胚胎干细胞培养标准化操作规程

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ITSFn and N3: 配制一20×不含DMEM/F12的溶液。分装在15ml FALCON管中,(稀释为
1×,ITSFn 7.05ml,N3 12.55ml),0.2μm滤膜过滤,贮存在-20℃。 将该溶液加入DMEM/F12中制备培养基,贮存于4℃。 贮存液 DMEM(高糖) 转铁蛋白50mg/ml 胰岛素5mg/ml 亚硒酸钠300μM 黄体酮(20μM) 腐胺(100μM) PEST(P104U/ml S104μg/ml) 层粘连蛋白100μg/ml 纤维连接蛋白250μg/ml 碱性rhFGF, 10μg/ml *在第4步将bFGF加入N3培养基使终浓度为10ng/ml。
体外分化方法
第1步:ES培养基 在LIF(ESGRO)存在的条件下维持细胞培养
第2步:EB培养基 使用细菌培养皿去除LIF后胚状体的形成需要4天。 1.分散纯化细胞(参见上面的细胞传代部分) 2.纯化2小时后将细胞转入含有ES培养基的50ml Falcon管中,计数细 胞取适量体积放入15ml管中离心3分钟。 3.用2mlEB培养基重悬细胞,吹打至少10次制成单细胞悬液 4.一个15cm的细菌培养皿接种4~5×106个细胞(1个完全融合的组织 培养皿通常足以接种4个同样规格的细菌培养皿)。 5.2天后更换培养基 将胚状体转入锥形管中放置3~5分钟使细胞沉降。弃去上清,将细胞重 悬于新鲜培养基并接种在新的细菌培养皿中。 6.用EB培养基培养的第4天将细胞转入没有包被的组织培养皿中(这即 是细胞的移植步骤)。1个组织培养皿之中放置1个细菌培养皿,在进行 第3步之前一天将胚状体黏附在同样规格的培养板上。 形成胚状体需要4天时间。在EB培养基中再培养1天使胚状体粘附在组织 培养皿的表面。这一天被认为是第2步和第3步的分界。
附,从而将分化和未分化细胞分开。将细胞全程置于37℃,5%CO2, 100%湿度条件下培养。
培养基 ES: 配制一20×不含DMEM,HS,ESGRO的溶液(该溶液也能用于EB培养基-见下文)。分装在50ml FALCON管中,(稀释为2×,每管42ml),贮存 在-20℃。通过将21ml该溶液,HS和ESGRO加入450mlDMEM中制备培养 基,0.2μm滤膜过滤。贮存于4℃。 注:一瓶DMEM是500ml。
包被有多聚鸟氨酸/纤维结合蛋白的培养板(使用或不使用盖玻片)
包被液的准备 多聚-L-鸟氨酸,15μg/ml 把75ml多聚-L-鸟氨酸和425ml 1×PBS混合。贮存在4℃。 纤维结合蛋白,1μg/ml 把0.5ml纤维结合蛋白和500ml 1×PBS混合。
包被过程: 1.加入多聚-L-鸟氨酸,至少2-3小时(过夜也行) 2.吸出多聚-L-鸟氨酸 3.加入纤维结合蛋白,大约1-2小时 4.吸出纤维结合蛋白,放置30分钟晾干 5.贮存在4℃ 24孔板用200μl,6孔板用500μl。震荡培养板确保溶液能够覆盖盖玻 片或培养孔。有时需要剧烈震荡培养板。
移植 1.将胚状体转移至一15ml 圆锥形管中放置3~5分钟使胚状体沉降下 来。 细胞被离心3分钟会更好。放置使之沉降将会去除更多的单个细胞(包 括死细胞)而这些细胞可以被离心下来。 2.去除上清将胚状体重悬于无钙镁离子的1×PBS中 3.离心3分钟 4.去除上清加入1×胰酶(10cm的培养皿加1ml) 5.37℃水浴5分钟 6.加入5mlEB培养基小心吹打约10次 小心处理细胞很重要,进行细胞传代分散细胞时不可剧烈吹打。 7.离心2分钟 8.吸出上清将细胞重悬于500μl EB培养基 9.用光滑的巴斯德吸管小心吹打5次 10.离心2次 11.吸出上清将细胞重悬于100μl EB培养基
第3步--ITSFn培养基 在最少量培养基中选择神经前体细胞 1.在胚状体接种在组织培养皿一天后将培养基换成ITSFn培养基 2.并非所有胚状体在这一时期都已经发生粘附,因此在移除培养基时 要小心谨慎以使大部分胚状体留在培养皿内。
