2021年10月25日
原代肝细胞是研究肝脏反应和代谢的有力工具 体外利用市售试剂,开发出一种改进的小鼠原代肝细胞分离方案,该方案更加节省时间和劳动力。
小鼠原代肝细胞在肝脏研究中具有重要意义,尤其是在葡萄糖代谢和肝脏药物测试方面。然而,其分离过程耗时较长,且能量消耗较大。
该方案可提供一种高效分离小鼠原代肝细胞的方法。该方法节省时间和劳力,所需步骤极少,且所有试剂均可商业获取。
首先使用蠕动泵以每分钟 4 mL 的速度泵入预热的双蒸水,持续 5 分钟。随后将泵管从双蒸水切换至预热的灌注培养基,并注意观察水与灌注培养基之间的气泡。
有助于追踪灌注液在系统中的流动情况。接下来,用70%乙醇对一只8周龄C57黑6J雌性小鼠的腹部进行消毒。然后使用剪刀切开腹部,暴露肝脏、门静脉和下腔静脉。
然后停止蠕动泵。在确认泵管中充满灌注液而非水后,将一根24号导管插入下腔静脉。
重新启动泵并切开门静脉。在灌注液泵入的同时,每隔一分钟按压一次门静脉,以使液体到达肝脏的每个角落。持续泵入约三到五分钟,或直至流出的液体变得澄清为止。
接下来将灌注管从灌注培养基更换为胶原酶-分散酶培养基。每隔一分钟按压一次门静脉,使液体到达肝脏的每个角落。持续灌注,直至25 mL胶原酶-分散酶培养基完全用尽。
接下来,分离出不含胆囊的完整肝脏,并将其置于冰上的培养皿中含30 mL洗涤液的环境中。用镊子将肝脏撕碎,以释放原代肝细胞进入溶液中。
在此阶段,洗涤液会变成含有释放出的原代肝细胞和小块肝组织的浑浊溶液。将此浑浊溶液通过70微米细胞滤器过滤,收集至冰上预冷的50 mL离心管中含20 mL 1×PBS缓冲液的溶液中。然后通过轻轻颠倒离心管20次以混匀溶液。
接下来离心该溶液。然后在组织培养罩内吸除上清液,并用30 mL冷洗涤培养基洗涤沉淀。
再次通过离心收集细胞沉淀。弃去上清液,并将沉淀重悬于25 mL培养基中。计数细胞,并将其接种至所需的培养板中。
根据实验设计,接种后,分离的原代肝细胞在1小时后已牢固贴壁,并在12小时后完全伸展。与全肝组织相比,分离肝细胞中肝细胞标志物(如转甲状腺素蛋白、CD95、ASGR1和ASGR2)的mRNA水平显著升高。
相比之下,免疫细胞、星状细胞和内皮细胞的存在较少。这由 CD45、胶原蛋白 I 型 α1 和内皮细胞 2 激酶 2 的 mRNA 水平显著降低所证实,表明该方案可大幅减少其他肝细胞的干扰。
接种后,ASGR1 和 ASGR2 的水平随时间下降,但在 12 小时时间点之前仍与全肝水平相当,尤其是 ASGR1。膜结合型 CD81 的表达水平在 48 小时内保持稳定。
相比之下,Toll样受体4的表达量总体增加,并在48小时后超过体内水平。胰岛素敏感性检测表明,胰岛素可显著促进肝细胞中丝氨酸473位点的AKT以及丝氨酸256位点的叉头框蛋白01的磷酸化。
表明原代肝细胞对胰岛素具有敏感性。经胰高血糖素处理后,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶蛋白水平显著升高,提示葡萄糖生成途径被激活。
这种激活作用进一步通过葡萄糖生成增加得到证实,并且在与其他葡萄糖生成刺激剂(如Forskolin+IBMX)联用时,该方案可为使用小鼠原代肝细胞的研究节省时间和精力。
按照本方案,可开展相关的实验,例如假想的葡萄糖代谢和药物生物标志物检测。
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本研究介绍了一种省时高效的分离小鼠原代肝细胞的实验方案,该细胞对于肝脏功能与代谢研究至关重要。该方法利用商业化试剂,可提高细胞得率,并最大限度减少非实质细胞的干扰。
高效分离原代肝细胞对于肝脏代谢和药物测试研究至关重要,而分离过程中的时间和劳动力限制会影响发现工作流程的通量。本方案将分离时间缩短至约35分钟,同时保持肝细胞的得率和纯度,支持在临床前模型中快速进行假设验证。该方法可实现与疾病相关的系统规模化制备,有助于在靶点验证和先导化合物筛选流程中开展机制性风险评估。
该方法适用于从靶点验证到先导化合物筛选直至临床前研究的整个发现流程,为肝脏代谢检测提供了可靠的原代肝细胞来源。