小鼠骨髓来源树突状细胞(BMDC)的培养.pdf
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1、 美国美国 PeproTech(派普泰克派普泰克)中国代表处中国代表处 江苏省苏州市玉山路 99 号钻石广场 2 幢 416 室邮编:215021 电话:0512 6832 5983,6832 5993在线咨询:8000 53055(企业 QQ)邮箱:网址: 0小鼠骨髓来源树突状细胞小鼠骨髓来源树突状细胞(BMDC)的培养的培养 主要目次主要目次【经典的 BMDC 制备方法简图】-1【BMDC 培养的发展简史】-2【经典的 BMDC 培养法】-Inaba 法(改良)-4【BMDC大量制备法】-Son法-6【BMDC 大量制备法】-Lutz 法-7【注意事项】-9 摘自文献 Inaba K,et
2、 al.J Exp.Med.1992;176(6):1693-702 3 美国美国 PeproTech(派普泰克派普泰克)中国代表处中国代表处 江苏省苏州市玉山路 99 号钻石广场 2 幢 416 室邮编:215021 电话:0512 6832 5983,6832 5993在线咨询:8000 53055(企业 QQ)邮箱:网址: 1【经典的【经典的 BMDC 制备方法简图】制备方法简图】【前 言】【前 言】C 是“Dendritic Cells”的缩写,中文全称为“树突状细胞”,因其成熟时伸出许多树突样或伪足样突起而得名。DC 是由 2011 年诺贝尔奖获得者、加拿大籍科学家 Ralph M.
3、Steinman 于 1973 年发现的1,是目前发现的功能最强的抗原递呈细胞(Antigen Presenting Cells,APC)。已证实,DC 是唯一能够显著刺激初始 T 细胞(Nave T cells)增殖的 APC,而其它种类的 APC(如单核巨噬细胞,B 细胞等)仅能刺激已活化的或记忆性的 T 细胞,因此 DC 是机体适应性 T 细胞免疫应答的始动者,在肿瘤免疫中也发挥着极其重要的作用。虽然 DC 存在于体内多种组织中,但含量很少,无法满足科学研究和临床治疗的需要,所以人们尝试多种方法来体外培养和扩增 DC。对于人,最常用的方法是从人外周血单个核细胞(PBMC)诱导 DC 的产
4、生。而对于小鼠,最常见的方法是从骨髓细胞诱导产生 DC,即骨髓来源的 DC(Bone Marrow-Derived Dendritic Cells,BMDC)。鉴于功能分析和分子生物学研究的需要,获得更高数量和更高纯度的 BMDC 是大家一直追求的目标,本文将与大家分享 BMDC 的经典制备方法和大量制备法,大家可根据自身 D诱导分化诱导分化0d2d6d8d10dBoneMarrowImmatureDC1.小鼠断颈处死,取股骨和胫骨;小鼠断颈处死,取股骨和胫骨;2.分离骨髓并溶血;分离骨髓并溶血;3.加入加入rmGMCSF(25ng/ml)和和rmIL4(10ng)培养。培养。第第 2d 和第
5、和第 4d3/4 量换液,并补加足量量换液,并补加足量 GMCSF 和和 IL4收集收集DC,重新铺板,重新铺板,以促进以促进DC更成熟更成熟加入以下任意一种成熟诱导剂:加入以下任意一种成熟诱导剂:1.rmTNF (2550ng/ml)2.LPS(1 g/ml)3.rmCD40L(1 g/ml)获得成熟的获得成熟的 BMDC4d再铺板再铺板完全成熟完全成熟MatureDC 美国美国 PeproTech(派普泰克派普泰克)中国代表处中国代表处 江苏省苏州市玉山路 99 号钻石广场 2 幢 416 室邮编:215021 电话:0512 6832 5983,6832 5993在线咨询:8000 53
