保存,备用。
、慢病毒滴度检测
4.1 检测流程
1、细胞准备:将生长状态良好的293FT细胞消化后,按3.0×105/孔, 加入6孔板中,设2复孔,置于37°C,5 % CO2 培养箱中培养;
2、慢病毒感染:贴壁培养16 h,按4 μl 病毒液/孔加入慢病毒浓缩液,感染72h;
3、采用全式金EasyPure® Genomic DNA Kit试剂盒进行细胞基因组提取;
4、标准品制备和稀释:以含病毒特征序列和宿主细胞单拷贝基因序列的质粒标准品,10倍梯度稀释质粒标准品(104~109);
5、Q-PCR上机检测:取上述待测样品(基因组)稀释至5-50 ng/μl,分别取2 μl待测样品及梯度稀释的标准品进行上机检测,引物同表1。
Q-PCR反应
6、计算慢病毒滴度
4.2 滴度检测结果
实施例4 稳转株构建实验步骤
1. 最佳MOI值
MOI值(感染复数)是指每个细胞感染的病毒颗粒数。一般选定的MOI值需要使宿主细胞达到80%以上感染,并且细胞没有出现明显毒性反应。由于慢病毒对不同细胞的亲嗜性不同,导致对不同细胞的感染效率不同。即使是同一种细胞,由于不同实验室的细胞来源、代数和细胞状态的影响,最佳MOI值也不一致。因此,实验前应确定最佳MOI值范围,可以通过查询文献或预实验确定,大多数细胞的最佳MOI值在10~40范围。
本实验MOI值:10
2. Polybrene(聚凝胺)浓度摸索
常用的感染增强剂,是一种多聚阳离子聚合物,能与细胞表面的阴离子结合,显著提高慢病毒感染效率(2-10倍),使用过程中可以用PBS或培养基进行稀释。
Polybrene对细胞具有一定毒性。不同细胞的敏感度不同,使用前应对Polybrene浓度进行摸索,摸索范围1~10 μg/ml;常用的使用浓度是5~10 μg/ml。
本实验Polybrene浓度:8 μg/ml
3. 病毒感染贴壁细胞
1)病毒准备:提前从-80℃冰箱中取出病毒原液,放冰上融化,使用前离心;
2)将P3代大鼠软骨细胞培养至对数期生长,接种到6孔板,37℃培养过夜,接种细胞数量因细胞的状态不同而略有区别,应保证第二天进行病毒感染的时候细胞汇合率在50%;
3)稀释病毒:取MOI值=10的病毒浓缩液和8 μg/ml 聚凝胺,加入已含有1 ml完全培养液的EP管中,混匀;
4)感染前,吸去培养板中的原培养基,沿壁加入上述稀释后的病毒稀释液,勿吹起细胞;
5)在水平方向轻轻拍打培养板,使每个孔中的溶液都混合均匀,然后把培养板放回37℃培养箱孵育;
6)感染6 h后,补充1 ml完全培养基,37℃过夜培养;
7)感染24 h后,吸去含病毒培养基,加入2 ml新鲜培养基,继续培养;
8)感染48-72 h后,在荧光显微镜下观察荧光表达情况。对于生长缓慢的细胞,可以适当延长观察时间,2天换一次液;
9)Puromycin(嘌呤霉素)抗性筛选:对于携带Puromycin抗性的病毒,一般在感染48-72 h后,需要加入Puromycin进行筛选。筛选浓度在1~10 μg/ml,不同的细胞所需的Puromycin浓度不同,实验前需要对Puromycin筛选浓度进行摸索,一般为在3天左右使正常细胞全部死亡的最低浓度;
本实验Puromycin筛选浓度:10 μg/ml
4. 大鼠软骨永生化细胞镜下观察和鉴定
方法同实施例2。结果如图3、图4所示,结果表明, SV40LT/hTERT双标大鼠软骨永生化细胞(P30代)在100倍和200倍镜下观察,细胞生长状态良好,单层生长,彼此不相接触,三角形、长梭形或多角形,胞体丰满,胞浆均匀,白色“类软骨样”物质。进而对永生化细胞进行II型胶原法和阿利新蓝法染色法鉴定,结果可见永生化软骨细胞胞浆被染成棕黄色,胞核不着色,胞外基质中也有棕黄色颗粒出现,与P3代的正常软骨细胞染色结果一致;阿利新蓝法染色法鉴定结果显示,永生化软骨细胞(P30代)胞浆和胞膜呈深蓝色,说明培养的软骨细胞分泌和合成蛋白聚糖,细胞核呈淡蓝色,细胞形态完好,与P3代的正常软骨细胞染色结果一致。
检测结果
待构建的大鼠软骨稳转细胞和空载转染的大鼠软骨细胞生长至80%时,分别收集
细胞,提取细胞总RNA并合成cDNA,使用SV40LT和hTERT特定引物进行定量PCR扩增,GAPDH作
为内参基因(表1)。根据 2-ΔΔCt 法对数据进行相对定量分析,计算公式如下(x表示任意一
个样本):。结果如图5所示,结果表
明相比于空载转染的大鼠软骨细胞,大鼠软骨稳转细胞中SV40LT和hTERT表达水平均上调。
表1 Real-Time PCR引物
6、大鼠软骨衰老细胞检测
β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)染色:
(1)对于 6 孔板中培养的细胞,吸除细胞培养液,用 PBS 或 HBSS 洗涤 1 次,加入 1 ml β-半乳糖苷酶染色固定液, 室温固定 15min。对于其它类型的培养板,固定液及后续溶液的用量参照此比例进行操作。
(2) 吸除细胞固定液,用 PBS 或 HBSS 洗涤细胞 3 次,每次 3 min。
(3)吸除 PBS 或 HBSS,每孔加入 1 ml 染色工作液。使用聚丙烯(polypropylene)容器,不能使用聚苯乙烯(polystyrene) 容器配制染色工作液。 染色工作液配方如下:
(4) 37℃孵育过夜,可以用 parafilm 或保鲜膜封住 6 孔板防止蒸发。 注意:37℃孵育不能在二氧化碳培养箱中进行。
(5) 普通光学显微镜下观察。如不能及时观察计数,可以去除染色工作液,加入 2ml PBS,4℃可以保存数天;或者加上封片液封片后,4℃可以保存较长时间。结果如图6所示,结果显示正常软骨细胞(P3代)和永生化软骨细胞(P30代)均不表达SA-β-Gal,表明永生化细胞P30未出现衰老现象。
需要说明的是,尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述,但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此,基于本发明的创新理念,对本文所述实施例进行的变更和修改,或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域,均包括在本发明的专利保护范围之内。
