浅谈心肌细胞培养技术及其进展
【4】成年大鼠心肌细胞分离和培养相关研究进展_陈齐
4生物技术世界 BIOTECHWORLD1969年Kono [1]首次报道了酶解法分离成年大鼠心肌细胞的方法,龙西林[2]等则于1991年率先在国内分离出成年大鼠的心肌细胞,这使得对成年大鼠心肌细胞的研究成为可能。
成熟心肌细胞不仅在结构和功能上更接近在体细胞,并且成熟心肌细胞的体外培养模型可以排除成纤维细胞对实验结果的干扰。
随着基因转染技术的兴起,以及siRNA与microRNA等方面调控研究的不断深入,对成年大鼠心肌细胞要求也不仅限于分离即刻的杆状率,更要求心肌细胞在体外培养过程中保持较高生存率和细胞活性,这也对成年大鼠心肌细胞的分离和培养提出了更高的要求。
1 成年大鼠心肌细胞分离成年大鼠心肌细胞分离主要采用langendorff灌流系统急性酶解分离的方法[3-6]。
langendorff灌流系统应用逆行灌流的原理,将无钙Tyrode液从心脏主动脉根部的冠状动脉开口灌入,经心脏的冠脉循环,通过冠状静脉回流入右心房,从肺动脉流出,同时可负载消化酶消化心肌细胞外基质。
灌流液PH值要求维持在7.35-7.45之间,由于晶体液携氧能力差,在实验过程中需要持续充入95%O 2+5%CO 2。
相较于灌流液的选择,消化酶选择更为重要成年大鼠心肌细胞的分离主要采用不同类型的胶原酶单独或联合蛋白酶和透明质酸酶使用,但大多数研究者认为胶原酶主要酶解细胞外基质的胶原蛋白,对细胞膜的损伤较小,蛋白酶则可能具有较强的细胞膜损伤作用,因此建议单独使用胶原酶或联合透明质酸酶使用[7]。
应用langendorff灌流模式分离心肌细胞有恒流和恒压两种模式,与恒压灌流模式相比,恒流灌流可以通过监测灌注压力判断心脏是否完成消化[8]。
恒流灌注的流速一般为6-8ml/min,在使用消化酶分离心肌细胞之前,应先灌注无钙Tyrode液3-5min,以破坏心肌细胞间的Ca2+连结上,然后再用酶液灌注,前2-3min的酶液含有较多杂质故舍去,随后可将酶液循环使用。
心肌细胞再生的研究进展及其在治疗中的应用研究
心肌细胞再生的研究进展及其在治疗中的应用研究心脏疾病是目前世界范围内导致人类死亡的主要原因之一。
心肌梗死、心力衰竭等心脏疾病都是由于心肌细胞死亡所引起的。
长期以来,心肌损伤后的修复一直被认为是不可逆的。
但是,近年来的研究表明,心肌细胞的再生能力是存在的,这在心脏病治疗上具有重要意义。
一、心肌细胞再生的研究进展1.心肌干细胞心肌干细胞是一类潜在的自我更新和分化能力的细胞。
在少数情况下,心肌干细胞可以进入心肌再生过程,在心肌损伤后增殖和分化成为心肌细胞。
然而,这种再生方式的效率很低,其进行机制也不是很明确。
因此,目前研究人员正寻找更加高效地产生新心肌细胞的方法。
2.心肌再生治疗心肌再生治疗目前仍然是一个远远未解决的问题。
在目前的治疗方法中,脐带机能细胞、胶原蛋白、生长因子、氮气等都可以作为心脏病治疗的新途径。
例如,脐带机能细胞可以在心脏中分化成心肌细胞,从而完成再生过程。
胶原蛋白可以缩短心脏损伤恢复时间,帮助心肌细胞快速恢复。
氮气可以促进心肌干细胞增生和治疗心肌缺血等疾病。
这些方法在实验室和动物实验中已经取得了一定的进展,为临床治疗心脏病提供了新的思路。
3.基因编辑技术近年来,基因编辑技术成为热点研究方向之一。
基因编辑技术可以设计和制造全新的基因,帮助治愈心脏病。
例如,研究人员设计了一种新型基因,该基因可以加速心肌细胞再生和心脏损伤后的恢复,从而提高心脏功能和减少炎症反应。
二、心肌细胞再生在治疗中的应用心肌细胞再生治疗可以有效治疗心脏病,改善心功能,缓解心脏疾病引起的症状。
例如,干细胞治疗已经被广泛应用于心肌梗死和心力衰竭的治疗中,这种治疗方法可以刺激心肌干细胞增殖和分化成为功能性心肌细胞,从而实现心肌修复和再生。
此外,干细胞再生和基因编辑技术可以用于治疗心脏瓣膜疾病,动脉硬化,糖尿病和严重的心律失常等疾病。
经过临床研究,发现心肌干细胞治疗在恢复心脏功能,缓解心脏疾病引起的症状,提高患者的生活质量都具有重要的作用。
心肌细胞培养
乳鼠心肌细胞培养经验谈1. 心肌细胞搏动差,取材后2、3天细胞活力明显下降:胰酶+胶原酶II混合消化的方法,并且每次消化前都轻柔的吹打让组织充分和消化液混合,消化后也充分吹打后静置1-2分钟再吸上清,最后离心完成后,用培养基重悬沉淀是要充分吹打,以避免再下一步过滤时大量的丢失细胞。
还要保证种板的密度,一般24孔板我们用2.5×105,每孔1ml,这样24h后就可以很漂亮的看到细胞搏动了,一般72h后搏动就是统一的频率了。
经验一:总结来说:1.0.08%胶原酶II+0.125%胰酶等比混合后消化2.消化前后一定要轻柔吹打3.重悬时要充分吹打,动作轻柔(100次)4.种板密度要合适5.当然血清,板都要进口,别图便宜6.别忘了检查CO2温箱的情况2.消化时总是出现冻冻状东西啊,吸时会把组织快吸走:胶冻样的东西应该是组织间未消化掉的胶原吧,或消化后的碎细胞DNA.用DNA酶消化后就没了。
经验二:1:首先是选择乳鼠时最好是出生3天内的,活力是较好的,皮肤看起来是暗红色的,再大一点的话,皮肤变厚,变白,不过也能养活,而且1个25CM2的培养瓶3只足够了,当然这里说的是SD的。
2:胰酶加胶原酶消化,消化过程中出现絮状物,可能是消化有些快了,处理:如果样品足够多就可以将之丢去;样品少的话,可以先将所有的样品吸入另一新的离心管,重新在这个管字消化,将细胞悬液用5%血清培养液中止消化,而且一定得尽快中止,离心后再中止一次即可。
离心1000转4分钟.3:四季清的胎牛血清,180元一瓶,很便宜,进口的没用过,我们隔壁有人用2000元一瓶.这个和老板有没有钱有关系,要是有钱,我建议用进口的.我们用的是15%的浓度.(注意:终止液和培养液浓度是不同的,终止液没必要用那么高浓度,有点浪费),我们用高糖的DMEM,感觉不错.在这里我感觉最重要的培养液的PH值,尽量在7.2-7.4之间,刚开始我们还有仪器测,后来就观察颜色了,觉得不行就用HCL或NAOH调,大部是高,没有低的.所以NAOH没有用过.4:离心管和瓶最好是用进口的,还要差速贴壁.细胞接种的浓度最好高些,宁可浪费一些.也不要让浓度太低,低了不容易活.这个本人觉得可能是细胞之间会产生某些刺激生长的东西,再说了,不管浓度高低肯定会有一些死细胞存在的,死的细胞对活细胞的生长也是有害的,所以尽量接种浓度要高些。
心肌和心脏器官生物学的研究进展
心肌和心脏器官生物学的研究进展随着时代的发展和科技的进步,人类对心脏和心血管疾病的认识也在不断提高。
心脏作为人体的重要器官,其功能的稳定和良好对于人类的健康至关重要。
生物学研究在心肌和心脏的认识中扮演着重要的角色,本文将从以下几个方面探讨心肌和心脏器官生物学的研究进展以及未来展望。
一、心肌细胞形态结构的研究心肌细胞是构成心肌的基本细胞单元,目前已有很多学者对其形态结构、分子机制、功能规律等进行了探究。
在四十年代中期,兰彻等人提出了心肌细胞的跨膜电位假说,这一假说在之后的研究和实验上得到了广泛的应用和验证。
之后,学者们又陆续发现了心肌细胞内钙离子的运转机制,如肌球蛋白和肌钙蛋白的作用等机制,对此进行了充分的探究。