6、055(企业 QQ)邮箱:网址: 2需要选择使用。另外,我们还备有实用的我们还备有实用的 BMDC 培养操作视频培养操作视频(内部交流,非商用内部交流,非商用),因文件比较大,若需要,可通过我们的企业,因文件比较大,若需要,可通过我们的企业 QQ(号码为:号码为:800053055)向我们索取发送向我们索取发送。【BMDC 培养的发展简史】培养的发展简史】1973 年-加拿大籍科学家 Raplph M.Steinman 在美国洛克菲勒大学(Rockefeller University)工作时从小鼠外周淋巴器官(脾、淋巴结和派氏集合淋巴结)中首次鉴定出树突状细胞(Dendritic Cells,
7、DC)1。Steinman 也因此获得了 2011 年诺贝尔生理学或医学奖。1992 年-日本京都大学(Kyoto University)的 Inaba 在添加 GM-CSF(粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子)的情况下,分别成功从小鼠血液和骨髓细胞体外诱导出大量的 DC2,3。因此,Inaba 被认为是小鼠被认为是小鼠 DC 体外培养的创立者,且体外培养的创立者,且 Inaba 法被称为小鼠法被称为小鼠 BMDC 培养的经典方法。培养的经典方法。1994 年-奥地利因斯布鲁克大学(University of Innsbruck)的 Romani 等发现 GM-CSF 和IL-4(白细胞介素 4)联
8、合诱导,可从人血液 PBMC(外周血单个核细胞)制备出大量的 DC,而GM-CSF 单独诱导的效果不好4。后来,科学家也将 IL-4 应用于小鼠 BMDC 的培养5,6。1999 年-德国明斯特大学(University of Munster)的 Labeur 研究表明,单独用 GM-CSF诱导的 BMDC 为未成熟 DC(immature DC,iDC),GM-CSF 和 IL-4 联合诱导出来的 BMDC的成熟度居中,添加 CD40L 或 LPS 可进一步诱导 DC 完全成熟,即成熟 DC(mature DC,mDC)7。1999 年-德国埃尔朗根大学(University of Erla
9、ngen)的 Lutz 开发出一种可获得超大量BMDC 的方法,每只小鼠可获得的每只小鼠可获得的 BMDC 的数量是的数量是 Inaba 经典方法的经典方法的 50 倍之多倍之多,达达 1-3 x 108个个 DC 细胞细胞/小鼠小鼠8。该法被。该法被 DC 研究者广泛认可和使用研究者广泛认可和使用。1.这些工作均是在RalphM.Steinman的参与下完成的;2.Inaba培养的BMDC来源于小鼠股骨和胫骨中的骨髓;3.Inaba先用抗体+补体法去除骨髓中的淋巴细胞,以防淋巴细胞对BMDC培养的影响;4.在诱导分化过程中,为防止粒细胞的干扰,Inaba通过每2天轻摇培养板并3/4体积换液的
10、方法来尽量去除粒细胞;5.Inaba证实单用GMCSF通过68天的培养,即可从骨髓细胞诱导得到大量的DC细胞,而且混合淋巴细胞反应提示其为成熟的DC细胞;6.该法可从一个小鼠的骨髓中培养获得 57x106个DC细胞。美国美国 PeproTech(派普泰克派普泰克)中国代表处中国代表处 江苏省苏州市玉山路 99 号钻石广场 2 幢 416 室邮编:215021 电话:0512 6832 5983,6832 5993在线咨询:8000 53055(企业 QQ)邮箱:网址: 3 2002 年-美国匹兹堡癌症研究院大学(University of Pittsburgh Cancer Institute
