歐陽滿 姜偉業(yè) 舒 婷
(江西醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校,江西上饒 334000)
肝細胞的體外培養(yǎng)用途廣泛,可用于肝臟的生理病理研究、用于各種藥物經(jīng)肝臟代謝轉(zhuǎn)化過程的研究。組合型生物人工肝在暴發(fā)性肝功能衰竭患者治療中的支持作用日益受到重視。組織工程肝臟應(yīng)用于臨床,首先要解決其細胞來源的問題。Donato等人測定了人、豬、狗、兔及大鼠等肝細胞中細胞色素P450的含量及其代謝能力,結(jié)果顯示豬肝細胞的代謝功能與人肝細胞最為接近,優(yōu)于其他哺乳動物肝細胞[1]。以豬肝細胞為基礎(chǔ)的生物型人工肝可使部分患者成功橋接到肝移植[2]。高密度高活性的豬肝細胞是應(yīng)用該技術(shù)的關(guān)鍵。本文采用“杜長大”乳豬為實驗材料,原位兩步灌流法進行豬肝細胞的分離與原代培養(yǎng)。
選用出生一周以內(nèi)的杜長大豬作為肝細胞供體。肝素鈉購于北京化學(xué)試劑有限公司,戊巴比妥購于北京奇華盛有限公司,William’s E Medium粉劑、地塞米松購于sigma公司,膠原酶Ⅳ購于invitrogen公司。主要實驗器材:二氧化碳培養(yǎng)箱(Thermo),水平離心機(T.D.L-40.C;上海安亭科學(xué)儀器)廠,倒置顯微鏡(OPTEC)。
1.2.1 原位兩步灌流法分離豬肝細胞
(1)手術(shù)前靜注射:選取出生一周以內(nèi)的杜長大豬,注射肝素鈉抗血凝,股脛注射50mg/kg戊巴比妥麻醉,并用酒精消毒動物全身。(2)無菌條件下打開腹腔,輕輕把腸道拉向軀體左側(cè),暴露腸系膜靜脈,在腸系膜靜脈下穿3條棉線,結(jié)扎遠心端,隨后沿肝門靜脈方向插管,結(jié)扎固定。(3)原位消化前灌流:50ml/min速率灌注37℃預(yù)熱的PBE,灌至肝臟完全變黃,約需2L PBE。(4)摘取肝臟,放入一無菌平皿中,先用適量PBS清洗,轉(zhuǎn)入預(yù)先盛有20ml 37℃預(yù)熱PBC的平皿中,剪碎組織,37℃消化10~15min,每隔5min搖一下,使消化更加充分。(5)消化結(jié)束后立即加入適量完全培養(yǎng)基,輕柔吹打,過200目濾布,所得肝細胞懸液用基礎(chǔ)培養(yǎng)基清洗1~2次,600rpm離心3min,用William’s E Medium完全培養(yǎng)基重懸,臺盼藍拒染法檢測細胞活率,血細胞計數(shù)板在光鏡下計算細胞的產(chǎn)率和活率。
1.2.2 肝細胞原代培養(yǎng)
(1)計數(shù)后,用完全培養(yǎng)基William’s E Medium完全培養(yǎng)基將細胞懸液稀釋成1×106個/ml的密度。(2)將稀釋后的細胞懸液接種培養(yǎng)皿,每孔2.5ml。(3)置于37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),4h后觀察細胞貼壁情況,貼壁后換液,以后每24h換液。
本實驗采用原位兩步灌流法,平均可獲得8×109個肝細胞,細胞活率93%左右。使用倒置相差顯微鏡對其生長過程進行動態(tài)觀察??梢姵醴蛛x的肝細胞大多呈形狀規(guī)則的球形,胞質(zhì)透亮,懸浮于培養(yǎng)基中。接種2h后,肝細胞大部分開始附壁,然后逐漸展開,向外伸展,最終呈典型的多角形單層貼壁生長,可見雙核。接種12h后,肝細胞均已貼壁。貼壁的肝細胞其形態(tài)上稍有變化,多角形形態(tài)更加伸展,胞體變平變薄, 體積增大,細胞間開始出現(xiàn)島狀連接。培養(yǎng)14~20 h后,肝細胞開始活躍增生。幾天后,細胞表面開始出現(xiàn)顆粒狀物質(zhì)和空泡,細胞逐漸死亡并脫落。
本實驗采用的兩步原位灌流法,細胞損傷小、分離充分,且排除了紅細胞的干擾,所獲細胞多為單個游離細胞,所得細胞產(chǎn)率和活率均較好,滿足了組織工程肝臟作為體外支持系統(tǒng)對肝細胞數(shù)目的基本要求。細胞在培養(yǎng)過程中表現(xiàn)為正常肝細胞的形態(tài)。本實驗建立了穩(wěn)定的豬肝細胞分離及原代培養(yǎng)體系,獲得了高產(chǎn)率、高活率的豬肝細胞,為組織工程肝臟在臨床的應(yīng)用提供了穩(wěn)定可靠的細胞來源,也為藥物的肝臟代謝轉(zhuǎn)化過程研究提供了材料。