在形态结构方面,也有不少研究对心肌细胞的分子机制和形态进行了解剖和探索。
例如,科学家通过对心肌细胞内晶体结构的研究,发现其中一种晶体组分和轮廓猪链球菌的毒素相似,这一发现对于心肌溶血等导致的心血管疾病的研究提供了新的思路和方法。
二、心脏生理学的研究心脏是人体重要的机体器官,其对血流的调节和维护是保障人体健康的重要环节。
心脏生理学研究的深入探索对于人体健康有着重要的作用。
现代医学,特别是心血管疾病的临床治疗,离不开心脏生理学的支持和认识。
通过对心脏的起搏和传导等机制的研究,学者们已经对它们的作用机制有了一定的认识。
例如窦房结和房室结的起搏和传导机制,它们通过不同的电生理机制维持心脏的正常节律。
在心脏的血流动力学研究方面,有许多研究通过研究心脏内压和血流速度等参数,对心脏血流的分布、流速和阻力等进行了深入的探究,有效地指导了临床实践。
例如,毛细血管的构造和血流的方向,对于心脏冠状动脉支架治疗的选择和手术操作的指导都有着重要的意义。
三、心肌再生生物学的研究心肌的损伤增加人类心血管疾病的风险,因而心肌的再生能力成为近年来研究的重点之一。
心肌再生生物学将心脏的结构和功能的恢复作为研究的主要内容,旨在改善心脏损伤引起的健康风险。
心肌细胞培养方法详述
心肌细胞培养方法详述配液:Hanks液、低糖DMEM液、高糖DMEM液、胰酶消化液、双抗液、碳酸氢钠液、盐酸液。
取鼠:鼠盆用棉铺好,取鼠。
准备:事先检查显微镜、磁力搅拌器及离心机是否好用,提前三小时把小牛血清、胰酶、抗生素拿出来化开。
其余未冻药品也提前20分钟拿出来缓和一下。
新洁尔灭(0.1%)泡纱布(用10ml5%的新洁尔灭加水至500ml即得),消毒地面(1:500的84液)。
用酒精棉球擦拭台面后把物品摆放好,开紫外线灯照30分钟后开鼓风机吹至实验结束。
物品:白大衣、饭盒小剪子、小镊子(4套)(一套剪皮肤、一套开胸取心,一套剔除心缘纤维组织,一套剪碎心脏)瓶皿(2套)[两个小圆培养皿,培养皿内加DMEM液,先后装取出的心和剔出纤维组织后的心] [一个小烧杯装碘酒和酒精棉球]250ml烧杯3个[一个用于水浴,事先加好水,最好是一或二蒸] [一个装0.1%新洁尔灭150ml左右,消毒小鼠]500ml烧杯1个,用作废液缸。
50ml烧杯3个(剪碎心肌组织,最后配液)三角烧杯(50ml)+小转子(小转子,酒精擦,双蒸水冲后,再把酒精彻底冲掉后用三角烧杯高压)离心管及帽(12-14个),两个试管吸管(5~8个)大镊子(两把,持物,例夹棉球等)台面:磁力搅拌器、纱布(事先用于托盘装0.1%新洁尔灭浸泡)、试管架、泡沫塑料板、五个针头(不用消毒)75%酒精棉球及碘酒(消毒棉球,泡酒精、碘酒)大镊子两把(一把夹棉球,一把取鼠)、3个250ml烧瓶(一个装一蒸水,一个装新洁尔灭,另一为空的备用)1个500ml烧瓶(废液缸)、温度计、PH试纸(事先调PH值)、酒精灯、打火机/火柴、载玻片(5-10个)[用于培养前看接种密度及消化后看细胞密度]、注射器5ml 6个(胰酶、DMEM、小牛血清)1ml 2个(双抗液)20ml备用2个、微量加样器1000ml及500ml 以上物品均用紫外线照30分钟。
另外准备手套、帽子、口罩、24孔培养板、离心机+一把小锁、未冻药品及DMEM、HCL、NaHCO3、小牛血清。
心肌再生技术的研究进展
心肌再生技术的研究进展近年来,医学领域一直致力于研究心脏病的治疗和预防。
而心肌再生技术是其中一个备受关注的研究领域。
通过使用干细胞和心肌细胞工程,希望能够重新生长受损的心肌组织,以治疗心脏病。
本文将就心肌再生技术的研究进展进行探讨。
1. 心肌再生技术的背景心脏病是一种常见的疾病,其患病率不断增加。
尽管现代医学技术已经能够为心脏病患者提供不少有效的治疗方法,但仍有很多人无法从疾病中得到彻底的治愈。
随着生物技术的发展和干细胞技术的进步,心肌再生技术正在成为一项备受关注的研究领域。
心肌再生的基本思路是通过使用干细胞治疗受损的心肌组织。
干细胞是一种能够自我复制并分化成不同类型的细胞的未成熟细胞。
它们可以很容易地从体外培养中获取到,并可以通过刺激这些细胞来分化出成熟的心肌细胞。
通过定向分化干细胞,可以获取到不同类型的心肌细胞,从而为病患提供有希望的治疗方法。
2. 心肌细胞的分化与移植在实际应用中,研究人员通常会从干细胞中分离出心肌细胞,然后将其移植到患者的受损的心脏组织中。
在这个过程中,研究人员需要考虑很多因素,如细胞类型、分化程度、移植方式等等。
例如,研究人员可以将心肌细胞通过注射或为其制作三维立体芯片进行移植,这种方法在一些实验中已经被证明是有效的。
但是,要实现临床应用,仍需要进一步的研究,以了解如何更好地定向移植心肌细胞,并确保移植后细胞具有正常的功能。
3. 转化成型细胞方案在过去的几年中,研究人员另一个前沿的领域崭露头角,就是转化成型细胞方案。
这种方案是通过激活受损心肌周围的细胞来达到再生目的。
在过去的几年中,研究人员已经证明,在某些情况下,周围心肌细胞可以通过特定的信号传导机制来容易地分化成起搏器细胞或心肌细胞。
这为研究转化成型细胞方案提供了重要的基础。
4. 干细胞与人工心肌组织另一个前沿的领域是人工心肌组织技术。
研究人员致力于通过使用自然母细胞和人造材料来制备模拟自然心肌组织的人工心肌组织。
这种补救措施通过使用干细胞与不同材料混合,来制造活的组织来治疗受损的心脏。
原代心肌细胞培养方法探讨[1] 3
心肌细胞的分离及培养器械:饭盒、烧杯、弯头解剖剪(2)、小镊子(2)、平皿(4)、毛玻片、滤网、离心管(15ml)、移液管、培养瓶、废液缸、PE手套、橡胶手套、冰盒溶液:PBS、DMEM(含血清)、DMEM(free)、胰酶动物:小鼠准备:用酒精棉球擦拭台面后把物品摆放好,开紫外线灯照30分钟后开鼓风机吹至实验结束,提前半小时将培养液、胰酶37℃温浴。
培养过程:1、两个圆皿中加入5ml的PBS培养液,将小鼠浸入70%酒精<5min,用小剪子及小镊子开胸取心。
2、取出的心放在一个装有PBS的平皿中,剔除心脏周边的血凝及纤维组织。
3、PBS再冲洗后,转移至另一个预先装好5ml胰酶的平皿中,用剪子将平皿中的心脏剪成1mm3的碎块,倒入15ml离心管中,加入3-5ml胰酶冲洗平皿转移到离心管中。
4、放入水浴锅中,温和摇动,10min,自然沉淀,小心吸取上清,上清中主要是血红细胞、细胞碎屑和死细胞。
5、再将8-10ml胰酶加入盛有组织的离心管,吸管轻轻吹打1min,消化10min,小心转移上清+2ml DMEM至另一离心管中,细胞悬液离心,1000转×10min,弃上清,加培养基为管1。
6、重复第5步,3-8次,直至至组织块消化为止。
7、将多次细胞悬液经100目滤网过滤,混合。
8、加入1ml DMEM重悬,显微镜下观察并计数。
9、培养1-1.5小时,收集培养液中的非贴壁细胞,小心不要晃动。
10、显微镜观察并计数,细胞密度调至5×105-6×105细胞/ml。
11、4-6小时后,用培养基轻轻冲洗2次,加入培养基继续孵育过夜。
或从第5步起,加胰酶10-15ml,30min 37℃水浴,每5min用吸管吹打5ml完全培养基终止。