11、(UPCI)的 Son 也研发出一种超大量 BMDC 培养方法,称为 bulk-culture method。该法每只小鼠可获得的该法每只小鼠可获得的 BMDC 的数量是的数量是 Inaba 经典方法的经典方法的 7-10 倍,即倍,即 3 4 x 107个个 BMDC,而且培养时间与,而且培养时间与 Inaba 经典方法相似,仅需经典方法相似,仅需 7 天天9。摘自文献 Son YI,et al.J Immunol Metods.2002;262(1-2):145-57 9 1.骨髓不作任何预先处理;2.使用细菌培养皿(PetriDish)替代细胞培养板;3.细胞的初始铺板密度低,为2x10
12、5/ml;4.培养时间延长至1012天;5.仍仅用GMCSF诱导,但第8天或第10天后减量使用;6.第6天和第8天半量换液,但吸出的悬浮细胞离心后放回原板。1.骨髓取出后仅溶血,不做任何其它处理;2.使用6孔培养板培养;3.培养过程中使用GMCSF+IL4联合诱导;4.培养的第4天和第7天补加足量的GMCSF和IL4。美国美国 PeproTech(派普泰克派普泰克)中国代表处中国代表处 江苏省苏州市玉山路 99 号钻石广场 2 幢 416 室邮编:215021 电话:0512 6832 5983,6832 5993在线咨询:8000 53055(企业 QQ)邮箱:网址: 4【经典的【经典的 B
13、MDC 培养法】培养法】-Inaba 法法(改良改良)3,10?背景:背景:1.Inaba 法获得的 BMDC 数目为 5-7 x 106个/小鼠;2.Inaba 原法操作比较复杂,需要将骨髓中的淋巴细胞等用抗体+补体法预先去除,后来的改良法均省却了这个步骤,其实 Inaba 后来自己也说这个步骤虽然可提高BMDC 的纯度,但不会对 BMDC 的生成产生影响,可做可不做10;3.Inaba 原法仅用 GM-CSF 来诱导 BMDC 的产生,虽然得到的 BMDC 在混合淋巴细胞反应中有较强的刺激能力,但 DC 的成熟度不及 GM+IL-4 的联合诱导,所以后来的改良法中多用 GM+IL-4 联合
14、诱导。?培养步骤:培养步骤:1.小鼠骨髓细胞的获得小鼠骨髓细胞的获得 1.1 小鼠(6-10 周龄)颈椎脱臼法处死,手术取出所有股骨(femurs)和胫骨(tibias),并剪刀和镊子将骨周围的肌肉组织尽量去除干净;注:不要损伤到骨。注:不要损伤到骨。1.2 将骨移至超净台内,并用盛有 70%酒精的无菌培养皿浸泡 2-5min,以消毒灭菌,然后用无菌的 PBS 洗 2 次;1.3 将骨移入另一个盛有 PBS 的新培养皿中,用剪刀剪去骨两端,再用注射器抽取 PBS,针头分别从骨两端插入骨髓腔,反复冲洗出骨髓至培养皿中,直至骨完全变白;1.4 收集骨髓悬液,用 200 目尼龙网滤去小碎片和肌肉组织
15、;1.5 滤过液 1200 rpm 离心 5min,弃上清;1.6 加入 2 ml 氯化铵红细胞裂解液(1x),重悬细胞,室温孵育 3-5min,最长 10min;注:因氯化铵红细胞裂解液对骨髓细胞有一定的伤害作用,所以要尽量缩短溶血时间。注:因氯化铵红细胞裂解液对骨髓细胞有一定的伤害作用,所以要尽量缩短溶血时间。1.7 加入 10 ml PBS 中和裂解液的作用,然后 1200 rpm 离心 5min,弃上清;1.8 PBS 洗 1 次,然后用含 10%FBS 的 RPMI 1640 培养液重悬细胞,至此已获得小鼠骨髓细胞。2.BMDC 的诱导分化的诱导分化 2.1 步骤 1 中获得的小鼠骨
