12.3.3 胚胎干细胞的鉴定

更新于 2026年10月12日 版权声明
12.3.3 胚胎干细胞的鉴定

经分离培养所得到的细胞是否是所需的胚胎干细胞,应当进行细胞学的鉴定,干细胞在形态上与一般的细胞区别并不明显,常用的方法有分化实验、生化特性、核型分析等检测手段。

1)碱性磷酸酶的检测

如前所述,小鼠、大鼠的胚胎细胞均有碱性磷酸酶表达,因此碱性磷酸酶可以作为胚胎干细胞检测的生化指标。

将胚胎干细胞单细胞悬浮液种植到预先放置有盖玻片的培养皿内,经24 h培养后,弃上清,用PBS轻轻洗涤1~2次,再用4~8℃冷丙酮固定15min,弃冷丙酮固定液,再用PBS洗涤1次,立即送检或放入-30℃下保存,检测时把标本放入作用液中处理20 min,取出后用双蒸水清洗3次,再用甘油PBS封片。显微镜下检查,可见阳性细胞被染成棕色为胚胎干细胞。

作用液的配制:快绿5 mg,双蒸水0.08 mL,HCl(36%)0.02 mL,4%NaNO2 0.10 mL,萘酚AS-TR磷酸钠10mg,DMSO 0.5mL,PBS(pH为8.6)5mL,10%MgCl2 0.05mL,以1mol NaOH将pH调至8.4。

2)核型分析

核型分析是一种检测细胞的有效方法,通过对染色体形态数目的分析可以了解细胞的特征和生长状况,并与异常或畸形细胞相鉴别。

方法:取培养好的胚胎干细胞,加入胰蛋白酶消化处理制成单细胞悬浮液。加秋水仙素处理(最终浓度0.08μg/mL)2 h,弃去上清液,使细胞停止于分裂中期。用0.075 mol/L氯化钾37℃低渗处理15 min后低速离心。在沉淀中加入新配制的3∶1冰乙酸甲醇固定液处理15 min,并注意间断震荡以使固定均匀。为了提高染色体的质量,细胞低渗处理后固定时间一定要充分,有助于除去中期分裂相中残存的蛋白质,使染色体更清晰,随后将固定好的细胞吹散制成干细胞悬液。取干净无油的载玻片保存于4℃中备用,这样可使载玻片表面附上一层水膜,细胞悬液遇到载破片上的冷水,染色体能迅速分散开。将细胞悬液滴于准备好的载玻片上,75℃烘烤2 h。2.5 g/L胰蛋白酶消化50 s后加入5%Giemsa染色5min,冲洗除去残液,晾干后于油镜下观察,可分析100个细胞染色体,观察整倍体数目,计算出整倍体百分比,同时用图像分析仪进行染色体扫描。

3)胚胎干细胞分化检测实验(https://www.daowen.com)

胚胎干细胞源于由囊胚中的内细胞团(ICM),具有多向分化的潜能,可以发育为多种细胞系,因此可以通过体内体外实验以及干细胞分化特性来对其进行检测。

(1)体内实验

收集胚胎干细胞,用注射器吸取干细胞悬液将胚胎干细胞接种于BAIB/c小鼠或BAIB/c裸小鼠腹股沟皮下。将接种细胞后的小鼠放回饲养。隔3~4天观察小鼠成瘤情况。待肿瘤长至1mm3大小处死小鼠,取出肿块,用10%甲醛溶液固定,石蜡包埋,切片,HE染色,光镜检查细胞分化情况。

(2)体外实验

体外实验应用较多,其基本过程是将培养好的胚胎干细胞悬浮液离心收集,用含葡萄糖的DMEM添加胎牛血清继续培养。将胚胎干细胞悬浮液接种培养于未经明胶处理的培养瓶内,注意每天摇晃培养瓶以防止细胞和克隆贴壁。几天后观察便可发现形成简单的类胚胎、随后出现典型的囊状胚胎,这时可将囊状小体取出,进行组织学检查鉴定。

(3)嵌合体实验(显微注射法)

嵌合体实验是验证胚胎干细胞全能性的重要实验,即胚胎干细胞与正常的胚胎联合。如能产生包括生殖器在内的各个组织器官,并且能产生功能性配子的嵌合体,即可证实分离得到的细胞是具有全能性的胚胎干细胞。一般采用显微注射法,即将胚胎干细胞注射到囊胚中,再将囊胚植入子宫内,使其发育为嵌合体,随后可根据观察新生小鼠的毛发颜色来进一步鉴定嵌合鼠。

(4)核移植实验

首先用灰色的小鼠品系进行雌雄交配,从母体的子宫内获得囊胚细胞,囊胚细胞可发育成胚胎,用极细的吸管取出内细胞团细胞的细胞核,并将其注射到刚受精的、但卵核与精核尚未融合的黑色小鼠的受精卵中,并将黑色小鼠受精卵原有的卵核和精核吸出,将处理过的受精卵体外培养到胚盘细胞期,再将它移植到母鼠的子宫内,让其继续发育,产生的新生小鼠必然会长出灰色的毛。

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