肿瘤细胞原代培养实验
实验方法原理
肿瘤细胞的原代培养与正常细胞的原代培养的条件基本相似。一般常用原代细胞的基础培养基,10%血清浓度即可,在原代培养时需加入原代细胞培养的特制添加物,或原患者血清(1%-2%)以利细胞生长。用细胞生长因子如胰岛素、氢化可的松、雌激素等等。也可以考虑动物媒介培养。根据细胞种类不同选用不同的促细胞生长因子。
实验材料
瘤组织
试剂、试剂盒
Hanks液
仪器、耗材
平皿 培养瓶 恒温箱
实验步骤
一、将取得的瘤组织去除脂肪、结缔组织及坏死部分。
二、在平皿中用Hanks液洗3次,剪碎组织,切成1-2 mm3 小块。
三、接种于培养瓶(或皿)中,37℃、5%CO2 或加盖并塞在普通恒温箱中培养。
注意事项
一、注意污染
1、严格进行动物皮肤消毒,使用三套器械取材。新生动物皮肤先用2%碘酒液消毒,成年鼠先用3%——5%碘酒液消毒后用75%酒精消毒。
2、严格进行无菌操作,防止细菌、霉菌、支原体污染,避免化学物质污染。自取材开始,保持所有组织细胞处于无菌条件。细胞计数可在有菌环境中进行。
3、吸取液体前,瓶口和吸管进行火焰消毒;吸取液体时,避免瓶口和吸管碰撞。
4、离心管入台前,管口、管壁应消毒。
5、实验者离开超净台时,要随时用肘部关闭工作窗。
6、使用过的器械用酒精棉球擦去血污后,移入另一个器皿中继续消毒,在浸泡器械时剪刀口要叉开放,镊子弯头要向下放,并加盖消毒。凡在超净台外操作的步骤,各器皿需用盖子或橡皮塞,以防止细菌落入。
二、器材使用时既要注意用火焰消毒,又要防止烫伤、烫死细胞。经火焰消毒后的吸管一定要用Hanks液冷却。
其他
一、对肿瘤细胞系或细胞株的评价
已建成的各种肿瘤细胞系或细胞株,无疑都是可用的实验对象。近年我国已建成的肿瘤细胞系已非常多,并获得越来越广泛的应用。但根据研究者的经验,在使用这些细胞系时,应持特别审慎态度,主要是应考虑到这些细胞在长期传代中有否发生遗传性改变的可能。众所周知,长期传代细胞系染色体核型常是不稳定的。另外也可能发生如基因突变、基因易位或缺失等变化。其结果可能导致细胞产生生物学性状上的变动。
以近年建成的各种肿瘤细胞系为例,都已传代少则几十,多则百代以上后,才确认建成了细胞系。这种情况下很难保证细胞从初代到建成时的性状仍是一致的。已如前述,癌细胞在培养中并非能很顺利地传下去,凡已长期传代的细胞系,都已获得不死性。当前尚未完全确证所有癌细胞都具有不死性;因此尚难肯定在长期培养中的癌细胞的生物学性状与体内时仍完全相同(包括不死性)。据上述对用癌细胞系所获实验结果应尽量做分析性的结论,避免做概括性的与体内等同的结论,外推与体内等同更是不妥的。广泛来说,应用各种较长时间培养细胞做实验时,都应如此。
二、提高肿瘤细胞培养存活率和生长率措施
根据人们的经验,肿瘤细胞在体外不易培养,建立能传代的肿瘤细胞系更为困难。当肿瘤组织或细胞初代接种培养后,常出现以下几种情况:
完全无细胞游出或移动;
有细胞移动和游出,但无细胞增殖,细胞长时间处于停滞状态以致难以传代;
有细胞增殖,传若干代后停止生长或衰退死亡;
传数代后细胞增殖缓慢,经过一段停滞期后,才又呈旺盛生长状态,形成稳定生长的肿瘤传代细胞系。
以上现象说明肿瘤细胞对体外生存条件有较高的要求,并需经过对新环境的适应才能生长,因此欲获得好的培养效果,不能局限于一般培养法,必须采用一些特殊的措施。
适宜底物
把经过纯化的细胞接种在不同的底物上,如鼠尾胶原底层、饲细胞层等。
生长因子