SEQUENCE LISTING
<110> 福州载基生物科技有限公司
<120> 一种大鼠软骨永生化细胞系的构建方法
<130> 10
<160> 10
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 60
<212> DNA
<213> SV40LT-1F
<400> 1
ctccatagaa gattctagag ctagcgaatt catggataaa gttttaaaca gagaggaatc 60
<210> 2
<211> 60
<212> DNA
<213> SV40LT-1R
<400> 2
gcgatcgcag atccttcgcg gccgcggatc cttatgtttc aggttcaggg ggaggtgtgg 60
<210> 3
<211> 60
<212> DNA
<213> hTERT-1F
<400> 3
acgctgtttg acctccatag aagattctag aatgccgcgc gctccccgct gccgagccgt 60
<210> 4
<211> 59
<212> DNA
<213> hTERT-1R
<400> 4
cgcggccgcg gatccgattt aaattcgaat tctcagtcca ggatggtctt gaagtctga 59
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> SV40LT Forward Primer
<400> 5
ggctacactg tttgttgccc 20
<210> 6
<211> 20
<212> DNA
<213> SV40LT Reverse Primer
<400> 6
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<211> 20
<212> DNA
<213> hTERT Forward Primer
<400> 7
aggtgtccct gagtatggct 20
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<211> 20
<212> DNA
<213> hTERT Reverse Primer
<400> 8
gagtagtcgc tctgcacctc 20
<210> 9
<211> 20
<212> DNA
<213> GAPDH Forward Primer
<400> 9
gtgccagcct cgtctcatag 20
<210> 10
<211> 21
<212> DNA
<213> GAPDH Reverse Primer
<400> 10
ctttgtcaca agagaaggca g 21
Claims (3)
1.一种大鼠软骨永生化细胞系的构建方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
(1)用含有0.2wt%的II型胶原酶消化大鼠关节软骨,提取并培养大鼠软骨细胞;
(2)将P3代大鼠软骨细胞培养至对数期生长期,接种到6孔板,37℃培养过夜,接种细胞数量应保证第二天进行病毒感染的时候细胞汇合率在50%以上;
(3)病毒转染:取MOI值=10的病毒浓缩液和8 μg/ml 聚凝胺,加入已含有1 ml完全培养液的EP管中,混匀,得病毒稀释液;吸去步骤(2)培养板中的原培养基,沿壁加入病毒稀释液,勿吹起细胞;在水平方向轻轻拍打培养板,使每个孔中的溶液都混合均匀,然后把培养板放回37℃培养箱孵育;
(4)感染6 h后,补充1 ml完全培养基,37℃过夜培养;
(5)感染24 h后,吸去含病毒培养基,加入2 ml新鲜培养基,继续培养;
(6)感染48-72 h后, Q-PCR检测SV40LT基因和hTERT基因的表达情况。
2.根据权利要求1所述的一种大鼠软骨永生化细胞系的构建方法,其特征在于:步骤(3)中病毒浓缩液的制备方法为:将SV40LT和hTERT基因CDS区全片段接入PCDH-CMV-MCS-EF1-Puro载体中,构建慢病毒穿梭载体PCDH-CMV-SV40LT-EF1-Puro和PCDH-CMV-hTERT-EF1-Puro;后利用Lipo3000转染试剂,将慢病毒穿梭载体与pMDLg/pRRE、pRSV-Rev、pMD2.G共转至293FT细胞中,在转染48 h和72h收集细胞上清液并用0.45 μm 滤器过滤,滤液经离心去除细胞碎片,上清液继续经超滤管浓缩和纯化至SV40LT过表达慢病毒滴度为:2.0×108TU/ml,hTERT过表达慢病毒滴度为:2.5×108TU/ml,获得病毒浓缩液。
3.根据权利要求1所述的一种大鼠软骨永生化细胞系的构建方法,其特征在于:步骤(6)中 Q-PCR检测SV40LT基因和hTERT基因的引物序列如下:
SV40LT-F:5’-GGCTACACTGTTTGTTGCCC-3’;
SV40LT-R:5’-AAGTTCAGCCTGTCCAAGGG-3’;
hTERT-F:5’-AGGTGTCCCTGAGTATGGCT-3’;
hTERT-R:5’-GAGTAGTCGCTCTGCACCTC-3’;
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SRIDEVI YADAVILLI, ET AL.: "The emerging role of NG2 in pediatric diffuse intrinsic pontine Glioma", 《ONCOTARGET》 * |
ZHIDAN CHEN, ET AL.: "Knockdown of LRP6 activates Drp1 to inhibit survival of cardiomyocytes during glucose deprivation", 《BIOMEDICINE & PHARMACOTHERAPY》 * |
王吉兴等: "SV40LTAg基因永生化软骨细胞体外培养的生物学特性", 《第一军医大学学报》 * |
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