3.保持细胞在ITSFn中培养大约10天,根据需要更换培养基--大约每隔 一天。 观察细胞形态,神经样细胞大约出现在第4到第7天。当神经样细胞能够 被鉴别时,转入到第4步。步骤的转换应该在神经前体细胞出现第一个 清晰的标志几天以后,通常是在第3步的第6到第10天。
细胞传代 建议每2-3天传代细胞一次,过度生长的细胞会降低细胞的自然分化 率,我们建立了一种纯化方法来去除分化细胞,在将细胞接种在明胶包 被的培养板上之前,通过将分化细胞黏附在没有包被的组织培养板上去 除分化细胞。纯化步骤包含在下面的方法中。
1.去除培养液; 2.1×无钙镁PBS洗涤; 3.加入1×胰酶EDTA(10×胰酶EDTA用PBS稀释。)37℃孵育5分钟。 4.加入ES培养基使胰酶失活; 5.将细胞转入15ml离心管中离心3min; 6.去除上清,将细胞重悬于2mlES培养基,至少吹打10-20次。
胚胎干细胞培养标准化操作规程
目录
一、细胞
二、一般培养-保持胚胎干细胞处于未分化状态 培养基 细胞复苏 冻存细胞 明胶包被 细胞传代
三、体外分化 培养基 包被有多聚鸟氨酸/纤维结合蛋白的培养板(使用或不使用盖玻片) 体外分化方法
四、移植细胞的准备
细胞
多能性胚胎干细胞产生于小鼠胚泡 1.表达绿色荧光蛋白(EGFP)的B5-ES细胞。由Dr. Nagy的实验室制 备。 2.D3-ATCC; CRL-1934. 我们得到时大约传了17代。 3.J1-由Dr. Jaenish的实验室友情提供。我们得到时大约传了7-9 代。 4.J1rtTA-rtTA表达J1细胞,由Dr. Jaenish的实验室友情提供。 5.表达黄色荧光蛋白的YC5-ES细胞,由Dr. Nagy的实验室提供。
烟酸己可碱标记ES细胞进行移植 1.准备一10μg/ml的烟酸已可碱染液(双苯酰亚胺,在冷冻室118) 2.加入1mg(你能称到的最小量)到5ml EB培养基(制成200μg/ml) 3.将溶液稀释成10μg/ml (100μl 200μg/ml 溶液和1.9ml EB培养 基) 4.如前所述将细胞重悬于2ml烟酸已可碱染液而不是EB培养基中制备ES 细胞悬液, 5.将悬液置于室温(或冰上)30分钟 6.离心2分钟 7.吸出上清将细胞重悬于2ml EB培养基 8.重复一次 9.离心2分钟 10.吸出上清将细胞重悬于100μl EB培养基并置于冰上。
第4步-N3培养基+bFGF 通过将神经前体细胞培养在含有10ng/ml bFGF的培养基中进行扩增。 1.PBS洗涤,加入2ml 1×胰酶(1个15cm的培养皿所需胰酶的量根据前 文表中的体积)(10×胰酶EDTA用PBS稀释) 2.37℃孵育5分钟 3.用4mlEB培养基终止胰酶活性,将细胞转入锥形管中放置3~5分钟移 出细胞团,将上清移入一新的离心管离心。 4.将细胞重悬于含有bFGF的N3培养基。 5.将细胞接种在包被多聚-L-鸟氨酸/纤维连接蛋白的盖玻片上(最好 将盖玻片放于24孔培养板或6孔培养板,6孔培养板中每孔放置5个盖玻 片如果是塑料的放置4个,以使最大可能的获得样品数量)。24孔板接 种3.5×105/孔或6孔板1.7×106/孔。 6.2天后更换培养基
第5步-N3培养基 通过撤除bFGF使神经前体细胞分化 1.细胞被接种在盖玻片上4天后将培养基换成不含bFGF的N3培养基 2.根据需要换液(大约每隔一天) 3.分化10~15天后固定细胞 移除培养基 PBS洗涤 加入4%福尔马林 室温放置30分钟 PBS洗涤2次 储存于PBS。长期储存使用含0.01%叠氮化纳的PBS 移植细胞的准备 细胞在胚状体形成4天以后被移植(相应于体外分化过程中的第2步末细 胞被转种到组织培养板)。正如在前文体外分化中所描述的在移植之前 4天开始形成胚状体。通常再需要一天时间以便将胚状体移植入一10cm 的培养皿。
步骤: 1.从液氮中取出一管细胞; 2.将冻存管置于37℃水浴中2分钟(或放到管内溶液恰好完全溶解); 3.将细胞转移到一15ml Falcon管中; 4.加入5ml ES培养基(用培养基冲洗冻存管); 5.离心3分钟; 6.弃上清,用2ml ES培养基重悬细胞,至少吹打10次; 7.接种在明胶包被(见下文)的6孔或6cm组织培养皿; 8.孵育。