原代心肌细胞培养方法探讨1邵伟(山东省千佛山医院山东济南250014)周苏宁邵建华(山东大学医学院山东省立医院山东济南250021)摘要探讨培养Wister新生大鼠心肌细胞的可靠方法。
心肌细胞生理研究的最新进展
心肌细胞生理研究的最新进展心肌细胞是构成心脏肌肉的细胞,它们承担着让心脏负责推动血液流动的重要任务。
在长期的研究中,人们逐渐发现了心肌细胞的生理机制,以及它们在心脏病变和恢复中的重要作用。
最近,随着生物技术和医学科学的不断发展,一些令人兴奋的新研究成果为我们认识和治疗心脏疾病提供了新的思路和方法。
一、心肌细胞的摆动要了解心肌细胞的生理机制,我们需要先了解一些生理学的基础知识。
首先是心肌细胞摆动的概念。
心肌细胞是具有自律性的细胞,意味着它们可以自主地产生电信号。
这些电信号导致心肌细胞电势的变化,在心脏内部形成电场,产生心电图。
同时,心肌细胞的收缩和松弛是由电信号的变化所控制的。
这些电信号的波动就形成了心脏的搏动,并控制了心脏的舒张和收缩。
二、心肌细胞内的离子通道心肌细胞内存在着多种不同类型的离子通道,这些通道控制着离子的运动和心肌细胞的电位变化。
比较重要的离子通道包括钠离子通道、钙离子通道和钾离子通道。
钠离子通道的开放可以使得钠离子进入心肌细胞内部,使得心肌细胞产生更加明显的电位变化,促使心脏更强烈地收缩。
而钙离子通道的开放则会影响心肌细胞的收缩和松弛。
钾离子通道的开放可以使得心肌细胞变得更加稳定,减弱心肌细胞内的电位变化,降低心跳的频率和力度。
三、心肌细胞反应性的变化由于一系列的物理和化学刺激,如心脏疾病、心肌缺血和再灌注等,心肌细胞的反应性会发生变化。
这些变化往往表现为:钠离子通道和钙离子通道的开放增加、钾离子通道的开放降低等现象。
这些变化可能导致心脏节律紊乱,甚至是心脏骤停。
针对这些反应性的变化,科学家们通过对心肌细胞的研究,发现一些可以改善心脏病变的调节机制。
例如,一些药物可以通过调节离子通道的开放来缓解心脏疾病的症状,从而促进心脏恢复。
四、心肌细胞之间的相互影响心肌细胞不仅与自身的电位和收缩有关,也与周围的心肌细胞相互影响。
这些影响导致了心脏发生大规模的电位变化,从而产生了心脏电图。
这种相互影响的作用可以通过一些新技术来研究。
大鼠心肌细胞的分离鉴定以及培养
大鼠心肌细胞的分离鉴定以及培养大鼠心肌细胞是心脏组织中最主要的细胞类型,其具有重要的研究价值和应用前景。
本文将介绍大鼠心肌细胞的分离、鉴定以及培养的方法和技巧,以供需要的研究者参考。
一、大鼠心肌细胞的分离1. 质子化心肌细胞将雄性大鼠(体重200-250g)置于无菌条件下,去毛、消毒,然后迅速取出心脏,置于含有生理盐水的培养皿中。
使用显微镊子和显微刀将心脏分割成小块,使得心肌组织充分暴露。
将小块心肌组织转移至含有0.05%的胰酶和0.1%的胰蛋白酶的新鲜培养液中,温育30分钟至1小时。
温育完成后,用含有10%胎牛血清的DMEM培养基冲洗心肌组织,过滤去除残留的纤维和细胞碎片。
对心肌组织进行胶原酶-胰蛋白酶消化,离心沉淀后获取心肌细胞。
2. 分离和纯化获得的心肌细胞需要经过一定的分离和纯化步骤,以消除其他非心肌细胞的干扰。
常用的分离方法包括稳定梯度离心法、摇床培养法和免疫分选法。
通过适当的分离方法,可以获得较为纯净的大鼠心肌细胞用于后续研究。
1. 形态学鉴定通过显微镜观察大鼠心肌细胞的形态结构,包括细胞形状、大小、核与细胞浆的比例等,进行初步的鉴定。
正常的心肌细胞呈长条状,具有跨膜结构,胞质内含有丰富的线粒体和肌纤维等特征。
2. 免疫细胞化学鉴定通过特异性抗体对心肌细胞进行染色和标记,观察其对特定标记蛋白的表达情况。
常用的标记蛋白包括肌动蛋白、肌球蛋白、心肌肌球蛋白等。
通过免疫细胞化学鉴定,可以明确心肌细胞的特异性。
1. 培养基的选择大鼠心肌细胞的培养通常选用DMEM(Dulbecco's modified eagle's medium)培养基,添加10%的胎牛血清和适量的抗生素。
培养基的pH值应调整在7.2-7.4之间,以及含有必要的营养物质和生长因子。
2. 细胞密度和培养条件将鉴定过的心肌细胞悬浮于培养基中,调整成合适的细胞密度后,接种于预先涂覆明胶质或明胶胱聚糖混合物的培养皿中。
心肌细胞增殖与再生的研究进展
心肌细胞增殖与再生的研究进展心肌细胞增殖与再生是一直以来医学界研究的焦点。
虽然人类心脏是富有挑战性的器官,但对于心肌细胞增殖和再生的研究有望为心脏疾病的治疗提供突破。
心血管疾病是全球主要的死因之一,尤其是冠心病和心肌梗死,这是由于心肌细胞死亡引起的。
然而心肌细胞这类细胞往往是不能再生的,因此心肌损伤后心功能就不能恢复到正常状态。
因此心肌细胞的增殖和再生成为了一个具有潜在疗效的治疗方法。
在近几十年的研究中,心肌细胞增殖的理解和机制已经发生了深刻的变化。
随着新的技术不断的涌现,这一领域的研究也不断地取得了突破。
首先,不同的动物模型被用来研究心肌细胞的增殖和再生。
例如蟾蜍,其心肌细胞在受挑战时可以快速地分裂增殖,恢复心脏功能;小鼠则能够通过心肌细胞再生修复心脏组织。
这些动物模型的研究为理解心肌细胞增殖的机制提供了基础。
其次,新的方法被应用于研究如何促进心肌细胞增殖。
例如,研究人员已经证实,通过生长因子以及小分子化合物即可使心肌细胞增殖,这为心肌细胞增殖的治疗提供了新思路。
同时,在心肌细胞增殖和再生这个领域,干细胞和基因编辑技术的发展也具有重要影响。
大量的研究表明,干细胞可以定向分化为心肌细胞,这为心肌细胞再生提供了巨大的希望。
同时基因编辑技术可以为人们理解和控制心肌细胞增殖和再生提供有效的工具。
尽管心肌细胞增殖和再生的研究面临许多挑战,但是它在心脏疾病治疗这个领域的潜力也是不可忽视的。
在未来,随着这个领域的不断深入,我们有望开发出新的治疗方法,以减轻甚至解决心肌疾病这个全球性的健康问题。
因此,针对心肌细胞增殖和再生的研究应该继续加强,同时应该探索多种治疗方法进行背景研究,并注重每一种治疗方法的应用效果和安全性。
更进一步的理解心肌细胞增殖和再生的机制对于解决心脏疾病问题有重要的意义,它有望开辟心脏治疗的一个全新篇章。
细胞培养技术在心脏病治疗中的应用
细胞培养技术在心脏病治疗中的应用心脏病是全球范围内主要的死亡原因之一,对于这种疾病的治疗一直是医学界的重要研究方向。
随着生物和医疗技术的不断发展,细胞培养技术成为了一种新的治疗手段,为心脏病患者带来了新的希望。
细胞培养技术是一种通过体外培养和扩增人体细胞的方法,可以使细胞在人工环境下生长和分化。
这项技术的发展为心脏病治疗提供了新的途径。
在过去,心脏病的治疗主要依靠药物和手术,但这些方法并不能完全修复受损的心肌组织。
而细胞培养技术可以通过培养和扩增心肌细胞,为心脏病患者提供新的替代治疗方案。
细胞培养技术中最常用的方法是体外培养心肌细胞。
通过从患者自身体内获取心肌细胞样本,科学家可以在实验室中将这些细胞培养和扩增。
一旦细胞数量达到一定程度,这些心肌细胞可以被移植回患者体内,替代受损的心肌组织。
这种方法被称为细胞治疗,已经在临床实践中取得了一定的成功。
细胞治疗在心脏病治疗中有着广阔的应用前景。
通过细胞治疗,可以修复心肌组织的损伤,改善心脏功能。
