CN115181729A - 一种神经干细胞冻存复苏的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于干细胞培养技术领域,具体涉及一种神经干细胞冻存复苏方法。本发明通过对复苏液进行改性,显著地改善了神经干细胞冻存复苏后的存活率,采用本发明冻存复苏方法获得的神经干细胞群中具有活性的神经干细胞在90%以上,且仍然保持神经干细胞的原有生物特性;本发明冻存复苏方法中采用的冻存液和复苏液均不含动物血清和DMSO,配方简单,对冻存的干细胞无毒性作用。
Description
技术领域
本发明属于干细胞培养技术领域。更具体地,涉及一种神经干细胞冻存复苏的方法。
背景技术
神经干细胞是中枢神经系统内是一种具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,能够分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞,从而能够产生大量脑细胞组织,并能进行自我更新,足以提供大量脑组织细胞的细胞群。神经干细胞体外培养技术为帕金森症、老年痴呆症、脑瘫等疾病的细胞移植治疗提供了可能。
传统细胞冻存方法是通过添加渗透性防冻剂如甘油、DMSO、甘油或乙二醇等来避免冰晶损伤,此外,还可通过添加膜稳定剂如海藻糖,氨基酸或生物抗氧化剂来减缓渗透性损伤稳定细胞结构,上述方法均能明显改善细胞的回收率。但细胞冷冻损伤还包括氧化应激反应,自由基释放,Na/K-ATP酶抑制导致离子内环境紊乱等,上述因素会导致细胞复苏培养后的一段时间内仍然会发生凋亡,即使对防冻剂配方或者降温速率进行改进仍然无法获得高复苏率。
而神经干细胞体外培养时较其他类型干细胞脆弱,冻存复苏过程细胞损失率更大,目前神经干细胞的冻存主要有两种形式:第一种为冻存神经球,以直径80~100μm的神经干细胞球为标准进行冻存,冻存液为体积分数70%的DMEMF12、体积分数20%的血清、体积分数10%的DMSO组成。但是神经干细胞间的亲密联系和信号与直径尺寸共同作用,影响着神经干细胞的冻存复苏效果,且很难确定细胞数量,复苏后活率仅能到达80%左右;第二种为冻存单个神经干细胞,冻存液为体积分数70%的DMEMF12、体积分数20%的血清、体积分数10%的DMSO组成。由于冻存液组成相对单一,缺少必要的维持因子等,复苏后细胞活率也只能到达70%左右。
因此,理想的干细胞冻存复苏方法应该能够有效降低细胞的冷冻损伤的同时尽可能地抑制复苏后的凋亡,提高冻存细胞的复苏率。
发明内容
针对神经干细胞冻存后复苏率低的问题,本发明提供一种神经干细胞冻存复苏的方法。
本发明首先提供一种神经干细胞复苏液,所述复苏液是在DEME/F12培养基中含有:
反式肉桂醛,终浓度为0.1μg/ml~5μg/ml。
在本发明其中一个实施方式中,所述复苏液是在DEME/F12培养基中含有:
反式肉桂醛,终浓度为1μg/ml~5μg/ml;优选的浓度为0.5μg/ml、1μg/ml或1.5μg/ml。
在本发明其中一个实施方式中,采用本发明复苏液对神经干细胞进行复苏的步骤具体为:将冻存细胞转入37℃恒温箱中复温,融化后细胞加入预冷的复苏液中培养1~4h。
在本发明其中一个实施方式中,所述复苏培养在低氧环境中进行。
在本发明其中一个实施方式中,所述低氧环境中氧气浓度通常介乎1~3%之间,例如1%、2%或3%。
其中,牛血清白蛋白作为冻存稳定剂使用,有利于调节细胞复苏时的渗透压,保护细胞,提高冻存细胞的存储稳定性。bFGF和EGF协同用于维持冻存微环境及提供必要的营养物质。
作为惊人地发现之一,在冻存液中或者复苏培养时添加反式肉桂醛均能够改善细胞冻存复苏后的生存率,且进一步发现,在复苏培养时掺加一定量的反式肉桂醛,能够明显增强反式肉桂醛对神经干细胞的复苏率的改善作用,特别是在低氧的环境下,这种作用表现的更强。
本发明另一目的在于提供一种神经干细胞冻存复苏方法,包括冻存及复苏步骤,所述复苏步骤中采用的复苏液是在DEME/F12培养基中含有:
反式肉桂醛,终浓度为0.1μg/ml~5μg/ml。
在本发明其中一个实施方式中,所述复苏液是在DEME/F12培养基中含有:
反式肉桂醛,终浓度为1μg/ml~5μg/ml,优选的浓度为0.5μg/ml、1μg/ml或1.5μg/ml。
在本发明其中一个实施方式中,所述复苏步骤具体为:将冻存细胞转入37℃恒温箱中复温,融化后细胞加入预冷的复苏液中培养1~4h。
在本发明其中一个实施方式中,所述复苏培养在低氧环境中进行。
在本发明其中一个实施方式中,所述低氧环境中氧气浓度通常介乎1~3%之间,例如1%、2%或3%。
在本发明其中一个实施方式中,所述冻存步骤中采用的冻存液是在DEME/F12培养基中含有:
牛血清白蛋白,终浓度为0.05~0.15g/ml;
bFGF,终浓度为0.01~0.05μg/ml;
EGF,终浓度为0.01~0.05μg/ml;和
B27添加物,终浓度为1~2%。
其中,牛血清白蛋白作为冻存稳定剂使用,有利于调节细胞复苏时的渗透压,保护细胞,提高冻存细胞的存储稳定性。bFGF和EGF协同用于维持冻存微环境及提供必要的营养物质。B27作为血清代替物,能够提供神经干细胞生长所必须的营养因子。
在本发明其中一个实施方式中,所述冻存步骤具体为:往神经干细胞悬液中加入冻存液,4℃冷冻0.5~1h;-20℃冷冻0.5~1h;-80℃冷冻过夜;液氮中保存。
本发明另一目的在于提供所述方法获得的神经干细胞群。
本发明表1和表2显示了,采用本发明冻存复苏方法获得的神经干细胞群中具有活性的神经干细胞在90%以上,且复苏后的细胞高度表达nestin、Sox2和Pax6等神经干细胞特异性标志。
本发明具有以下有益效果:
(1)本发明提供了一种神经干细胞冻存复苏方法,通过对复苏液进行改性,显著地改善了神经干细胞冻存复苏后的存活率,采用本发明冻存复苏方法获得的神经干细胞群中具有活性的神经干细胞在90%以上,复苏的细胞高度表达nestin、Sox2和Pax6等神经干细胞特异性标志。
(2)本发明冻存复苏方法中采用的冻存液和复苏液均不含动物血清和DMS O,配方简单,对冻存的干细胞无毒性作用。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例一:
(1)细胞冻存:取神经干细胞,加入冻存液,使细胞悬液中细胞的最终浓度为1×106个细胞/ml,4℃,40min;-20℃,40min;-80℃冷冻过夜,液氮中冻存3个月、6个月、12个月及24个月后进行复苏。
(2)细胞复苏:保存规定时间后,将冻存细胞从液氮中取出,转入37℃恒温箱中复温,融化后,往细胞中加入预冷的复苏液,在2%O2、37℃、5%CO2的条件下培养3h,吸管吸取细胞悬液置于DMEM/F12培养基中,轻轻吹打细胞悬液,2500rpm/min离心5min,弃上清,DMEM/F12培养基重悬细胞,自动细胞计数仪计数,计算存活率。
步骤(1)中使用的冻存液组成:牛血清白蛋白0.1g/ml、bFGF 0.02μg/ml、EGF 0.02μg/ml、B27添加物1%及余量的DEME/F12培养基。
步骤(2)中使用的复苏液组成:反式肉桂醛1μg/ml和余量的DEME/F12培养基。
实施例二:
与实施例一区别在于,复苏液的组成为:反式肉桂醛1.5μg/ml和余量的DEME/F12培养基。
实施例三:
与实施例一区别在于,复苏液的组成为:反式肉桂醛0.5μg/ml和余量的DEME/F12培养基。
实施例四:
与实施例一区别在于,步骤(2)中采用复苏液对冻存细胞进行复苏培养的过程中,氧气的浓度为1%。
实施例五:
与实施例一区别在于,步骤(2)中采用复苏液对冻存细胞进行复苏培养的过程中,氧气的浓度为3%。
对比例一:
与实施例一区别在于,复苏液为DEME/F12培养基。
对比例二:
与实施例一区别在于,步骤(2)中采用复苏液对冻存细胞进行复苏培养的过程中,氧气的浓度为21%(常氧)。
对比例三:
