干细胞技术服务.ppt
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1、,干细胞产品技术服务,OricellTM,OricellTM,最新产品:,1.ES成神经元分化试剂盒;2.ES成心肌分化试剂盒;,3.ES成肝实质细胞分化试剂盒;4.MSC成肝实质细胞分化试剂盒;5.NSC成神经元分化试剂盒;,6.NSC成星型胶质细胞分化试剂盒;,目录:,胚胎干细胞培养和技术介绍,成体干细胞的常见问题与解决方案,1.细胞和培养(干细胞、原代细胞产品和试剂)2.细胞分化(多个方向的标准方法)3.细胞示踪(GFP/RFP 和定制方法),干细胞冻存和复苏方案干细胞应用技术,Stem cell,间充质干细胞(MSC),Mesenchymal Stem Cells是一种多能干细,胞;,
2、胚胎干细胞(ES),Embryonic Stem Cells是一种全能的干细,胞,神经干细胞(NSC),Neural Stem cell是一种神经系统的多能干,细胞,Primary cell,神经元系统(多个来源和物种,海马、皮层)星型胶质细胞(多个物种皮层)肝实质细胞;,肝脏前体细胞;,分离其他客户定制细胞;,胚胎干细胞,胚胎干细胞,胚胎干细胞(embryonicstemcellES,细胞)是指胚泡期的内细胞团中分离出的尚未分化的、能在体外培养、具有发育全能性的早期胚胎细胞无限增殖、自我更新,可分化为三个胚层来源的各种组织及细胞类型,ES细胞的来源:5d 胚胎,ABC D,ES生长特性,鼠:
3、生长快,胰酶消化,2天传一次,可一传多。,复苏率较高。,人:生长慢,机械分离,710天传一次,相,对较少。1:41:6。,复苏率低。,表面抗原的表达,Oct-4:一种转录因子,发育全能性的标志。,碱性磷酸酶(AKP):常被用来作为鉴定ES,细胞及其分化与否的重要标志。,SSEA-1:小鼠ES表达,SSEA-3、SSEA-4:人ES表达,染色体结构,核型分析:正常稳定的二倍体核型。不随传代次数而改变。,46,XX;46,XY,核型检测:46,XX,多能性和全能性体内:畸胎瘤实验特定抗,拟胚体,特定条件诱 体免疫导/自然分化 组化,体外分化,去除饲养层细胞,全能性,体内:畸胎瘤实验,体外:去除饲养
4、层细胞,拟胚体(EB,embryoid body。为ES 细胞悬浮,生长自发分化形成,含有内中外三个胚层组织,能基本上模拟体内的发育过程);贴壁诱导;,特定条件诱导/自然分化(除去LIF)各胚层特定抗体免疫组化检测,体内:畸胎瘤检测,血管组织呼吸道上皮,鳞状上皮,腺体组织脂肪组织,体内分化,外胚层:鳞状上皮、神经组织等,中胚层:骨和软骨、横纹肌、骨骼肌、血细胞和骨髓细胞等内胚层:柱状上皮、肠管样组织等,体外:分化形态,ES贴壁诱导,EB约57天后出现自主性搏动,129 Mouse,Human ES,免疫组化检测,Nestin(ectoderm)Troponin(mesoderm),Tubuli
5、n(ectoderm)AFP(endoderm),神经分化:贴壁诱导第2天,神经分化:贴壁诱导第5天,IHC3Tublin,特异性抗原的表达情况,抗原人ES鼠ES,Oct-4+,Nanog+,SSEA-1+,SSEA-3+,SSEA-4+,不断有新的蛋白标记被发现和论证,碱性磷酸酶染色,小鼠ES流式图,染色体结构,核型分析:正常稳定的二倍体核型。不随传代次数而改变。,人(46,XX),鼠(40,XY),性别分析,性别通过PCR的方法鉴定,目的基因是基因组,DNA的Y染色体相关基因Tspy,阳性对照用X,染色体相关基因PolA1以及Gapdh。,ES Clone,mES-GFP,HumanES-
