蒙古綿羊絨毛膜滋養(yǎng)層細(xì)胞體外培養(yǎng)及生物學(xué)特性鑒定
摘要
蒙古綿羊絨毛膜滋養(yǎng)層細(xì)胞的體外培養(yǎng)體系,通過(guò)優(yōu)化分離條件與培養(yǎng)基配方實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的高純度擴(kuò)增。采用免疫熒光染色、流式細(xì)胞術(shù)及功能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)評(píng)估了細(xì)胞的形態(tài)特征、表面標(biāo)志物表達(dá)及生物學(xué)功能。結(jié)果表明,該細(xì)胞具備典型的滋養(yǎng)層細(xì)胞特性,包括絨毛膜促性腺激素分泌及侵襲能力,為后續(xù)研究胎盤(pán)發(fā)育機(jī)制提供了可靠的體外模型。
引言
蒙古綿羊作為我國(guó)重要的畜牧資源,其胎盤(pán)形成機(jī)制的研究對(duì)提高繁殖效率具有重要意義。絨毛膜滋養(yǎng)層細(xì)胞是胎盤(pán)發(fā)育的核心功能單元,負(fù)責(zé)母胎界面物質(zhì)交換、激素分泌及免疫調(diào)節(jié)。然而,現(xiàn)有研究多集中于人類(lèi)或小鼠模型,反芻動(dòng)物滋養(yǎng)層細(xì)胞的體外培養(yǎng)體系尚不成熟,主要面臨細(xì)胞純度低、功能易失活等問(wèn)題。
妊娠中期蒙古綿羊胎盤(pán)組織為材料,通過(guò)改良酶消化法結(jié)合梯度離心技術(shù)分離滋養(yǎng)層細(xì)胞,并優(yōu)化培養(yǎng)條件以維持其體外活性。通過(guò)整合分子生物學(xué)與細(xì)胞功能學(xué)手段,系統(tǒng)評(píng)估細(xì)胞的增殖、分化及激素分泌特性,旨在為反芻動(dòng)物胎盤(pán)研究提供標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)?zāi)P汀?/span>
實(shí)驗(yàn)部分
1. 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
選取健康妊娠60-80天的蒙古綿羊胎盤(pán)組織(n=6),無(wú)菌采集絨毛膜區(qū)域組織塊,保存于含某試劑(含雙抗的PBS)中。培養(yǎng)基采用某試劑(DMEM/F12基礎(chǔ)培養(yǎng)基),補(bǔ)充15%胎牛血清、1%胰島素-轉(zhuǎn)鐵蛋白-硒復(fù)合物及10 ng/mL表皮生長(zhǎng)因子。
1.2 細(xì)胞分離與培養(yǎng)
(1)組織預(yù)處理:將絨毛膜組織剪碎至1 mm3碎片,采用某試劑(膠原酶IV+DNase I)于37℃消化30分鐘,經(jīng)100 μm濾網(wǎng)過(guò)濾后收集單細(xì)胞懸液。
(2)密度梯度離心:采用某試劑(Percoll溶液)進(jìn)行40%-70%不連續(xù)密度梯度離心(800×g,20分鐘),收集界面層細(xì)胞。
(3)原代培養(yǎng):接種于預(yù)鋪某試劑(基質(zhì)膠)的培養(yǎng)皿中,置于37℃、5% CO?培養(yǎng)箱,每48小時(shí)更換培養(yǎng)基。
1.3 細(xì)胞鑒定
(1)形態(tài)學(xué)觀察:采用威尼德倒置顯微鏡動(dòng)態(tài)記錄細(xì)胞貼壁與增殖過(guò)程。
(2)免疫表型分析:通過(guò)免疫熒光染色檢測(cè)細(xì)胞角蛋白7(CK7)、人絨毛膜促性腺激素(hCG)及波形蛋白(Vimentin)表達(dá)。一抗孵育后,采用某試劑(Cy3標(biāo)記二抗)進(jìn)行顯色,威尼德熒光顯微鏡采集圖像。
(3)功能實(shí)驗(yàn):
激素分泌檢測(cè):采用某試劑(ELISA試劑盒)定量培養(yǎng)上清中hCG濃度;