与实施例一区别在于,复苏液为DEME/F12培养基,且步骤(2)中采用复苏液对冻存细胞进行复苏培养的过程中,氧气的浓度为21%(常氧)。
(一)复苏后的干细胞计数:以台盼蓝(Trypan Blue)法检测实施例一、四~五及对比例一~三冻存前及复苏后的细胞数及细胞存活率(公式:细胞复苏率%=活细胞数/(活细胞数+死细胞数)×100%)。
表1:细胞复苏率
结果显示,低氧或者常氧环境下,复苏培养时加入反式肉桂醛均能改善神经干细胞的复苏率,特别是低氧环境下,冷冻24个月后神经干细胞的复苏率仍然高达90%以上,说明冷冻效果好。其次,从结果可看出,虽然低氧环境会降低细胞的复苏率,但是在低氧的环境下加入反式肉桂醛干预培养反而显著提高了细胞的复苏率,并且令人意外的是,常氧环境下掺入反式肉桂醛培养复苏效果差于低氧环境。
(二)复苏后的神经干细胞表型鉴定:
选取实施例一、四~五及对比例一~三冻存12个月后复苏的神经干细胞,复苏后的神经干细胞以细胞密度1×104个/cm2进行传代培养,传代培养至第5代,计算每代的传代周期(平均,天),取第5代稳定增殖的细胞,采用流式细胞仪检测神经干细胞表面标志物nestin、Sox2和Pax6的阳性表达率。
表2:复苏后细胞传代周期(平均,天)
表3:特异性标志阳性表达率(%)
组别 | nestin | Sox2 | Pax6 |
实施例一 | 99.4 | 98.1 | 99.5 |
实施例四 | 98.2 | 97.6 | 99.2 |
实施例五 | 97.8 | 97.4 | 98.3 |
对比例一 | 80.3 | 83.5 | 85.5 |
对比例二 | 92.2 | 94.5 | 93.3 |
对比例三 | 90.3 | 89.2 | 91.5 |
由表2和表3可知,在低氧环境下,采用添加了反式肉桂醛的复苏液进行复苏能够明显缩短细胞传代周期,细胞增殖能力强,并且复苏后的细胞高度表达神经干细胞特异性标志,显示采用本发明冷冻复苏方法冷冻保藏12个月后的神经干细胞仍然能够保持其原有生物学特性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种神经干细胞冻存复苏方法,包括冻存及复苏步骤,其特征在于,所述复苏步骤中采用的复苏液是在DEME/F12培养基中含有:
反式肉桂醛,终浓度为0.1μg/ml~5μg/ml。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述复苏液是在DEME/F12培养基中含有:
反式肉桂醛,终浓度为1μg/ml~5μg/ml。
3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述复苏步骤具体为:将冻存细胞转入37℃恒温箱中复温,融化后细胞加入预冷的复苏液中培养1~4h。
4.根据权利要求3所述方法,其特征在于,所述复苏培养在低氧环境中进行。
5.根据权利要求4所述方法,其特征在于,所述低氧环境是指氧气浓度为1~3%。
6.根据权利要求1~5任一所述方法,其特征在于,所述冻存步骤中采用的冻存液是在DEME/F12培养基中含有:
牛血清白蛋白,终浓度为0.05~0.15g/ml;
bFGF,终浓度为0.01~0.05μg/ml;
EGF,终浓度为0.01~0.05μg/ml;和
B27添加物,终浓度为1~2%。
7.根据权利要求6所述方法,其特征在于,所述冻存步骤具体为:往神经干细胞悬液中加入冻存液,4℃冷冻0.5~1h;-20℃冷冻0.5~1h;-80℃冷冻过夜;液氮中保存。
8.一种神经干细胞复苏液,其特征在于,所述复苏液是在DEME/F12培养基中含有:
反式肉桂醛,终浓度为0.1μg/ml~5μg/ml。
9.根据权利要求1~7任一所述方法获得的神经干细胞群。
10.根据权利要求9所述的神经干细胞群,其特征在于,该神经干细胞群中具有活性的神经干细胞在90%以上。
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