此外,细胞治疗还可以促进新的心肌细胞的生成,进一步恢复受损心肌的功能。
这种治疗方法不仅可以改善患者的生活质量,还可以减少并发症的发生,延长患者的寿命。
然而,细胞治疗在实践中还面临着一些挑战。
首先,细胞培养和移植过程中存在一定的风险。
在细胞培养过程中,细胞的质量和功能可能会受到影响,导致治疗效果不佳。
此外,细胞移植后可能会出现排异反应等不良反应,需要进行免疫抑制治疗。
因此,科学家们需要不断改进细胞培养技术,提高细胞质量和功能,降低治疗风险。
另外,细胞治疗的成本也是一个问题。
目前,细胞治疗的费用较高,使得很多患者难以负担。
为了推广细胞治疗,科学家们需要进一步降低治疗成本,提高治疗的可及性。
细胞培养技术在心脏病治疗中的应用是一个充满希望的领域。
通过细胞治疗,可以为心脏病患者提供一种新的治疗选择,改善其生活质量和预后。
然而,细胞治疗还面临一些挑战,需要科学家们的不断努力和创新。
细胞培养技术的新进展与应用
细胞培养技术的新进展与应用细胞培养技术是一项重要的生物学技术,通过将细胞置于适当的培养基中,提供其所需的营养物质和生长条件,使其在体外连续繁殖生长。
这项技术的发展,对于生物医学研究、生物制药产业以及组织工程等领域具有重要的意义。
近年来,细胞培养技术在许多方面都取得了新的进展和应用。
首先,细胞培养技术在药物筛选方面得到了广泛应用。
传统的药物筛选往往依赖于动物模型试验,而细胞培养技术的发展使得研究人员可以通过体外细胞模型进行大规模药物筛选。
这不仅减少了动物使用的数量,提高了效率,还减少了成本和人力资源的消耗。
细胞培养技术的新进展,如三维细胞培养技术和人工智能的应用,更进一步提高了药物筛选的准确性和效率。
其次,细胞培养技术在生物制药领域的应用也取得了重要突破。
传统的生物制药生产,通常需要利用动物或人类的细胞来表达蛋白质药物,这在许多方面都存在限制。
而细胞培养技术的发展,特别是重组DNA技术的应用,使得研究人员可以通过转染细胞系来产生高效、高纯度的蛋白质药物。
这不仅提高了生物制药的产量和质量,还为新药的研发提供了更多可能性。
此外,细胞培养技术的新进展还在组织工程领域展现出巨大的潜力。
组织工程是一项旨在通过细胞培养技术和生物材料来修复和再生受损组织的技术。
近年来,通过利用干细胞和生物材料,研究人员已经成功地培养出了人工器官和组织。
这不仅可以用于医学研究和器官移植,还为解决器官供体短缺问题提供了新的途径。
随着细胞培养技术的不断改进,组织工程的应用前景将变得更加广阔。
另外,细胞培养技术的发展也为基础研究提供了强有力的工具。
通过细胞培养技术,研究人员可以对细胞的生长、分化和功能进行深入研究,并获得大量的实验数据。
这些数据有助于揭示细胞生物学的机制和病理生理的本质,对于疾病的预防和治疗具有重要的指导意义。
同时,细胞培养技术的不断改进,如单细胞测序和光遗传学技术的应用,为细胞的高通量分析和精细调控提供了新的手段。
总的来说,细胞培养技术的新进展和应用,正在推动科学研究和生物医学产业的发展。
生物学角度下的心肌细胞的生长与激活机制研究
生物学角度下的心肌细胞的生长与激活机制研究心肌细胞是组成心肌的细胞,其细胞生长与激活是心脏生理病理过程中重要研究方向。
现有研究表明,心肌细胞的生长与激活受到多种信号通路的调控,其中包括钙离子、胶原刺激、神经递质等。
钙离子信号通路是心肌细胞生长与激活的重要调控通路之一。
心肌细胞中的肌钙蛋白与钙离子结合后,可使细胞内钙浓度升高,从而激活钙依赖性酶,如肌酶激活剂激酶和钙调蛋白激酶等,进而引发细胞内代谢和信号转导通路的变化。
举例来说,心肌细胞中的肌球蛋白重链基因就是受到钙离子浓度的调节,其转录与表达水平与细胞的收缩力和生长状态密切相关。
胶原刺激是另一个重要的心肌细胞生长与激活通路。
胶原作为细胞外基质中最主要的成分,可以激活心肌细胞表面的受体,如整合素等,进而介导克隆和表观遗传学调控通路的激活。
此外,胶原的机械力学作用也可以直接影响心肌细胞的细胞形态和功能,如刺激细胞平滑肌增生和基质合成。
神经递质方面,β-肾上腺素能受体信号通路是重要的调节通路之一。
这个通路的活化可促进心肌细胞的收缩以及增加胃动力素的分泌。
通过ATP结合肾上腺素能受体可促进心肌细胞增殖,ATP可以通过改变细胞膜的电场状况来改变肾上腺素受体的活性。
这样可以通过改善心脏收缩能力来达到治疗缺血性心肌病的目的。
除了这些信号通路,心肌细胞的生长与激活还受到许多其它因素的影响。
例如,心脏疾病状态可以影响心肌细胞的内、外环境,从而影响信号通路的活性和细胞活性。
通常情况下,心肌细胞的细胞周期较长,只有在某些情况下,如心脏病变、机械刺激等才会发生增殖。
因此,深入了解心肌细胞生长与激活的机制,具有重要的理论和临床意义。
总之,钙离子、胶原刺激、神经递质等多个信号通路参与了心肌细胞的生长和激活的机制,此外还有许多细胞内外因素影响着这个过程。
这些研究可以为心脏疾病的治疗提供理论基础,对心肌细胞的调控加深我们对心脏生理和病理学的理解,同时也拓展了我们对细胞和分子生物学的了解。
心肌组织修复与再生技术的研究进展及前景
心肌组织修复与再生技术的研究进展及前景心脏疾病是全球性公共卫生问题,其发病率和死亡率逐年增加。
心肌梗死、心衰、心脏瓣膜疾病等疾病导致的心脏损伤和功能障碍严重地威胁着人类健康。
由于心肌细胞的细胞凋亡发生率很低,心肌损伤后心肌细胞主要通过增生来修复受损区域。
然而,成年人心肌细胞的增生能力非常有限,因此,寻找一种有效的方法来恢复心肌功能变得尤为重要。
近年来,心肌组织修复与再生技术的研究备受关注。
这项技术的主要目标是发现能够促进心肌细胞增生和修复的药物,或可将细胞种入患者心脏中以促进心肌细胞的再生。
以下是对心肌组织修复与再生技术研究进展的概述。
1. 干细胞治疗干细胞治疗是心肌组织修复和再生的重要方法之一。
研究发现,通过将人体干细胞种入心脏,可成功地增加心肌细胞数量。
干细胞移植不仅可用于治疗心肌梗死和心衰,还可用于重建心肌壁、修复瓣膜和纤维化的心脏肌肉。
虽然干细胞治疗的效果较好,但其治疗过程复杂,需要高度专业的技术和许多精心的操作步骤。
2. 基因治疗基因治疗已成为一种重要的心肌组织修复和再生技术。
这项技术涉及将特定基因引入体内来实现心脏病的治疗。
目前,广泛研究的基因包括VEGF、FGF、IGF-1、HGF等。
这些基因能够促进心肌细胞增生并防止心肌损伤。
3. 细胞外泡治疗细胞外泡是细胞释放的一种类似于细胞分泌物的微小膜囊,具有促进心肌细胞增殖的作用。
通过注射细胞外泡或用细胞外泡包裹的药物治疗心脏疾病可以有效缓解死亡心肌细胞,修复心肌组织。
4. 电刺激治疗电刺激是通过向心肌细胞施加电刺激来促进心肌细胞增殖的一种技术,该技术已被广泛应用于治疗心脏疾病。
电刺激可以调节心肌细胞骨架、细胞形态和细胞信号转导,从而促进心肌细胞增殖和心脏组织再生。
综上所述,心肌组织修复和再生技术在为心脏疾病的治疗提供了一种全新的方法。
虽然当前这些技术仍面临各种挑战,如如何将这些方法与现有治疗方案配合使用,还需要更多的实验验证,但这些方法仍然展示出了极大的应用潜力。
心肌细胞培养