应用促细胞生长因子,向培养液中增加一种或几种促细胞生长因子。根据细胞种类不同选用不同的促生长物,常用有胰岛素、氢化可的松、雌激素以及其它生长因子。
为提高肿瘤细胞对体外培养环境的适应力和增加有活力癌细胞(干细胞)的数量,可采用动物体转嫁接种成瘤后,再从动物体内取出进行培养,能提高体外培养的成功率。受体动物以裸鼠最好。
3、动物体媒介培养方法
(1)瘤块接种:取新鲜瘤组织,用 Hanks液洗净血污,切成 1~3毫米小块,用穿刺针头吸一小瘤块,用酒精棉球擦拭动物腹部后,直接刺入皮下,注入瘤块。
(2)饲养观察,待肿瘤生长达较大体积后,剥取出瘤组织。
(3)进行体外培养。
(4)为防止失败,仍取部分瘤组织继续在裸鼠体内传代。通过裸鼠媒介接种,有活力的肿瘤细胞数量增多,细胞培养易于成功。
酶消化法
实验方法原理
本法是利用成纤维细胞对胶原酶较为敏感的特点,通过消化进行选择。可用0.5mg/ml的胶原酶消化处理,边消化边在倒置显微镜下窥视,当发现成纤维细胞被除掉后,即终止消化;用Hanks洗涤处理一次后,更换新培养液,继续培养,可获纯净肿瘤细胞。如成纤维细胞未被除净,可再次重复。
实验材料
组织
试剂、试剂盒
胰蛋白酶 胶原酶 小牛血清 完全培养基 RPMI-1640培养基
仪器、耗材
水浴锅 培养瓶 培养箱
实验步骤
一、剪碎组织,切成1-2 mm3 小块中,加入0.25%胰蛋白酶或2 000 U/ml胶原酶。
二、在37℃水浴中消化30min或更长一些,去除消化液,用洗液洗3次,培养基洗1次后,用完全培养基悬浮,并用吸管吹打分散制成细胞悬液,计数。
三、以(5-10)x108 个/L细胞浓度,在含有10%小牛血清的RPMI、EagleMEM或DMEM中,在37℃、5%CO2 下分瓶(或皿)中培养。
注意事项
一、注意污染
1、严格进行动物皮肤消毒,使用三套器械取材。新生动物皮肤先用2%碘酒液消毒,成年鼠先用3%——5%碘酒液消毒后用75%酒精消毒。
2、严格进行无菌操作,防止细菌、霉菌、支原体污染,避免化学物质污染。自取材开始,保持所有组织细胞处于无菌条件。细胞计数可在有菌环境中进行。
3、吸取液体前,瓶口和吸管进行火焰消毒;吸取液体时,避免瓶口和吸管碰撞。
4、离心管入台前,管口、管壁应消毒。
5、实验者离开超净台时,要随时用肘部关闭工作窗。
6、使用过的器械用酒精棉球擦去血污后,移入另一个器皿中继续消毒,在浸泡器械时剪刀口要叉开放,镊子弯头要向下放,并加盖消毒。凡在超净台外操作的步骤,各器皿需用盖子或橡皮塞,以防止细菌落入。
二、器材使用时既要注意用火焰消毒,又要防止烫伤、烫死细胞。经火焰消毒后的吸管一定要用Hanks液冷却。
其他
一、肿瘤细胞培养成功关键
肿瘤细胞培养成功关键在于:取材、成纤维细胞的排除、选用适宜的培养液和培养底物等几个方面。在具体培养方法方面,肿瘤细胞培养与正常组织细胞培养并无原则差别,初代培养应用组织块和消化培养法均可。
要点
(1)取材
人肿瘤细胞来自外科手术或活检瘤组织。取材部位非常重要,体积较大的肿瘤组织中有退变或坏死区,取材时尽量避免用退变组织,要挑选活力较好的部位。癌性转移淋巴结或胸腹水是好的培养材料。取材后宜尽快进行培养,如因故不能立即培养,可贮存于 4℃中,但不宜栽过 24小时。
培养基
