林法喜,孫紅勇*
(南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院,江蘇 南京 210029)
精子發(fā)生是一個(gè)細(xì)胞分化過(guò)程,高度有序,男性不育受到精子發(fā)生異常的直接而深刻的影響[1]?,F(xiàn)階段,對(duì)生精細(xì)胞分化進(jìn)行穩(wěn)定研究的細(xì)胞平臺(tái)仍然缺乏,在研究精子發(fā)生的過(guò)程中需要將特定類型的生精細(xì)胞從研究物種的睪丸中分離出來(lái)作為研究起始材料[2]。重力密度梯度沉降法能夠?qū)⑸?xì)胞分離出來(lái),和二代測(cè)序技術(shù)有機(jī)結(jié)合將生精細(xì)胞特異的miRNA表達(dá)譜在鼠精子發(fā)生過(guò)程中的變化規(guī)律、4種生精細(xì)胞中miRNA表達(dá)譜變化規(guī)律尋找了出來(lái)[3]。本文研究了重力密度梯度沉降法中生精細(xì)胞類型吖啶橙染色快速鑒定的方法。
購(gòu)買北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)部提供的20只3周齡、10只5周齡SPF級(jí)ICR品系雄性小鼠,動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(京)2016-0010。
購(gòu)買Sigma公司生產(chǎn)的花生凝集素(FITC標(biāo)記)、胰蛋白酶、膠原酶、DNAasel,Hyclone公司生產(chǎn)的1640培養(yǎng)基,羅氏公司生產(chǎn)的細(xì)胞核染料,BD Falcon公司生產(chǎn)的40μm細(xì)胞網(wǎng)篩。
1.3.1 分離生精細(xì)胞
運(yùn)用重力密度梯度沉降法,粗線期從3周小鼠睪丸獲得精母細(xì)胞、長(zhǎng)形、圓形精子細(xì)胞。運(yùn)用頸椎脫臼法將小鼠處死,將睪丸取出來(lái),將白膜剝?nèi)ァS眯〖舻都羲榍?xì)精管至漿糊狀,向50ml離心管中轉(zhuǎn)移,用Krebs溶液補(bǔ)到20~25ml,冰上進(jìn)行5min靜置,將上清棄去。將10μl 1g/L DNase I+10ml 1g/L膠原酶加入,在37℃溫度下進(jìn)行10min水浴振蕩,同時(shí)不時(shí)吹吸,在此過(guò)程中將吸管充分利用起來(lái),消化生精小管為極小片段,鏡檢從生精上皮分離出大多數(shù)生精細(xì)胞,之后將30ml左右預(yù)冷的Krebs溶液加入,將消化終止。在4℃的溫度下進(jìn)行5min離心,將速率設(shè)定為1000r/min,將上清棄去,將10μl 1g/L DNase I+5ml 1g/L胰蛋白酶加入,在37℃的溫度下進(jìn)行10min左右的水浴振蕩,同時(shí)不時(shí)用吸管吹吸,直到鏡檢視野中絕大多數(shù)為散在的單細(xì)胞,將30ml左右預(yù)冷的0.5% BSA/Krebs溶液加入,將消化終止。在4℃溫度下進(jìn)行5min離心,將速率設(shè)定為1000r/min,將上清棄去。用0.5% BAS/Krebs洗細(xì)胞沉淀1次,在4℃溫度下進(jìn)行5min離心,將速率設(shè)定為1000r/min,將上清棄去。最后懸起細(xì)胞沉淀,在此過(guò)程中將15~20ml 0.5%BSA/Krebs充分利用起來(lái),同時(shí)經(jīng)40μm細(xì)胞網(wǎng)篩過(guò)濾。將細(xì)胞收集起來(lái)并編號(hào),每管12ml左右,將150μl從每管中取出來(lái),在96孔板中加入,將1.5μl 0.2g/L吖啶橙染液加入到每孔中,以輕柔的動(dòng)作拍打混勻。將細(xì)胞純度、類型確定下來(lái),途徑為熒光倒置顯微鏡(Zeiss Axio Observer DI)下觀察,并將同類細(xì)胞合并。吖啶橙染色觀察:熒光通道鏡下細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)分別深染、淺染,分別呈綠色、淡黃色或橘黃色,具有較為清晰的染色背景、顯著的形態(tài)。但是拍攝出的圖片在相機(jī)的限制下只能區(qū)別細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)的深染、淺染。