16、髓细胞计数后用含 10%FBS 的 RPMI 1640 完全培养液调整细胞浓度为 0.5-1 x 106/ml;氯化铵红细胞裂解液的配制:氯化铵红细胞裂解液的配制:1.先配制10 x的贮存液,配法如下:称取82.9gNH4Cl,10.0gKHCO3和0.37gNa2EDTA,溶于1L的蒸馏水中,0.22m滤膜过滤除菌,4oC储存6个月;注:可根据需要配制适量的注:可根据需要配制适量的10 x贮存液,其中各组分需成比例增减。贮存液,其中各组分需成比例增减。2.临用前,将10 x贮存液用无菌蒸馏水1:9稀释成1x工作液即可。美国美国 PeproTech(派普泰克派普泰克)中国代表处中国代表处 江苏
17、省苏州市玉山路 99 号钻石广场 2 幢 416 室邮编:215021 电话:0512 6832 5983,6832 5993在线咨询:8000 53055(企业 QQ)邮箱:网址: 52.2 铺至 24 孔培养板内,每孔 1ml 细胞,同时加入重组小鼠 GM-CSF(20ng/ml)和 IL-4(10ng/ml),37,5%CO2培养箱培养,此为培养的第 0 天;注:注:1)一般一只小鼠大约可收获一般一只小鼠大约可收获4-5 x 107个骨髓细胞,所以可以铺至少个骨髓细胞,所以可以铺至少40-50个个24孔板板孔。孔板板孔。2)GM-CSF和和IL-4的使用浓度区间分别为的使用浓度区间分别为
18、20-50ng/ml和和10-40ng/ml。2.3 每 2 天轻轻摇晃培养板,然后 3/4 体积更换新鲜培养液,并补足细胞因子。注:注:1)此步骤的目的是去除粒细胞和淋巴细胞,因粒细胞和淋巴细胞为悬浮生长;此步骤的目的是去除粒细胞和淋巴细胞,因粒细胞和淋巴细胞为悬浮生长;2)Inaba认为培养的前认为培养的前4天,大部分天,大部分DC贴壁仍较牢,所以此法不会大量损失贴壁仍较牢,所以此法不会大量损失DC;3)若发现损失的若发现损失的DC细胞过多,可仅在培养的第细胞过多,可仅在培养的第2天用此法换液;天用此法换液;4)在培养的第在培养的第4天,可以看到聚团生长的天,可以看到聚团生长的DC贴附于板
19、底,第贴附于板底,第6天则可观察到很多天则可观察到很多DC成集落生长。成集落生长。2.4 在第 5 天和第 8 天之间,轻柔吹打培养液,收集悬浮细胞及巯松贴壁生长的细胞;注:注:1)最佳收集时间是培养的第最佳收集时间是培养的第6天;天;2)此时的细胞已经是此时的细胞已经是BMDC,但成熟度不高,所以需要后续的再铺板(,但成熟度不高,所以需要后续的再铺板(subculture)步骤使其更成熟;)步骤使其更成熟;3)吸出培养液吸出培养液(含含DC细胞细胞)的的24孔培养板需补充新鲜的含重组小鼠孔培养板需补充新鲜的含重组小鼠GM-CSF(20 ng/ml)和和IL-4(10ng/ml)的的RPMI完
20、全培养液,完全培养液,继续培养,以便后面能够再次收集继续培养,以便后面能够再次收集BMDC。2.5 1200 rpm 离心 5min,弃上清;2.6 用含 10%FBS 的 RPMI 1640 完全培养液重悬细胞并计数,然后调整细胞浓度至 1 x 106/ml,并加入重组小鼠 GM-CSF(20 ng/ml)和 IL-4(10ng/ml);2.7 细胞铺板至 100 mm 培养皿(每皿最多 10ml)或 6 孔培养板(2m/孔)。2.8 37,5%CO2培养箱继续培养 1-2 天;2.9 收集悬浮细胞,即为较成熟的 BMDC。注:注:1)第第2.5-2.8步为再铺板步为再铺板(subcultu