侵襲能力評(píng)估:利用Transwell小室(預(yù)涂某試劑基質(zhì)膠),統(tǒng)計(jì)24小時(shí)內(nèi)穿膜細(xì)胞數(shù);
電轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn):采用威尼德電穿孔儀將siRNA導(dǎo)入細(xì)胞,沉默MMP2基因后檢測(cè)侵襲能力變化。
1.4 數(shù)據(jù)分析
實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用某試劑(GraphPad Prism軟件)進(jìn)行t檢驗(yàn)或單因素方差分析。
2. 結(jié)果
2.1 細(xì)胞分離與擴(kuò)增效率
經(jīng)密度梯度離心后,細(xì)胞存活率達(dá)92.3%±3.1%,原代培養(yǎng)48小時(shí)內(nèi)貼壁率為75.8%±6.4%。傳代至第3代時(shí),細(xì)胞呈現(xiàn)典型上皮樣形態(tài),形成緊密連接結(jié)構(gòu)。
2.2 免疫表型特征
免疫熒光顯示,90%以上細(xì)胞CK7與hCG呈強(qiáng)陽(yáng)性,而Vimentin陰性,證實(shí)其為滋養(yǎng)層來(lái)源。流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)一步顯示CDX2陽(yáng)性率>88%,符合滋養(yǎng)層細(xì)胞標(biāo)志物特征。
2.3 功能特性分析
(1)激素分泌:培養(yǎng)第5天時(shí),hCG分泌量達(dá)峰值(256.7±18.4 mIU/mL),隨后逐漸下降;
(2)侵襲能力:Transwell實(shí)驗(yàn)顯示,72小時(shí)內(nèi)穿膜細(xì)胞數(shù)為153±21個(gè)/視野,顯著高于成纖維細(xì)胞對(duì)照組(P<0.01);
(3)基因干擾效應(yīng):MMP2 siRNA轉(zhuǎn)染后,侵襲細(xì)胞數(shù)下降至42±9個(gè)/視野(P<0.001),提示MMP2為關(guān)鍵調(diào)控因子。
3. 討論
通過(guò)優(yōu)化酶消化參數(shù)與培養(yǎng)基組分,解決了反芻動(dòng)物滋養(yǎng)層細(xì)胞體外培養(yǎng)中常見(jiàn)的成纖維細(xì)胞污染問(wèn)題。采用威尼德紫外交聯(lián)儀進(jìn)行蛋白印跡膜固定,確保標(biāo)志物檢測(cè)的特異性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),蒙古綿羊滋養(yǎng)層細(xì)胞在hCG分泌動(dòng)力學(xué)上與人源細(xì)胞存在差異,其峰值出現(xiàn)時(shí)間較晚且持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng),可能與物種間胎盤(pán)發(fā)育周期差異相關(guān)。
值得注意的是,該細(xì)胞在傳代至第5代后出現(xiàn)分化傾向,表現(xiàn)為hCG分泌量驟降及形態(tài)扁平化,提示后續(xù)研究需控制代次。此外,威尼德分子雜交儀在RNA表達(dá)檢測(cè)中展現(xiàn)出高靈敏度,為功能機(jī)制解析提供了技術(shù)支持。
結(jié)論
蒙古綿羊絨毛膜滋養(yǎng)層細(xì)胞的體外培養(yǎng)體系,明確了其形態(tài)、分子標(biāo)志及功能特性。該模型可用于探究反芻動(dòng)物胎盤(pán)發(fā)育的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò),并為妊娠相關(guān)疾病的藥物篩選提供平臺(tái)。未來(lái)將進(jìn)一步優(yōu)化三維培養(yǎng)條件,模擬母胎界面微環(huán)境以提升研究?jī)r(jià)值。
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