1.3.2 熒光染色
用PBS液洗滌生精細(xì)胞2次,每次在4℃溫度下進(jìn)行5min離心,將速率設(shè)定為2000r/min,之后向1.5ml離心管中轉(zhuǎn)移,用1ml PBS懸起,將20μl細(xì)胞懸液取出來(lái)涂片,自然晾干。室溫下將細(xì)胞涂片固定起來(lái),在此過(guò)程中將4%多聚甲醛充分利用起來(lái),0.5% Triton X-100透化,同時(shí)漂洗,在此過(guò)程中將PBS充分利用起來(lái),將FITC/PNA染頂體20μg/ml加入,室溫下進(jìn)行40min左右的孵育,將DAPI染細(xì)胞核1μg/ml加入,室溫下進(jìn)行5min的孵育,漂洗過(guò)程中將PBS充分利用起來(lái),封片觀察。
吖啶橙染色能夠?qū)忡R下合胞體現(xiàn)象(兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞聚集形成)與圓形細(xì)胞進(jìn)行有效區(qū)分。
光鏡下粗線期精母細(xì)胞具有較大的直徑,為12~18μm,平均(15.2±2.3)μm,呈球形。吖啶橙染色結(jié)果表明,粗線期精母細(xì)胞較大,具有較多的核質(zhì)比、顯著的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。
光鏡下圓形精子細(xì)胞直徑為8~10μm,平均(9.1±1.2)μm,呈球形。吖啶橙染色結(jié)果表明,圓形精子具有較小的體積,在細(xì)胞中央或偏向細(xì)胞一側(cè)分布,細(xì)胞核為圓形。
光鏡下長(zhǎng)形精子形變,具有各異的形態(tài)。吖啶橙染色結(jié)果表明,長(zhǎng)形精子細(xì)胞的細(xì)胞核形變,濃縮變小,通常呈顯著長(zhǎng)條形,具有極性。
熒光染色分離到的粗線期精母細(xì)胞、圓形精子細(xì)胞、長(zhǎng)形精子細(xì)胞的細(xì)胞核/頂體純度均為90%。
在重力密度梯度沉降法中,如何將高純度的生精細(xì)胞獲取過(guò)來(lái)是一個(gè)技術(shù)難題,而對(duì)分離到的生精細(xì)胞純度來(lái)說(shuō),鏡檢沉降后分離出的各管細(xì)胞組分發(fā)揮著極為重要的作用[4]。本研究改進(jìn)了鏡檢方法,用吖啶橙熒光染色收集到的每管細(xì)胞,只需要在96孔板中加入吖啶橙染液就能夠觀察,不需要額外處理細(xì)胞,和細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)形態(tài)檢測(cè)中細(xì)胞大小形態(tài)檢測(cè)中直接光鏡下觀察相比具有較短的檢測(cè)時(shí)間、較為簡(jiǎn)便的操作,能夠?qū)㈤L(zhǎng)形、圓形精子細(xì)胞、粗線期精母細(xì)胞精確、快速鏡檢出來(lái),從而促進(jìn)生精細(xì)胞得量、純度的有效提升。本研究結(jié)果表明,吖啶橙染色能夠?qū)忡R下合胞體現(xiàn)象(兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞聚集形成)與圓形細(xì)胞進(jìn)行有效區(qū)分。光鏡下粗線期精母細(xì)胞呈球形,具有較大的直徑。粗線期精母細(xì)胞較大,具有顯著的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、較多的核質(zhì)比。光鏡下圓形精子細(xì)胞呈球形。圓形精子具有較小的體積,在細(xì)胞中央或偏向細(xì)胞一側(cè)分布,細(xì)胞核為圓形。光鏡下長(zhǎng)形精子形變,具有各異的形態(tài)。長(zhǎng)形精子細(xì)胞的細(xì)胞核形變,濃縮變小,通常呈顯著長(zhǎng)條形,具有極性。熒光染色分離到的長(zhǎng)形精子細(xì)胞、圓形精子細(xì)胞、粗線期精母細(xì)胞的細(xì)胞核/頂體純度均為90%,充分證實(shí)了這一點(diǎn)。
綜上所述,重力密度梯度沉降法中生精細(xì)胞類型吖啶橙染色快速鑒定的效果好,值得推廣應(yīng)用。