ITSFn and N3培养基贮存液的准备 使用无菌的溶剂和稀释液,在分装之前要对溶液进行过滤,如果因为某 些原因溶液在分装之前没有进行过滤,需要在管子上标明以便别人在使 用时知道该溶液不能直接用于细胞培养。 贮存液 溶剂,贮存液,稀释剂和储存 转铁蛋白50mg/ml 胰岛素5mg/ml 亚硒酸钠300μM 黄体酮(20μM) 腐胺(100μM) PEST(P104U/ml S104μg/ml) 层粘连蛋白(100μg/ml) 纤维连接蛋白(250μg/ml ) 碱性rhFGF, (10μg/ml)
贮存液 DMEM(高糖) 马血清(HS) L-谷氨酰胺(200mM) MEM NEAA(10mM) HEPES(1M) β-巯基乙醇(55Mm) PEST ESGHale Waihona Puke BaiduO
复苏细胞 细胞被冻存在10%二甲基亚砜(DMSO)中防止结晶的形成,结晶的形成 会损害细胞。然而,二甲基亚砜对细胞有毒性,快速的进行细胞复苏是 很重要的。
冻存细胞
冻存液 90%HS和10%二甲基亚砜
步骤: 1.1×PBS洗细胞并留少许PBS在培养皿内; 2.用细胞刮刀收集细胞; 3.将细胞转入15ml Falcon管内并离心3分钟; 4.弃去上清并将细胞重悬于冷的冻存液中(10cm的培养皿用2ml,15cm 的培养皿用6-7ml。) 5.分装于冻存管内,每管1ml; 6.置-80℃过夜,第二天移入液氮。
一般培养--维持ES细胞处于未分化状态 ES细胞培养用含有ESGRO(白血病抑制因子)的高糖培养基来阻止细胞 的分化。为细胞提供包被有0.1%明胶的平板作为粘附细胞的基质。建 议每2-3天从达到80%-90%融合的平板按1:8的比率传代细胞一次, 细胞传代以后,在将细胞接种在0.1%明胶包被的培养皿之前,通过预 先将细胞接种在没有经过包被的组织培养板2个小时,使分化细胞粘
明胶包被 准备500ml 0.1%明胶溶液 1.将0.5g明胶溶解在500ml无钙镁的PBS中(50-65℃水浴15~30分 钟)。 2.最好在溶液没有冷却的情况下通过0.2μm滤膜过滤,贮存在4℃。 包被培养板或培养皿 1.加入足量的明胶溶液覆盖培养平面(15cm培养皿加2ml,10cm培养皿 加0.5~1ml,溶液的量并不重要,只要能完全覆盖培养表面就行 了。); 2.置室温30分钟; 3.去除明胶溶液,将培养板贮存在包装袋中室温放置,最好将板子平 方,以免明胶污染盖子和流出培养板。
如果加入培养基的量较少会比较容易将细胞团弄散分开。ES细胞有聚集 成团的倾向,传代过程中仔细将细胞弄散分开很重要。这样可能会减少 细胞的自然分化。 7.将细胞接种在没有包被的组织培养皿中(使用和一开始同样规格的 培养皿)放入温箱2小时(分化细胞在该时间内将黏附,而ES细胞仍将 保持悬浮); 8.将含有细胞的培养基转入明胶包被(见下文)的组织培养皿。吹打 以确保细胞被分散开(前面已经提到--ES细胞有聚集成团的倾向) 9.建议按1:4-1:10的比率传代(ATCC) 保持细胞的传代比率很重要,以我们的经验,1:8的比率是好的,可以 使细胞的自然分化降到最低。当你使用不同规格的培养板进行细胞传代 可以使用表1来计算传代比率。
体外分化 多能胚胎干细胞在体内外可以分化为各种类型的细胞。我们的体外分化 方法有利于神经前体细胞通过在最少量的培养基内选择(第3步),在 有bFGF存在的情况下扩增(第4步)并最终分化在第5步。细胞全程培养 在37℃,5%CO2,100%湿度条件下。 时间线(总时间为27~34天) 第2步;4+1天 第3步;4-10天 第4步;4天 第5步;10-15天 培养基 EB 配制一20×不含DMEM,FBS,ESGRO的溶液(该溶液也能用于ES培养基-见前述)。分装在50ml FALCON管中,(稀释为2×,每管42ml),贮存 在-20℃。将21ml该溶液和50ml FBS加入450mlDMEM中制备培养基, 0.2μm滤膜过滤。贮存于4℃。 注:一瓶DMEM是500ml。 贮存液 DMEM(高糖) 胎牛血清 L-谷氨酰胺(200mM) MEM NEAA(10mM) HEPES(1M) β-巯基乙醇(55Mm) PEST(P104U/mlS104μg/ml
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