乳鼠心肌细胞培养经验谈1. 心肌细胞搏动差,取材后2、3天细胞活力明显下降:胰酶+胶原酶II混合消化的方法,并且每次消化前都轻柔的吹打让组织充分和消化液混合,消化后也充分吹打后静置1-2分钟再吸上清,最后离心完成后,用培养基重悬沉淀是要充分吹打,以避免再下一步过滤时大量的丢失细胞。
还要保证种板的密度,一般24孔板我们用2。
5×105,每孔1ml,这样24h后就可以很漂亮的看到细胞搏动了,一般72h后搏动就是统一的频率了。
经验一:总结来说:1。
0.08%胶原酶II+0。
125%胰酶等比混合后消化2.消化前后一定要轻柔吹打3.重悬时要充分吹打,动作轻柔(100次)4。
种板密度要合适5.当然血清,板都要进口,别图便宜6.别忘了检查CO2温箱的情况2.消化时总是出现冻冻状东西啊,吸时会把组织快吸走:胶冻样的东西应该是组织间未消化掉的胶原吧,或消化后的碎细胞DNA.用DNA酶消化后就没了。
经验二:1:首先是选择乳鼠时最好是出生3天内的,活力是较好的,皮肤看起来是暗红色的,再大一点的话,皮肤变厚,变白,不过也能养活,而且1个25CM2的培养瓶3只足够了,当然这里说的是SD的。
2:胰酶加胶原酶消化,消化过程中出现絮状物,可能是消化有些快了,处理:如果样品足够多就可以将之丢去;样品少的话,可以先将所有的样品吸入另一新的离心管,重新在这个管字消化,将细胞悬液用5%血清培养液中止消化,而且一定得尽快中止,离心后再中止一次即可。
离心1000转4分钟.3:四季清的胎牛血清,180元一瓶,很便宜,进口的没用过,我们隔壁有人用2000元一瓶.这个和老板有没有钱有关系,要是有钱,我建议用进口的。
我们用的是15%的浓度。
(注意:终止液和培养液浓度是不同的,终止液没必要用那么高浓度,有点浪费),我们用高糖的DMEM,感觉不错。
在这里我感觉最重要的培养液的PH 值,尽量在7。
2—7。
4之间,刚开始我们还有仪器测,后来就观察颜色了,觉得不行就用HCL或NAOH调,大部是高,没有低的。
心肌细胞培养进展
522019.08基础研究心肌细胞培养进展李攀阳 王凌霄 高 丽 赵婷婷 宋 爽河南医学高等专科学校 河南省郑州市 451191【摘 要】为进一步提高我国心血管疾病的治疗效果和研究效果,医学界已经加强了对心肌细胞的培养工作,也广泛应用在我国心血管疾病防治研究领域。
对于相关科学研究进展来说,成功培养心肌细胞对其具有重要的影响,而且目前经济细胞培养的技术也得到了广泛关注。
现如今,国内外对于培养心肌细胞的研究比较多,本文主要针对心肌细胞培养进展进行了分析和探讨。
【关键词】心肌细胞;培养;进展在全世界范围内心脏疾病的发生率正呈逐年提高的趋势,对于人类的生命健康产生了重要的威胁,目前根据心脏疾病的治疗方式,主要根据心血管疾病的防治机制以及相关治疗药物进行了大量深入的研究和探讨。
在相关研究中以心肌细胞为主要实验对象,目的是为了进行心肌细胞培育,这也是相关研究的主要目的。
通过体外培养心肌细胞,能够有效的维持心肌细胞原有的结构功能以及特点,也能够减少体液神经等因素对其的影响,因此通过体外培养心肌细胞是一项比较理想的实验方式。
经过国内外相关学者的研究,进一步推进了心肌细胞培养技术的改良和更新,2.2 比较两组排尿情况见表2显示,实验组排尿情况更好,两组具有差异性,统计学含有意义(p<0.05)。
3 讨论神经源性膀胱指控制患者排尿的中枢神经遭到损害,以此出现的排尿障碍问题,其有很多种类型,包括逼尿肌反射亢进、逼尿肌无反射等,不仅给患者日常工作与生活带来不便,还会增加尿路感染的可能性,若不采取有效的措施控制,也会引发肾衰竭等疾病,给患者生命安全带来威胁[5]。
因此,此病应该受到临床的重视,通过有效的措施,改善患者症状,帮助其恢复膀胱功能。
近年来,随着临床技术的不断发展,间歇导尿的优势逐渐显现,其是治疗神经源性膀胱的首选,对于恢复患者膀胱功能有积极作用,其作用主要体现为以下几点:间歇导尿可以解决患者膀胱过度充盈情况,间接的促进膀胱扩张,护理人员通过患者残余尿量,制定合理的导尿计划,有利于引起患者排出残余尿量,加具体内容如下。
心肌细胞实训报告总结
一、引言随着生物科学技术的不断发展,细胞培养技术在生物学研究、医学诊断和治疗等领域发挥着越来越重要的作用。
心肌细胞作为心脏的重要组成部分,其结构和功能的研究对于心血管疾病的研究具有重要意义。
本次实训旨在通过培养和观察心肌细胞,加深我们对心肌细胞生物学特性的理解,提高实验操作技能。
以下是本次实训的总结。
二、实训目的1. 学习心肌细胞培养的基本原理和操作步骤。
2. 掌握心肌细胞的形态学观察和生物学特性研究方法。
3. 培养团队合作精神和严谨的科学态度。
三、实训内容1. 心肌细胞培养(1)培养基配制:按照实验要求,配制含有细胞生长因子、维生素、氨基酸、糖等营养成分的培养基。
(2)细胞接种:将培养皿消毒后,用无菌操作技术将心肌细胞接种到培养皿中。
(3)细胞培养:将培养皿放入细胞培养箱中,在适宜的温度、湿度、二氧化碳浓度等条件下培养心肌细胞。
2. 心肌细胞形态学观察(1)显微镜观察:利用显微镜观察心肌细胞的形态、大小、排列等特征。
(2)图像采集:使用图像采集系统记录心肌细胞的形态学变化。
3. 心肌细胞生物学特性研究(1)细胞活力检测:通过MTT法检测心肌细胞的存活率。
(2)细胞凋亡检测:通过TUNEL法检测心肌细胞的凋亡情况。
(3)细胞迁移实验:通过细胞划痕实验检测心肌细胞的迁移能力。
四、实训过程及结果1. 培养基配制按照实验要求,成功配制了含有细胞生长因子、维生素、氨基酸、糖等营养成分的培养基。
2. 细胞接种在无菌操作技术下,将心肌细胞接种到培养皿中,观察到细胞在培养基中生长良好。
3. 细胞培养将培养皿放入细胞培养箱中,在适宜的温度、湿度、二氧化碳浓度等条件下培养心肌细胞。
经过一段时间的培养,观察到心肌细胞形态良好,细胞密度逐渐增加。
4. 形态学观察利用显微镜观察心肌细胞的形态、大小、排列等特征,发现心肌细胞呈长梭形,细胞核呈椭圆形,细胞排列紧密。
5. 生物学特性研究(1)细胞活力检测:MTT法检测结果显示,心肌细胞的存活率较高。
大鼠心肌细胞的分离鉴定以及培养
大鼠心肌细胞的分离鉴定以及培养心肌细胞是心脏的主要细胞类型,负责心脏机械和电生理活动,对心脏健康具有重要的影响。
因此,研究心肌细胞具有重要的应用价值。
在本文中,将介绍大鼠心肌细胞的分离鉴定以及培养技术。
1.1 心肌细胞的分离将大鼠心脏取出,用注射器将缓冲液(如PBS)注入主动脉,以清洗心脏内部的血液。
随后,将心脏移至一盛装有酶消化液(如胰蛋白酶)的培养皿中,肌肉组织被消化成单个细胞。
消化时间一般为20-30分钟,消化程度可以调整。
之后用培养液(如DMEM/F12)中和胰蛋白酶的酶消化液,使消化过程终止。
细胞分离后可以使用显微镜进行观察,同时也可以通过显微镜观察细胞形态来判断分离效果。
大鼠心肌细胞通常采用肌钙蛋白T的免疫荧光染色进行鉴定。
此外还可以使用心肌特异性的基因表达来鉴定心肌细胞。
通过PCR扩增,可以检测到只存在于心肌细胞中的基因,如心肌肌钙蛋白T和肌红蛋白等。
在培养前,需要先将心肌细胞分离、鉴定和计数。
