该协议的目标是从成年小鼠的背皮中分离表皮角蛋白酶,用于各种下游应用,如分子生物学、生物化学、荧光活化细胞分类和主要体外用途(例如,克隆角质细胞)。
此处描述的协议是从成年雌性小鼠(54 ~ 2 天大)中采集原生角膜的可靠方法,每只小鼠产生大约 30 x 106个活细胞。主要成年小鼠角蛋白细胞是从雌性小鼠的背皮中采集的。雄性小鼠(约6周大)可用于角蛋白细胞收获,具体取决于实验的要求。安乐死小鼠用波维酮碘和乙醇溶液(70%酒精)的连续洗液进行洗除了。对小鼠进行消毒后,去除背皮,用手术刀去除皮下脂肪和肌肉并丢弃。皮肤被切成小块,用温和的低温试穿处理,从表皮分离下真皮。刮伤的表皮以低速搅拌,过滤以去除毛发,计数,并在培养培养基中重新悬浮。该方法为许多下游应用提供了高培养细胞的优异单细胞悬浮液。
哺乳动物皮肤覆盖整个身体,并服务于多种功能(例如,主要物理屏障、温度调节和保湿)。在过去的五十年里,对小鼠皮肤的基础研究已经产生了关于皮肤结构和功能的新信息。小鼠皮肤模型极大地有助于理解化学或紫外线辐射诱发致癌的复杂分子机制背后的基本生物学。这些小鼠皮肤模型为了解人类皮肤病及其缓解提供了重大贡献。为了进一步探索毛囊发育生物学、干细胞研究、致癌和表皮遗传探索中原发角蛋白细胞的进一步分子解剖,经常需要分离和培养原发上皮从小鼠皮肤的角质细胞与体内实验并行使用。开发这种方法的激励因素是需要对克隆表皮和毛囊干细胞1、2进行体外测定。还迫切需要表皮细胞的单细胞悬浮,适合克隆测定3、荧光活化细胞分选和流式细胞测定3、4。这种方法的优点是,与其他方法5、6、包括毛囊的上皮部分和收获细胞的高可栽培性时,收获量增加一个数量级。在20世纪80年代,没有已知的方法可以满足这些要求。在随后的几年中,这种方法被改进以提高细胞产量。这种方法的主要局限性是掩盖一些胰蛋白酶敏感抗体,这将损害免疫反应6。
这些小鼠根据特定无病原体指南接受饲养。获得1至5只54~2天年龄的雌性小鼠。在年龄较大的小鼠中,角蛋白细胞的生存能力将由于头发周期的阿氏相(生长)而降低。此外,与幼鼠相比,胰蛋白酶化的过程更加困难。收获程序已经成功地针对雌性小鼠比雄性更薄的皮肤进行了优化。雄性小鼠通常不用于角蛋白细胞收获,因为它们有在住房期间相互争斗的倾向,因此可能在皮肤上留下划痕或伤口。
所有脊椎动物使用协议均已获得明尼苏达大学机构动物护理和使用委员会的批准,符合推荐的NIH和政府指南。
1. 进纸层初始化和子培养
2. 为 X 射线辐照和播种准备 3T3 进料层
3. 初级角膜细胞收获和播种
通常,每只小鼠的表皮角质细胞的产量范围从20 x 106到 30 x 106试青蓝(不包括细胞)获得8,9。生存能力范围为80%-90%。典型的播种效率在24小时时附着率约为30%。 辐照3T3进料层上的菌落形成是每1000个为C57BL/6小鼠播种的活细胞中大约60个菌落,瑞士型小鼠每1000个细胞中大约30个菌落10个。,11 .菌群形成测定的典型结果如图1所示。 毛囊干细胞的数量约为9%CD34 +/CD49f+C57BL/6小鼠12的干细胞。 流式细胞学的典型结果如图2所示。
图3说明了四种不同介质的生长特性。测试的介质包括KGM-Gold、SFM、威廉的E介质和莫里斯-2(一种基于威廉姆斯E的莫里斯实验室开发的钙减少介质)。
图1:成年小鼠克隆角蛋白细胞测定的代表性示例。这张照片显示角蛋白细胞群落的形成从CD-1雌性小鼠54天治疗主题1)无治疗,2丙酮后一个星期后丙酮每周两次两周,3)DMBA后,一个星期后丙酮每周两次两周后,4)丙酮随TPA一周两周,TPA每周两周,5)DMBA在一周后由TPA每周两次,为期两周。在体内治疗后,角蛋白细胞被收获,每道菜1000个细胞播种到辐照3T3的喂食层上,并培养两周,之后用缓冲形式固定菜肴,并沾染罗达明B。每列中的菜肴从每个小鼠处理组复制。请注意,使用DMBA治疗后,较大的菌落数量增加,在角蛋白细胞收获之前,菌落总数增加了小鼠的TPA治疗。缩写: DMBA: 7,12-二甲基苯甲酸苯甲酸;TPA: 12-O-tradecanphorbol-13-醋酸酯。请点击此处查看此图的较大版本。
图2:成年小鼠毛囊干细胞流动细胞测定的代表性示例。简单地说,从背鼠皮肤中分离出分离的原发性角膜,并使用细胞过滤器过滤细胞碎片。分离的角膜细胞悬浮液标有CD49f或+6-整酸(PE)和CD34(FITC)抗体以及活死染料和其他对照。FITC和PE等型控制抗体(Rat IgG2akappa)用于补偿目的(见材料表)。干细胞通过CD49f(PE通道)进行选择,该通道可识别基底表皮和毛囊细胞上发现的血吸虫体的外部成分,以及识别毛囊干细胞的CD34(FITC通道)的外部成分(即CD34-FITC|和 a6-PE= (右上列,总计 5%))。右侧列显示不同的角蛋白细胞群,即仅CD34-FITC、CD34-FITC和a6-PE细胞(双阳性干细胞群)、仅6-PE和未染色细胞。请注意,有两个CD34+干细胞群已经报告6,14。请点击此处查看此图的较大版本。
