12.3.2 胚胎干细胞的培养
体外培养胚胎干细胞的基本原则是,在促进胚胎干细胞增殖的同时,维持其未分化的二倍体状态,胚胎干细胞一旦分化即失去其全能性。目前,体外培养胚胎干细胞的方法归纳起来有饲养层培养法、无饲养层培养法和已建系的胚胎干细胞体外培养法3种。
1)胚胎干细胞有饲养层培养
①饲养单层细胞制备。饲养细胞要求每周制备一次,作为未分化胚胎干细胞的基底细胞,为避免其增殖超过胚胎干细胞,必须使其停止增殖制备成饲养单层。最常用的方法是加入丝裂霉素C抑制细胞的有丝分裂,使细胞停止生长又具有营养作用。在此以MEF(Mouse Embryonic Fibroblast,小鼠胚胎成纤维细胞)为例简单介绍制备过程:在生长良好的MEF细胞中加入新配制的含丝裂霉素C(10μg/mL)的MEF生长培养基,37℃孵育2~5 h;同时将1 g/L明胶水溶液加入培养皿内,覆盖培养皿表面,在室温下静置2 h以上,使用前,吸弃多余的明胶水溶液,PBS洗涤1次;去掉培养基,10mL PBS冲洗3次,完全除去丝裂霉素,加10 mL胰蛋白酶-EDTA溶液,在37℃条件下孵育5 min后加入MEF生长培养基,用吸管吹散细胞,并转移至15 mL离心管;离心收集细胞,计数细胞;将丝裂霉素处理的MEF细胞以7.5×104~1×105个/cm2接种于明胶包被的培养皿中,37℃5%CO2培养。待细胞贴壁后进行观察。若发现细胞过稀,需补加处理过的细胞,以保证细胞能连成一片而没有间隙。将制备的饲养单层放置在培养箱中备用。在5天内使用,使用前要更换成胚胎干细胞培养液。
②将分散的胚胎内细胞团小块吸至饲养层上。一孔放置一个内细胞团的细胞,在37℃5%CO2,饱和湿度培养箱中培养。每天观察。2天后,见胚胎干细胞小集落出现;3~4天集落进一步增大;6~10天,可进行消化传代。
③消化时,弃培养液,用PBS洗涤1次。加入消化液,消化30 s后弃消化液,让残余的消化液继续作用。当饲养层细胞单层出现裂隙时,加入培养液终止消化,或在倒置显微镜下观察,见细胞与细胞之间分开即加入培养液终止消化。
④添加适量的培养液,轻轻吹打,使其成单细胞悬液。接种到新的饲养层上进行扩大培养。
2)胚胎干细胞无饲养层培养(https://www.daowen.com)
①用0.1%明胶水溶液包被培养板各孔。往培养孔内加入条件培养基,每孔1 mL。
②将分散的胚胎内细胞团小块吸至培养孔内,一孔放置一个内细胞团的细胞。在37℃5%CO2,饱和湿度培养箱中培养。6~10天,进行消化传代。单细胞悬液加入条件培养基进行扩大培养。
3)已建系的胚胎干细胞体外培养
(1)有饲养层培养
制备饲养单层,将已培养2~3天,生长旺盛的胚胎干细胞克隆消化成单细胞悬液。消化方法同前。添加胚胎干细胞培养液,以1∶3~1∶6比例转种到新的饲养单层上。在37℃5%CO2,饱和湿度培养箱中培养。
(2)无饲养层培养
用明胶预先包被培养瓶,将已培养2~3天,生长旺盛的胚胎干细胞克隆消化成单细胞悬液。消化方法同前。添加胚胎干细胞培养液,以1∶3~1∶6比例转种到新用明胶预先处理过的培养瓶内。在37℃5%CO2,饱和湿度培养箱中培养。