以下是大鼠心肌细胞的培养方法:2.1 培养基适用于大鼠心肌细胞的培养基包括:DMEM/F12、M199、MEM、RPMI 1640等培养基,其中DMEM/F12和M199为常用培养基。
大鼠心肌细胞通常以静态培养为主,营养液一般为12%胎牛血清、5%马血清混合的DMEM/F12培养基。
细胞应在涂有胶原质的培养皿中培养。
培养室温度为37℃,5% CO₂的有利条件下培养。
此外,需要注意的是,心肌细胞对缺氧和低氧非常敏感,因此在培养过程中应始终维持培养皿内的氧气浓度。
通常情况下,大鼠心肌细胞的培养状态可以分为初代培养和传代培养。
初代培养的心肌细胞生长很快,但失去了心肌特异性表达,而传代培养中将保留心肌特异性的表达。
在传代培养时,需要定期检测细胞数量,并在细胞繁殖至80-90%时进行传代。
此外,传代时应注意保持培养基的组成和浓度的稳定,避免对细胞造成损伤。
总之,大鼠心肌细胞的分离鉴定和培养对于心血管疾病研究具有非常重要的意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
浅谈心肌细胞培养技术及其进展作者:陈阜绪宋洁来源:《医学信息》2016年第23期摘要:细胞培养技术是生物医学研究中最常用和最重要的技术之一,本文就心肌细胞的经典培养模型和新进展作一综述。
关键词:心肌细胞;细胞培养;三维培养Abstract:Cell culture is one of the most commonly used and the most important techniques in the biomedical research. In this paper, the classical cardiomyocyte culture methods and the latest progress in this field are reviewed.Key words:Cardiomyocyte;Cell culture;Three-dimensional cultivation细胞是生物体结构和功能的基本单位,也是疾病发生和转归的基础。
因此,细胞是生物医学研究中最重要的环节。
在体细胞研究存在诸多局限性,如成本高、影响因素复杂、可重复性差等,为解决这些困难,离体细胞培养技术应运而生。
细胞培养(cell culture)是细胞在离体条件下的克隆性增殖过程,具有成本低、周期短、数量多、单克隆性、条件可控等诸多优势。
可以说,细胞培养技术是生物医学研究中最基础最重要的技术之一。
本文仅就心肌细胞培养技术及其进展作一浅述。
1经典心肌细胞培养模型鼠心肌细胞是心肌细胞培养最常用的材料,包括未成熟心肌细胞(immature cardiomyocyte,ICM)和成熟心肌细胞(adult cardiomyocyte,ACM)两种。
ICM培养技术是由Harary等在1960年建立的[1],经过后人改进形成了经典的Simpson培养法[2]。
ICM主要来源于胚胎鼠和乳鼠,以出生3 d内的乳鼠心室肌细胞最常用。
ACM相互间有大量闰盘和外基质紧密相连,又没有分裂增殖能力,其分离和培养比ICM要困难得多,直到上世纪60年代才通过逆行主动脉生物酶灌注法分离出单个ACM[3],但是当时ACM因置于生理浓度钙溶液中而迅速死亡,这个现象被称为"钙反常(calcium paradox)"[4]。
1976年, Powell首次报道了分离活性的钙耐受成熟心室肌细胞的技术[5]。
Jacobson则在1977年首次成功培养出ACM。
经典的心肌细胞培养技术包括细胞分离、纯化、接种、培养和传代培养等步骤。
1.1心肌细胞的分离 ICM的分离一般采用组织块消化法,即将心肌组织剪成小碎块,然后加入消化分离液将心肌细胞和非心肌细胞分开。
消化分离液的主要成分是生物酶,常用的有胰蛋白酶、胶原酶和透明质酸酶[6],其中胰蛋白酶作用最强,但也最容易损伤心肌细胞;胶原酶作用温和;透明质酸酶作用弱,不宜单用。
目前多采用两种或三种消化酶联合,以胰蛋白酶和胶原酶Ⅰ联合最常用。
消化分离液中可加入牛血清白蛋白以保护心肌细胞,提高细胞质量[7];也可加入脱氧核糖核酸酶,防止DNA聚积在心肌组织表面而影响分离效率[6,8];乙二胺四乙酸(EDTA)是一种常用的螯合剂,能吸附溶液中的Ca2+、Mg2+等金属离子而促进细胞分离(细胞间粘附因子发挥作用需有上述金属离子存在),而且对细胞功能影响极小[9],故加入EDTA可进一步提高分离效率,但是EDTA不能被血清中和,后续必须洗净,以免影响细胞贴壁。
心肌细胞分离后加入含胎牛血清的培养液以终止消化,即得到初步的心肌细胞悬液[10]。
在实际操作中,消化分离液的酶类、酶浓度、温度、搅拌转速及时间长短等因素相互影响、相互制约,需要反复摸索才能得到最佳方案。
ACM的分离方法相对更复杂,主要有组织浸泡法、贴块培养法和离体心脏生物酶灌注法。
效果最好和最常用的是离体心脏生物酶灌注法,又称为Langendorff离体心脏灌注法,是Oscar Langendorff在1895年发明的[11],经过预热、消毒、洗涤、经升主动脉逆灌消化酶溶液循环灌流、震荡释放心肌细胞和梯度复钙等步骤,最终得到活性的单个ACM[12,13]。
1.2心肌细胞的纯化心肌组织由多种细胞构成,以心肌细胞和成纤维细胞样细胞数量最多。
在体外培养的特殊环境中,非心肌细胞对心肌细胞的影响是巨大的,主要表现在:①非心肌细胞贴壁和生长增殖能力更强,容易成为优势细胞,通过空间竞争、分泌抑制因子等机制影响心肌细胞的生长增殖和功能[14,15];②非心肌细胞对干预因素的反应与心肌细胞不同,影响实验结果。
因此,细胞分离后的纯化是必要的。
常用的纯化方法有差速贴壁法和化学试剂法,主要是除去成纤维细胞样细胞:①差速贴壁法利用不同细胞贴壁速度的不同(心肌细胞贴壁较慢)进行分离和纯化。
通过差速贴壁法纯化的心肌细胞纯度可达到90%以上[16,17],且操作简单、成本低、对心肌细胞影响小,但缺点是作用时间短,不能单独用于长时间培养的实验;②化学试剂法利用某些化学试剂对不同细胞的抑制强度不同来达到纯化目的。
5-溴脱氧尿嘧啶核苷可明显抑制成纤维细胞样细胞增殖,而对心肌细胞影响小,是心肌细胞纯化常用的试剂[18,19]。
化学试剂能够持续起作用,但缺点是对心肌细胞可能具有潜在影响。
在实际操作中,差速贴壁法和化学试剂法常联用。
1.3心肌细胞接种和培养细胞培养基分天然培养基和合成培养基两种,后者更常用。
心肌细胞常用的培养基有DMEM、M199、MEM、EMEM等。
为了促进细胞贴壁,培养基中可加入促吸附因子(Ⅰ型胶原、Ⅵ型胶原、层粘连蛋白、纤连蛋白等);为了预防细菌污染,有时加入抗生素[20]。
细胞密度是影响细胞生长、增殖、分化表型、生存时间等的重要因素,接种密度需根据实验目的而定,如果是为了观察单个细胞的行为,密度宜较低,一般为1~2×105/mL;如果是为了获取细胞产物,密度则宜较高,一般为5~6×105/mL[21]。
接种在多孔培养板时,应放弃周边孔并加入空白培养基以避免"边缘效应"。
ACM的培养比较复杂,分为去分化法和快速吸附法两种[22]。
去分化法使用含血清培养基培养,研究表明[23],通过该法培养的ACM在超微结构、分子水平和电生理水平表型上都发生了"去分化(dedifferentiation)(向胎儿表型的逆转)",因此被称为"去分化法"。