图3:成年雌性小鼠表皮细胞原培养物的四种不同介质的比较。从背鼠皮肤中分离出原发性角质细胞,并使用四种不同的介质(KGM、SFM、威廉的E和莫里斯-2)进行播种。角蛋白细胞的模数相等,并遵循其一般形态和生长模式。请注意,增殖角蛋白细胞的形态略有不同。KGM、SFM 和 Morris-2 均减少钙介质,在 14 天后增长最为强劲。相反,在Williams E培养基中培养1.4 mM钙和高钾与钠比例时,细胞不会持续。令人惊讶的是,威廉姆斯E培养基与补充剂和20%的胎儿牛血清支持角蛋白细胞克隆培养远远优于任何其他介质测试,可能是因为丰富的威廉姆斯E介质帮助3T3进料细胞更好地"喂养"。请点击此处查看此图的较大版本。
解决方案和媒体 | 评论 |
收获解决方案 | |
2.5% 胰蛋白酶 (5 mL) | |
杜尔贝科的 PBS (500 mL) | |
根塔霉素 (2 mL) | |
带 2x 根霉素 (45 mL) 的 PBS | |
磷酸盐缓冲盐水 (PBS) 与 2x 根霉素 | |
胰蛋白酶溶液 | |
细胞培养解决方案 | |
纯纤维化盘涂层溶液: | |
1 米 HEPES (1 mL) | |
116 mM CaCl2 (1 mL) | |
牛血清白蛋白 1.0 毫克/mL (10 mL) | |
细胞培养基(100 mL) | |
纤维奈丁 (1 毫克) | |
纯胶原蛋白 (1 mL) | |
细胞冷冻溶液 | |
DMSO (2 mL) | |
具有 10% BCS 和笔链的 DMEM | |
收获介质 | 需要不含钙 |
2x 根霉素 (1 mL) | |
FBS (50 mL) | |
SMEM (500 mL) | |
高钙威廉姆斯的E媒体与: | |
EGF (5 μg/mL) 1 mL | |
谷氨酰胺 14.5 mL | |
氢皮质酮 (1 毫克/升) 0.5 mL | |
胰岛素 1 mL | |
利诺酸-BSA (0.1 毫克/升) 0.5 mL | |
MEM Ess 氨基酸 4 mL | |
MEM 维生素 5 mL | |
青霉素-链霉素 5 mL | |
转移剂 (5mg/mL) 1 mL | |
维特 A (1 毫克/1,000 μL) 57.5 μL | |
维特 E 1 毫克/升 (4°C) 3.5 μL | |
维特 D2 (10 毫克/升) 50 μL | |
3T3成纤维细胞完整生长介质(CGM) | |
BCS (100 mL) | |
DMEM (900 mL) | |
青霉素-链霉素 (10 mL) | |
克克姆 | 用于大众培养的介质是一种减少钙介质 |
莫里斯 2 中等与威廉姆斯的 E 相同的补充剂 | 威廉姆斯E与补充剂的钙变异减少 |
表 1:解决方案和媒体配方。
此处描述的角蛋白收割方法旨在从成年雌性小鼠的背上产生高可栽培的原发性表皮角质细胞的高产量。这些角蛋白细胞适用于流细胞学、分子生物学应用和原细胞培养,包括此处报告的克隆测定。这种角蛋白细胞采集方法也可用于研究其他下游方面,皮质化学致癌和肿瘤促进1,13。
协议中有几个关键步骤。首先,为了严格和可重复性,使用54~2天的雌性小鼠。这使我们能够从小鼠的多个菌株中执行敏感和定量的菌落测定,并在连杆分析中将它们用作表型,从而识别至少一种新的干细胞调控基因10,11。其次,将皮肤切成小块是有帮助的,因为胰蛋白酶化比试图保持皮肤完整更有效。第三,胰蛋白酶浮选的时间和温度对后续的可培养性非常重要。此外,需要"大量"地在过滤器上残留的毛发处,以去除附着的细胞。这一步对于获得高产量的细胞非常重要。此外,培养箱的32°C温度对于成年小鼠角蛋白细胞的长期培养非常重要。最后,在本协议中,体外和体内实验1的并行读出基于原始培养物,而不是亚培养或细胞系。值得注意的是,如果首次使用此协议采集原发角膜,则通过组织病理学观察,保留刮伤后剩余的真皮,以确认毛囊与表皮的完全去除。
该协议用于收获成年小鼠角蛋白细胞的主要强度是,它产生适用于许多下游应用的高产可培养细胞。主要限制是,一些细胞表面表位可能对胰蛋白酶化敏感,因此免疫染色可能受到损害。因此,在测试新的细胞表面抗体时,谨慎使用基于消用6或热解酶5的方法进行收获进行比较。该协议的意义是,它经过严格的测试,量化,并应用于各种应用,如检测的克隆干细胞1,9,10,11,为大规模培养在生物化学8,用于FACS分类干细胞分析3,4,分子生物学3,12,和正在进行的RNA和DNA测序。