21、re)步骤,目的是使第步骤,目的是使第2.4步获得的步获得的BMDC更加成熟。更加成熟。2)再铺板后的再铺板后的3h内可见许多棘状贴壁细胞从内可见许多棘状贴壁细胞从DC簇中迁移出来,而培养簇中迁移出来,而培养1天后会发现这些贴壁细胞从培养板底脱离,而且可以看见在培养液中漂浮着许多典型的天后会发现这些贴壁细胞从培养板底脱离,而且可以看见在培养液中漂浮着许多典型的DC。3.BMDC 的完全成熟的完全成熟 注:步骤注:步骤2中获得的中获得的BMDC并非完全成熟的并非完全成熟的DC,若想得到完成成熟的,若想得到完成成熟的DC,还需,还需LPS,CD40L或或TNF-a等的诱导。等的诱导。3.1 步骤
22、2.4 或 2.9 中获得的 BMDC 以 1200rpm 离心 5min,弃上清;3.2 用含重组小鼠GM-CSF(20 ng/ml)和 IL-4(10ng/ml)的 RPMI完全培养液重悬沉淀,计数后调整细胞浓度为 1 x 106/ml;3.3 加入 24 孔培养板中,并加入成熟诱导剂,如 TNF-(250U/ml),LPS(1g/ml)、或 CD40L(1g/ml)等;3.4 37,5%CO2培养箱培养 2 天;3.5 收集悬浮细胞及疏松贴壁生长的细胞即为成熟树突状细胞。美国美国 PeproTech(派普泰克派普泰克)中国代表处中国代表处 江苏省苏州市玉山路 99 号钻石广场 2 幢 4
23、16 室邮编:215021 电话:0512 6832 5983,6832 5993在线咨询:8000 53055(企业 QQ)邮箱:网址: 6【BMDC 大量制备法】大量制备法】-Son 法法9?背景:背景:1.该法可在 7 天内获得 30-40 x 106个 DC/小鼠,是 Inaba 经典方法的 7-10 倍。DC经 14.5%甲泛葡胺(Metrizamide)梯度离心后,纯度(即 CD11c+/I-Ab+细胞)可达85-95%。2.该法获得的 DC 的内吞能力弱于 Inaba 经典方法,但分泌的 IL-12p70 量相似;3.该法获得的 DC 在混合淋巴细胞反应中比 Inaba 经典方法
24、呈现更强的刺激能力;4.该法获得的 DC 能引起更强的特异性 T 细胞反应;5.以上结果提示,该法比经典方法能获得更多、更成熟的 BMDC。?培养步骤:培养步骤:1.小鼠骨髓细胞的获得小鼠骨髓细胞的获得 见 Inaba 法(改良)中的相应步骤。2.BMDC 的大量制备的大量制备 2.1 步骤 1 中获得的小鼠骨髓细胞计数后用含 10%FBS 的 RPMI 1640 完全培养液调整细胞浓度为 2 x 105/ml;2.2 铺至 6 孔培养板内,每孔 5ml 细胞,同时加入重组小鼠 GM-CSF(1000U/ml)和 IL-4(1000U/ml),37,5%CO2培养箱培养;注:注:1)作者试探了
25、作者试探了125U/ml、250U/ml、500U/ml和和1000U/ml四个细胞因子浓度,发现浓度越低,四个细胞因子浓度,发现浓度越低,BMDC细胞产量和成熟度越低,所以仍建议用细胞产量和成熟度越低,所以仍建议用1000U/ml。2)笔者认为,笔者认为,1000U/ml是一个非常高的浓度,会导致培养成本过高。是一个非常高的浓度,会导致培养成本过高。2.3 在培养的第 4 天,向培养体系中补充重组小鼠 GM-CSF(1000U/ml)和 IL-4(1000U/ml);注:向培养体系中直接补充细胞因子而不换液的目的是避免出现任何细胞损失,以获得最大量的注:向培养体系中直接补充细胞因子而不换液的
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