去分化法的优点是细胞存活时间较长,达数周到数月,缺点是发生了表型逆转而且逆转程度尚不明确[24],也正因为如此,现在多采用快速吸附法。
快速吸附法是将ACM接种在经促吸附因子预处理过的基质上,使用无血清培养基培养。
ACM可在接种3 h内吸附到培养基质上,并且始终保持急性分离时的柱形、纹状形态,也不会自发性收缩,尤其适用于分子生物学和电生理试验[25]。
快速吸附法的缺点是细胞存活时间较短,只有1~2 w。
1.4 ICM的传代培养 ICM具有分裂能力,为了调节细胞密度,有时需要传代培养。
传代培养实质上是将原代细胞收集起来稀释后重新接种和培养的过程。
由于心肌细胞是贴壁生长的,传代培养的关键是使细胞脱壁、分离成细胞悬液,分离方法主要有两种:①生物酶法:加入低浓度(0.01%~0.05%)胰蛋白酶溶液使细胞分离;②机械法:通过吸管的刮吹使细胞分离。
2心肌细胞三维培养技术经典的心肌细胞培养模型,细胞接种在二维基质中,与在体的三维环境完全不同,势必导致细胞在结构和功能上发生一系列适应性改变,影响科学研究的效果。
所以,人们迫切需要一种既能尽量保留在体细胞的结构和功能特点、又具有体外培养优势的技术。
随着生物、材料、纳米、组织工程等学科的快速发展,细胞三维培养技术应运而生了[26]。
刘霞等用三维的PLGA泡沫支架材料培养乳鼠心肌细胞,观察到心肌细胞形成了心肌组织样结构,超微结构保持良好,代谢活性也较二维培养更高[27]。
刘兴茂等将乳鼠心肌细胞接种于鼠尾胶原膜三维支架中培养,并与二维培养作横向比较,发现三维培养的心肌细胞保持了良好的形态和功能[28]。
Eschenhagen等将鸡胚心肌细胞接种到胶原凝胶上,观察到心肌细胞形成了可收缩的网络结构[29]。
Hussain等将乳鼠心肌细胞与成纤维细胞共同接种于经层粘连蛋白处理过的生物活性壳聚糖纳米纤维三维支架中,发现心肌细胞能长期维持在体的形态和功能,形成同步化收缩[30]。
总之,心肌细胞三维培养技术还方兴未艾,是未来的发展方向之一。
3结论心肌细胞培养技术已走过半个多世纪的历史,广泛应用于电生理、信号通路、细胞凋亡以及药物安全性评价和新药筛选等领域,为生物医学的发展作出了巨大贡献。
同时,随着三维培养、反义寡核苷酸和基因转染等新技术手段的涌现,心肌细胞培养技术又是历久弥新、蒸蒸日上,必将为人类的健康事业更立新功。
参考文献:[1]Harary I, Farley B.In vitro studies of single isolated beating heart cells. Science,1960,131:1674-1675.[2]Simpson P,Savion S.Differentiation of rat myocytes in single cell cultures with and without proliferating nonmyocardial cells. Cross-striations,ultrastructure, and chronotropic response to isoproterenol.Circulation research.1982,50:101-116.[3]Kono T. Roles of collagenases and other proteolytic enzymes in the dispersal of animal tissues. Biochimica et biophysica acta,1969,178:397-400.[4]Farmer BB, Mancina M, Williams ES, et al. Isolation of calcium tolerant myocytes from adult rat hearts: Review of the literature and description of a method. Life sciences.1983,33:1-18.[5]Mitcheson JS,Hancox JC,Levi AJ.Cultured adult cardiac myocytes: Future applications, culture methods, morphological and electrophysiological properties.Cardiovascular research.1998,39:280-300.[6]Suzuki T,Ohta M,Hoshi H.Serum-free, chemically defined medium to evaluate the direct effects of growth factors and inhibitors on proliferation and function of neonatal rat cardiac muscle cells in culture[J].In vitro cellular & developmental biology:journal of the Tissue Culture Association,1989,25:601-606.[7]Marino TA,Walter RA,Cobb E,et al.Effects of norepinephrine on neonatal rat cardiocyte growth and differentiation[J].In vitro cellular & developmental biology:journal of the Tissue Culture Association,1990,26:229-236.[8]Boerma M,van der Wees CG,Wondergem J,et al.Separation of neonatal rat ventricular myocytes and non-myocytes by centrifugal elutriation.Pflugers Archiv[J].European journal of physiology,2002,444:452-456.[9]杨胜利,何作云,张华,等.大鼠心肌细胞培养方法的改进[J].中国比较医学杂志,2003(03).[10]Webster KA,Discher DJ,Bishopric NH.Induction and nuclear accumulation of fos and jun proto-oncogenes in hypoxic cardiac myocytes[J].The Journal of biological chemistry,1993,268:16852-16858.[11]Zimmer HG.The isolated perfused heart and its pioneers.News in physiological sciences:an international journal of physiology produced jointly[J].International Union of Physiological Sciences and the American Physiological Society,1998,13:203-210.