作者没有什么可透露的。
作者没有承认。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.4% Trypan blue 1X in 0.9% saline | Life Technologies Gibco | 15250-061 | |
1 M HEPES Buffer | Sigma | H0887 | Sterile |
1.5-inch magnetic stir bar with pivot ring | Bel-Art, Wayne | 371101128 | in 2 oz Nalgene jar |
10 mL disposable pipettes | BD Falcon | 357551 | |
15 mL sterile conical tube | BD Falcon | 352097 | |
150 cm2 (T-150) culture flask | Corning | 430825 | |
2 mL Screw Cap Micro Tube Conical | Sarstedt | 72.608 | |
2 oz Nalgene jar | Thermo Fisher Scientific | 2118-0002 | 60 mL |
2.5% Trypsin solution 10X | Life Technologies Gibco | 15090-046 | |
225 cm2 (T-225) culture flask | Corning | 431082 | |
32 oz Nalgene Square Storage Bottles: PETG | Thermo Fisher Scientific | 2019-1000 | 1000 mL |
35-mm sterile culturing dish | Corning | 430165 | |
5 mL disposable pipets | BD Falcon | 357543 | |
50 mL sterile conicle tube | BD Falcon | 352098 | |
60-mm sterile culturing dish | Corning | 430166 | |
70% ethanol | |||
90-mm diameter Spectra Mesh filter, 74-µm pore size | Spectrum Laboratories | 145956 | |
Antibiotics (penicillin-streptomycin) | Life Technologies Gibco | 15140-122 | |
Bovine calf serum (BCS) | Thermo Fisher Scientific Hyclone | SH30073.03 | |
Bovine serum albumin | BD Biosciences | 354331 | |
CD34 Ram34 FITC conjugated antibody | BD Pharmingen | 553733 | |
CD49f (alpha6-integrin, GOH3) PE conjugated antibody | BD Pharmingen | 555736 | |
Cell Strainer, 70-µm sterile | BD Discovery Labware | 352350 | |
Collagen, Bovine, Type I, 30mg | BD Biosciences | 354231 | |
CoolCell Economical cell freezing container for 1 or 2 mL cryovials | Biocison | BCS-136PK | |
Corning 2mL Polypropylene Cryogenic Vial, Self-Standing with Round Bottom | Corning | 430659 | |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma | D2650 | |
Distilled Milli-Q water | made fresh; twice distilled reverse osmosis water | ||
Dulbecco’s phosphate-buffered saline 1X, Ca2+ and Mg2+ free | Life Technologies Gibco | 14190-144 | Sterile |
Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) | ATCC | 30-2002 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Thermo Fisher Scientific Hyclone | SH 300070.03 | |
Fibronectin | Sigma | F1141-5MG | |
Fisherbrand 4 oz. Sterile Specimen Container | Fisher Scientific | 16-320-730 | |
Gentamicin 50 mg/mL 10 | Life Technologies Gibco | 15750-060 | |
KGM | Lonza | CC-3103 | |
Nalgene “Mr. Frosty" cell freezer | Thermo Fisher Scientific | 5100-0001 | |
Nalgene PC Straight-Side Wide-Mouth Jars, 16oz | Thermo Fisher Scientific | 2116-0500 | |
No. 22 sterile stainless-steel blades | BD Bard-Parker | 371222 | |
No. 4 scalpel handles | Biomedical Research Instruments | 26-1200 | In a cup with 70% ethanol |
One pair of full-curve eye dressing forceps | Militex | 18-784 | In a cup with 70% ethanol |
One pair of scissors | Biomedical Research Instruments | 25-1050 | In a cup with 70% ethanol |
One pair of thumb dressing forceps | Militex | 6-4 | In a cup with 70% ethanol |
Oster Pro-Cord/Cordless Trimmer no.40 blade | Jarden Consumer Solutions/Oster | 78997-010 | |
Plastic Petri dish 100 mm X 20 mm sterile | Corning | 430167 | |
Pyrex Brand Plain Stemless Glass Funnel | Corning | 6240-75 | |
Rat IgG2akappa FITC isotype control antibody | BD Pharmingen | 553929 | |
Rat IgG2akappa PE isotype control antibody | BD Pharmingen | 555844 | |
SFM | Life Technologies Gibco | 10725-018 | |
SMEM | Life Technologies Gibco | 11380-037 | |
SMEM: Ca2+ and Mg2+ free minimal essential medium for suspension culture | Life Technologies Gibco | 11380-037 | |
Square sterile plastic Petri dishes | BD Falcon | 351112 | |
Swiss mouse 3T3 fibroblasts | ATCC | CCL-92 | used within 10 passages |
Triadine; 10% Povidone-Iodine Prep Topical Solution, 16oz | Triad Group | 10-8216 | |
VWR Plastic Petri dishes, sterile Space Saver 100 X 10 | VWR | 25384-324 | |
Williams E Medium | Life Technologies Gibco | 12551-032 | |
Ziploc bag |
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