在科研和医疗领域,细胞系的稳定性对于实验的连续性和治疗的成功率至关重要。
通过不断优化和改进hPSC的培养过程,可以提高hPSC的生长效率和分化能力,保证hPSC的稳定性为后续的实验研究和临床应用提供更有力的支持。
下面我们就来详细介绍一下hPSC细胞培养的全过程(复苏、传代、冻存)。
实验材料
ncTarget® hPSC Medium、Vitronectin、hPSC Dissociation buffer(EDTA传代工作液)、Blebbistatin、hPSC高效冻存液、DMEM/F12培养基、DPBS(不含钙镁)、6孔板、移液管、离心管、冻存管、梯度程序降温盒等。
*此操作教程以ncTarget培养基为例,操作程序同样适用于ncEpic培养基;此操作教程以6孔板操作为例,操作程序同样适用于其他培养容器。
* hPSC常规培养时,当细胞汇合度超过50%,建议换液时可额外添加 50%的培养基;以6孔板为例,换液时每孔可添加3mL的培养基,以此类推。
hPSC复苏
实验准备
1. 将恒温水浴锅预热至37°C。
2. 提前1h取出用Vitronectin包被好的6孔板,置于生物安全柜或37℃培养箱中。
3. 取10mL DMEM/F12培养基 于离心管中,置于生物安全柜恢复至室温。
4. 4℃冰箱取出4mL ncTarget完全培养基,按照1:4000比例加入1μL的Blebbistatin(10mM),充分混匀后恢复至室温。
*1.将ncTarget® hPSC Medium的基础液和添加物混合配制成ncTarget完全培养基。
2.Blebbistatin需避光保存,使用锡纸包裹或褐色瓶储存。
5. 从液氮罐取出待复苏的细胞埋在干冰中,转移至细胞实验室。
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实验操作
1.从干冰泡沫箱中取出1支待复苏的细胞置于37℃水浴锅,手持轻轻摇晃,1min内解冻,肉眼观察细胞悬液内冰晶即将完全消失时(剩余绿豆大小)取出。
2. 75%酒精无尘纸擦拭冻存管表面,转入生物安全柜中;将细胞悬液移入15mL离心管中,逐滴加入10 mL DMEM/F12培养基,轻柔晃动混匀细胞。
3. 离心(160×g,5min),离心完成后可看到离心管底部有细胞沉淀。
图1 细胞沉淀图
4.将离心好的细胞置于生物安全柜中,吸弃上清,留存少量上清液(50uL左右),轻弹管底将细胞弹散;再加入4mL预温的含有Blebbistatin的ncTarget完全培养基重悬细胞沉淀,轻弹混匀细胞,尽量避免反复吹打,以免细胞团被吹散成单细胞。
*如有较大团块,可轻柔吹打1-2次,不要超过2次。
5. 吸弃预包被6孔板中2孔的Vitronectin包被液,将混匀的细胞按照2mL/孔接种到2孔中,水平十字摇匀三次。
6.显微镜下观察,50%细胞呈4-10个聚集的团块,密度为10%-20%。
图2 接种0h 40x的细胞形态
7.将培养皿置于培养箱中(37℃,5%CO2浓度,饱和湿度),再次水平十字摇匀三次,培养;18-24小时后,观察到细胞贴壁良好更换新的ncTarget完全培养基,之后每天更换培养基。
hPSC传代
实验准备
1. 提前1h取出Vitronectin包被的6孔板置于生物安全柜或置于二氧化碳培养箱中。
2. 根据需传代的孔数加上传代后需接种的孔数准备2mL/孔的ncTarget完全培养基,并按1:4000比例加入Blebbistatin(10mM),恢复至室温。
*2mL的ncTarget完全培养基加入0.5μL的Blebbistatin(10mM)。
①传代时机
1.细胞汇合度达85%左右,移动视野观察细胞生长状态,整个皿密度均匀,没有过大的克隆或者克隆过于致密的部分,一般皿边缘比中心部分密度略大。
*一般情况下每 4 天传代一次,即使克隆团较小、汇合度不足,也建议不要连续培养超过 5 天。
2.细胞汇合度较低,但干细胞集落过大,中央细胞生长不良。
②传代比例
可根据细胞生长状态和实验需要按1:5~1:20的比例进行传代。
▪ 如果细胞正常,克隆团汇合度85%,大小均匀,建议按照1:15进行传代;
▪ 如果密度偏低,则可降低传代比例;密度偏高,则增加传代比例。
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实验操作
