肝臟類器官的培養方法主要涉及以下步驟,這些步驟基于當前的科學研究和實驗室實踐得出:
一、準備階段
1.設備和試劑準備:
所需設備:CO2培養箱、雙人單面超凈臺、倒置顯微鏡、臺式冷凍離心機、水浴鍋或水浴搖床、醫用冰箱、-80℃冰箱、移液器、眼科剪、眼科鑷等。
所需試劑:小鼠正常肝類器官培養基、基質膠(如Matrigel,需低因子、無酚紅)、原代培養緩沖液、組織消化液、類器官傳代培養緩沖液、類器官凍存液等。
2.組織收集:
小鼠組織:采用倫理上認可的適當方法對小鼠實施安樂死,然后通過標準外科手術程序將肝臟作為一個完整的器官切除。收集后,將組織冷藏于4°C的基礎培養基中,直至準備好進行處理。
人體組織:手術切除后將組織冷藏于4°C的基礎培養基中,直至準備好進行處理。需注意,使用人體材料需進行基因編輯或從相關患者身上獲取樣本,并確保已獲得相關機構和國家機構的適當倫理批準。
二、組織處理與類器官培養
1.組織消化與細胞分離:
將組織轉移到生物安全柜中,置于培養皿中,并用細剪刀將組織切成約0.5~1mm3的小塊。
加入適量的組織消化液,在37°C下進行消化,消化時間根據組織類型和消化液濃度而定。
消化完成后,用移液管上下吹吸消化液,使組織塊分散成單個細胞或小的細胞簇。
通過過濾和離心等方法,去除消化液和雜質,得到純凈的細胞懸液。
2.類器官接種與培養:
將處理好的細胞懸液或導管結構重懸在適當的基質膠中,如Matrigel。
在培養板的每個孔中接種適量的細胞-基質膠混合物,然后放入37°C培養箱中培養,直至基質膠凝固。
添加適量的肝臟類器官培養基,覆蓋在凝固的基質膠上,繼續在標準組織培養條件下(37°C,5% CO2)培養。
3.傳代與擴增:
類器官在培養過程中會不斷增殖和分化,需要定期進行傳代以維持其生長。
傳代時,使用類器官傳代培養緩沖液將類器官從基質膠中分離出來,然后重新接種在新的基質膠和培養基中。
傳代間隔根據類器官的生長速度和密度而定,一般為5~7天。
三、類器官分化與鑒定
1.誘導分化:
若需要將類器官分化為更成熟的肝細胞類型,可以將其轉移到分化培養基中進行培養。
分化培養基通常包含一些能夠誘導肝細胞分化的因子和信號分子。
2.組織學分析與鑒定:
通過組織學染色、免疫熒光等方法對類器官進行形態學和分子水平上的鑒定。
常用的染色方法包括HE染色、免疫細胞化學染色等。
通過檢測類器官中特定基因和蛋白質的表達情況,可以評估其分化程度和細胞類型。
四、注意事項
1.無菌操作:整個培養過程中需要嚴格遵循無菌操作規范,以避免污染和感染。
2.溫度控制:組織處理和培養過程中需要保持適當的溫度,以確保細胞的活性和生長。
3.培養基與試劑的質量:使用高質量的培養基和試劑對于類器官的培養至關重要。
4.類器官的保存與復蘇:若需要長期保存類器官,可以將其冷凍保存在液氮中。復蘇時,需要按照適當的步驟進行解凍和培養。
總結
肝臟類器官的培養方法需要綜合考慮多個因素,包括組織處理、細胞分離、接種與培養、傳代與擴增以及分化與鑒定等步驟。通過精心設計和操作,可以成功培養出具有自我更新和分化能力的肝臟類器官,為疾病模型構建、藥物篩選和細胞治療等領域提供有力的工具。