[12]Ellingsen O, Davidoff AJ, Prasad SK, et al. Adult rat ventricular myocytes cultured in defined medium:Phenotype and electromechanical function[J].The American journal of physiology,1993,265:H747-754.[13]廖华,糜涛,涂志业,等.成年大鼠心肌细胞分离方法的改良[J].中国组织工程研究与临床康复,2009,13(33):6536-6539.[14]中医研究院西苑医院基础研究所.心肌细胞的培养及形态的初步观察[J].中华心血管病杂志,1998(9):216.[15]Miragoli M,Gaudesius G,Rohr S.Electrotonic modulation of cardiac impulse conduction by myofibroblasts[J].Circulation research,2006,98:801-810.[16]Bes S,Roussel P,Laubriet A,et al.Influence of deep hypothermia on the tolerance of the isolated cardiomyocyte to ischemia-reperfusion[J].Journal of molecular and cellular cardiology,2001,33:1973-1988.[17]Schroedl NA,Hartzell CR.Myocytes and fibroblasts exhibit functional synergism in mixed cultures of neonatal rat heart cells[J].Journal of cellular physiology,1983,117:326-332.[18]沈静,谢苗荣,徐雍,等.乳鼠心肌细胞培养及纯化方法的改良[J].中国医药导刊,2001(3):225-226.[19]Miki N,Hamamori Y,Hirata K,et al.Transforming growth factor-beta 1 potentiated alpha 1-adrenergic and stretch-induced c-fos mrna expression in rat myocardial cells[J].Circulation research,1994,75:8-14.[20]Rohr S,Scholly DM,Kleber AG.Patterned growth of neonatal rat heart cells in culture. Morphological and electrophysiological characterization[J].Circulation research,1991,68:114-130.[21]王涛,余志斌,谢满江,等.新生大鼠心肌细胞培养技巧[J].第四军医大学学报,2003,24:封2-01.[22]Jacobson SL, Piper HM. Cell cultures of adult cardiomyocytes as models of the myocardium[J]. Journal of molecular and cellular cardiology,1986,18:661-678.[23]Claycomb WC, Burns AH, Shepherd RE. Culture of the terminally differentiated ventricular cardiac muscle cell. Characterization of exogenous substrate oxidation and the adenylate cyclase system[J].FEBS letters,1984,169:261-266.[24]Benardeau A,Hatem SN,Rucker-Martin C,et al.Primary culture of human atrial myocytes is associated with the appearance of structural and functional characteristics of immature myocardium[J].Journal of molecular and cellular cardiology,1997,29:1307-1320.[25]Mitcheson JS,Hancox JC,Levi AJ.Action potentials,ion channel currents and transverse tubule density in adult rabbit ventricular myocytes maintained for 6 days in cell culture[J].Pflugers Archiv : European journal of physiology,1996,431:814-827.[26]Voytik-Harbin SL.Three-dimensional extracellular matrix substrates for cellculture[J].Methods in cell biology,2001,63:561-581.[27]刘霞,史明艳,欧阳五庆.乳鼠心肌细胞的体外三维培养[J].西北农林科技大学学报(自然科学版)2010,37(3):66-70.[28]刘兴茂,刘红,熊福银,等.以胶原膜为支架的心肌细胞体外三维培养[J].生物工程学报,2003,19(4):484-488.[29]Eschenhagen T,Fink C,Remmers U,et al.Three-dimensional reconstitution of embryonic cardiomyocytes in a collagen matrix: A new heart muscle model system[J].FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology,1997,11:683-694.[30]Hussain A,Collins G,Yip D,et al.Functional 3-d cardiac co-culture model using bioactive chitosan nanofiber scaffolds[J].Biotechnology and bioengineering,2013,110:637-647.编辑/丁一。