1. 从培养箱中取出待传代细胞,吸弃孔内ncTarget完全培养基,加入2mL/孔的DPBS(不含钙镁),轻轻摇晃并吸弃。
2. 加入2mL/孔的EDTA传代工作液使溶液完全覆盖孔底,置于细胞培养箱中消化5-8min。
图3 EDTA消化hPSC图示
(A)EDTA 消化4min;(B)EDTA 消化6min;(C)EDTA 消化8min。标尺:200μm。
Tips 1
(1)消化5-8min后,显微镜下观察细胞变化,当大部分细胞变亮变圆,且细胞尚未脱离基质或漂起时即可终止消化(图3C),若大部分细胞仍未变亮,则需要延长消化时间(图3A & B)。
(2)不同细胞消化时间有差异,建议以镜下观察细胞状态为依据。
(2)保持6孔板与培养箱金属隔板直接接触,使6孔板受热均匀,不要叠放。
3. 重悬细胞
3.1 消化结束后轻轻地从培养箱中取出消化的细胞,避免震荡摇晃细胞。显微镜下观察细胞变化,大部分细胞如图3C所示即可终止消化,倾斜吸弃EDTA传代工作液。
3.2 及时加入预温的含Blebbistatin的ncTarget完全培养基,2mL/孔,水平十字摇晃6孔板使细胞脱离基质,并轻柔吹打1-2次,使细胞团变小且均一。
Tips 2
(1)加入含Blebbistatin的ncTarget完全培养基时,可轻柔吹打细胞1-2次,不能超过2次,避免将细胞吹打成单细胞状态。
(2)避免刮擦细胞,有部分细胞(10%-15%)未脱离基质是正常现象,若有大量细胞未脱离则需延长消化时间。
(3)一次操作不要超过1个6孔板,当ncTarget完全培养基加入后要快速吸出。因为加入ncTarget完全培养基后,EDTA传代工作液的效果会很快被终止,细胞又会很快贴壁,而hPSC不能长时间处于EDTA传代工作液中(<15min),所以收集接种细胞时操作必须快速。
4. 接种
4.1 吸弃预温的Vitronectin包被的6孔板中2孔的包被液,加入预温的含Blebbistatin的ncTarget完全培养基,2mL/孔。
4.2 在6孔板上标记细胞名称、代次(P#)、传代比例(#:#)、日期和操作人ID。
4.3 将步骤3.2获得的细胞悬液轻轻摇匀,按预先设定的传代比例均匀分配于孔板中,水平十字摇匀三次。
Tips 3
也可将每板传代所需细胞量计算得出后,转移至15mL离心管中与预温的含Blebbistatin的ncTarget完全培养基悬浮定容到12mL,再均匀分配到吸弃包被液的6孔板中,以此类推。
5.置于培养箱中(37℃,5%CO2浓度,饱和湿度),水平十字摇匀三次,培养过夜;18-24小时后更换新ncTarget完全培养基,此后每天换液,4-5天后继续传代或冻存。
hPSC冻存
实验准备
1.准备相应数量的1.5/2mL冻存管,标记细胞名称、代次(P#)、日期、操作人ID。
2.提前将梯度程序降温盒置于4℃冰箱中预冷。
①冻存时机
显微镜下观察细胞状态良好,细胞汇合度达85%左右可以收获冻存,一般6孔板可收集2-4×106个活细胞/孔,每孔可冻存1管。
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实验操作
1. 从培养箱中取出待冻存细胞,吸弃孔内ncTarget完全培养基。加入2mL/孔的DPBS(不含钙镁),轻轻摇晃后吸弃。
2. 加入2mL/孔的EDTA传代工作液使溶液完全覆盖孔底,置于37℃培养箱中消化5-8min。
图4 EDTA消化hPSC图示
(A)EDTA 消化4min;(B)EDTA 消化6min;(C)EDTA 消化8min。标尺:200μm。
3. 重悬细胞
3.1 消化结束后轻轻地从培养箱中取出消化的细胞,避免震荡摇晃细胞。显微镜下观察细胞变化,大部分细胞如图4C所示即可终止消化。倾斜吸弃EDTA传代工作液。
3.2 摇匀hPSC高效冻存液,每孔加入1mL冻存液,轻柔吹打。
Tips 4
hPSC高效冻存液中的DMSO易沉积在溶液下部,使用前务必要摇匀,如未摇匀可能造成开始用时DMSO浓度不够,后面用的DMSO浓度过高,造成冻存细胞的不稳定。
4. 吸取细胞悬液加入1.5/2mL冻存管中,将冻存细胞置于梯度程序降温盒中。
5. 置入-80℃冰箱中过夜,次日转入液氮罐中长期保存;或使用程控降温设备将细胞降至-80℃以下后直接转入液氮储存。

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