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细胞消化的小技巧(一)

2020.4.08

每个做细胞实验的人,不管去哪“浪”,

心里都会有个牵挂:

我的细胞

过两天要传代!

大部分组织细胞离体培养时,会以贴壁的形式生长(除了取自血、脾或骨髓的细胞);完全培养基中的血清,含有许多阳性电荷的促细胞附着因子层黏连蛋白 Laminine、纤维链接蛋白 Fibronectin 等胞外基质),能帮助细胞附着于阴性电荷的底物上(玻璃或塑料培养容器),并形成键结、贴壁伸展。

 

▲ 阳性电荷的促细胞附着因子,能帮助细胞附着于带阴性电荷的底物上

所以当细胞长满需要分盘的时后,就要想办法让细胞和培养底物说 再见!也就是所谓的~

细胞消化Cell Detachment

常见细胞消化法有以下三种:

物理机械法  离子螯合法  酶消化法 

❂  物理机械法

直接用液体吹打或用刮刀,施予外力让细胞与培养底物分离;适用于贴壁性弱的细胞传代,但相较于其它消化方法,这种外力无法量化控制,细胞分散效果差,且可能会造成大量细胞破损,使内容物释放到培养基,进而影响细胞传代状态。

▲细胞刮勺

离子螯合法

细胞膜表面蛋白大多需要钙、镁离子来维持与胞外基质的稳定键结,当然也包含各种黏附蛋白(例:整合素、钙黏着蛋白、桥粒等),螯合剂会在不破坏细胞膜表面蛋白的状况下,抽离这些离子,使黏附蛋白失活而减少细胞-细胞间细胞-底物间的连接作用,让细胞较容易在施予外力时,脱离培养底物并促进细胞分散。

0.02% EDTA是细胞传代最常用的离子螯合剂,在37℃作用效果最佳(消化较敏感的细胞可在4℃作用),适用于消化一般贴壁性细胞或细胞表面标记实验细胞。

但EDTA无法用血清终止其反应,所以在消化细胞后必须用缓冲盐溶液(如:PBS)清洗离心,以免影响后续细胞贴盘效果。

 

▲ EDTA(黑)能螯合二价离子(红)

酶消化法

用蛋白水解酶消化连接细胞及培养底物的蛋白质,适用于消化贴壁性稍强的细胞。

目前常用蛋白水解酶主要有两种

  • 胰蛋白酶(Trypsin)

为一种来自于胰腺的丝氨酸蛋白酶;能辨识并剪切胜肽链中的赖氨酸(Lys)和精氨酸(‎Arg)羧基端(两者之一紧跟脯氨酸状况除外),所以能直接作用在细胞外的黏附蛋白及胞外基质上,但如果作用时间过长,细胞膜上內嵌的其他蛋白也会被水解,导致细胞膜受损;不同细胞适合的胰蛋白酶使用浓度及作用时间都各有不同。

使用胰蛋白酶消化前,请先用不含钙、镁离子的平衡盐溶液清洗细胞,因为血清中的抗凝血酶III及平衡盐溶液中的钙、镁离子,都会降低胰蛋白酶活性,导致消化效果不佳;消化完毕后,可直接用含血清的培养基或其他胰蛋白酶抑制剂终止消化反应。

  • 胶原酶(Collagenase)

为一种胶原水解酶,大多由细菌提取而来;能辨识并剪切Pro-X-Gly-Pro胜肽序列,而此序列在胞外基质主成分-胶原蛋白中出现的频率比一般蛋白高很多,使得胶原酶能较专一的作用在胞外基质上,所以对细胞的伤害比胰蛋白酶小,且在钙、镁离子环境中仍有活性,可用PBS和含血清的培养液配制,操作简便,但胶原酶价格较高,大量使用将增加实验成本。

细胞还是不愿意跟底物说再见!咋办?

面对贴壁性极强的细胞,可进一步使用 含EDTA的胰蛋白酶 来消化细胞,EDTA会抓住细胞表面未洗净的钙、镁离子,降低黏附蛋白活性使细胞不会彼此粘黏,同时让胰蛋白酶在不受钙、镁离子干扰下发挥最大作用剪切胞外基质及黏附蛋白,让细胞顺利脱离培养底物且减少细胞成团现象。



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