肿瘤细胞对培养基的要求不如正常细胞严格,一般常用的 RPMIl640、 DMEM、Mc-Coy5A等培养基等皆可用于肿瘤细胞培养。肿瘤细胞对血清的需求比正常细胞低,正常细胞培养不加血清不能生长,肿瘤细胞在低血清培养基中也能生长。肿瘤细胞对培养环境适应性较大,是因肿瘤细胞有自泌(Autocrine)性产生促生长物质之故。但这并不说明肿瘤细胞完全不需要这些成分。按不同细胞需要不同的生长因子;肿瘤细胞与正常细胞之间、肿瘤细胞与肿瘤细胞之间对生长因子的需求都存在着差异。但大多数肿瘤细胞培养中仍需要生长因子。有的还需特异性生长因子〔如乳腺癌细胞等)。总之培养肿瘤细胞仍需加血清和相关生长因子培养更易成功。
成纤维细胞的排除
成纤维细胞常与肿瘤细胞同时混杂生长,致难以纯化肿瘤细胞。而且成纤维细胞常比肿瘤细胞生长得快,最终能压制肿瘤细胞的生长。因此排除成纤维细胞成为肿瘤细胞培养中的关键。
二、成纤维细胞排除法
机械刮除法
是用不锈钢丝末端插有橡胶刮头(用胶塞剪成三角形插以不锈钢丝)、或裹少许脱脂棉制成,装入试管中高压灭菌后备用(也可用特制电热烧灼器刮除)。刮除程序为:
(1)标记:镜下观察,用不脱色笔在培养瓶皿的背面圈下生长肿瘤细胞的部位;
(2)刮除:弃掉培养液,把无菌胶刮伸入瓶皿中,肉眼或显微镜窥视下,刮除无标记空间;
(3)用 Hanks液冲洗一两次,洗除被刮掉的细胞;
(4)注入培养液继续培养,如发现仍有成纤维细胞残留,可重复刮除至完全除掉为止
反复贴壁法
根据肿瘤细胞比成纤维细胞贴壁速度慢的特点,并结合使用不加血清的营养液,把含有两类细胞的细胞悬液反复贴壁,使两类细胞相互分离,操作方法与传代相同。
(1)待细胞生长达一定数量后,倒出旧培养液,用胰酶消化后,Hanks 冲洗 2次,加入不含血清的培养液,吹打制成细胞悬液;
(2)取编号为此 A、B、C三个培养瓶;首先把悬液接种入 A培养瓶中。置温箱中静止培养 5~20分钟后,轻轻倾斜培养瓶,让液体集中瓶角后慢慢吸出全部培养液,再接种入 B培养瓶中后;向 A瓶中补充少许完全培养液置温箱中继续培养;
(3)培养B瓶中细胞 5~20分钟后,接处理 A的方法,把培养液注入 C培养瓶中;再向 B瓶中补加完全培养基。
当三个瓶内都含有培养液后,均在温箱中继续培养。如操作成功,次日观察可见 A瓶主要为成纤维细胞,B瓶两类细胞相杂,C瓶可能主要为癌细胞。必要时可反复处理多次,直至癌细胞纯化为止。
消化排除法
此法曾用于乳癌细胞的培养,具体程序是:
(1)先是用 0.5%胰蛋白酶和 0.02% EDTA(1:1)混合液漂洗培养细胞一次,然后再换成新的混合液继续消化,并在倒置显微镜下窥视和不时摇动培养瓶,到半数细胞脱落下来后,便立即停止消化;
(2)把消化液吸入离心管中,离心去上清,吸入另瓶中,加培养液置温箱中培养;向原瓶内也补加新的培养液继续培养。用此法处理后,成纤维细胞比肿瘤细胞易先脱落。经过几次反复处理,可能把成纤维细胞除净。
胶原酶消化法
本法是利用成纤维细胞对胶原酶较为敏感的特点,通过消化进行选择。
(1)可用 0.5 mg/ml的胶原酶消化处理,边消化边在倒置显微镜下窥视,当发现成纤维细胞被除掉后,即终止消化;
(2)用 Hanks洗涤处理一次后,更换新培养液,继续培养,可获纯净肿瘤细胞。如成纤维细胞未被除净,可再次重复。
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科技前沿
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产品技术
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项目成果