6、GFP,MEF 细胞:ES成功的一个重要因素,Cyagen提供的MEF经过-irradiation 处理,,确保所有的细胞都完全失去增殖能力,又可以保证最佳支持和分泌能力,同时没有任何化学有毒物质的污染,为你ES细胞提供最佳的生长环境;为ES的增殖提供多种因子;,实验室的调查普遍结果:,据Cyagen 对多个实验室使用的53个ES细胞,的样品进行检测,45%被支原体污染;,没有严格质量控制和环境控制的情况下制作的,MEF:有35%以上是携带支原体,这个数据,还根据操作技术不成熟,使用动物污染严重情况,风险也会大大的增加;,丝裂霉素C(MITOMYCINC):,A、长期接触丝裂霉素C,药物毒性将
7、严重影响操作人员的身体健康;(单位量1030ug/ml处理20个10cmdish需要36mg),B、丝裂霉素C溶液的不稳定,4保存,也会快速降解,导致处理的细胞不能完全失活,这将严重影响后面实验分析;,C、丝裂霉素C的残留,微量的丝裂霉素C也会造成ES细胞增殖抑制和分化;(因为其是细胞内DNA结合剂),OCT-4(+)SSEA-1(-)SSEA-4(+),AAA,BBB,CCC,Es细胞培养的过程:,如何准备状态良好的MEF细胞;消化传代过程;,如何去除MEF细胞;挑克隆的操作;,如何准备用于进行各种基因操作的细胞;如何准备用于进行注射的细胞;,如何准备状态良好的MEF细胞;,取胚胎(13.5
8、d):去除头部和四肢;,剪碎后加入0.125%胰酶进行消化到组织块基本消失;,终止消化并离心收集细胞;(检测细胞支原体)重悬接种:5000-10000cells/cm2第二天换液后培养3天,进行-射线照射;冻存检测;,生产过程控制:,动物:胚胎的孕龄;动物的污染物;细胞的支原体;,细胞的支持能力;细胞的失活;,蛋白表达检测;,合适的MEF的密度:,细胞的贴壁效率;细胞的分泌能力;细胞的大小;,最佳的密度受到很多因素影响:25000cells,过密:克隆生长缓慢,克隆小,但是立体感好;过稀:克隆容易分化,边缘不清晰,但是克隆增殖稍快;,最佳的密度:克隆边缘清晰,细胞容易增殖,大小均一。,如何去除
9、MEF:,无饲养层培养:但是代数非常有限,基本不能长期传代;,MEF培养:可以长期培养,细胞的状态好,不,影响细胞的全能性;,原理:利用不同细胞的贴壁的时间差异;,步骤:消化后离心重悬,在包被明胶的皿上贴壁,30min,轻轻吸出上清,接入另外一个包被有,明胶的皿中30min,再吸出上清中的细胞;并在包被的皿上培养一段时间,就可以去除大部分的MEF细胞;,影响因素:,克隆的状态:分化的细胞的贴壁性会大大增加;,MEF的状态:MEF如果有大量的碎片也会增加,液体的粘稠度干扰细胞的正常分离;,消化的效果:如果有MEF没有和ES很好的分开,会将ES一起贴在皿上;,细胞团和颗粒:颗粒大细胞团会导致细胞快
10、速沉淀并导致细胞贴壁;,如果效果不佳可以进行多次的重复,但是会大大减少细胞的回收率;,ES细胞的传代:,细胞的克隆出现足够大,细胞的边缘开始出现不清晰,细胞的克隆出现部分分化的情况;一般的周期是3-5天;,传代比例依据细胞的克隆大小和细胞的生长状态,比例为1:5-1:10;,消化的时候观察一般以MEF为标准,如果MEF基本上已经开始脱壁就可以终止消化;,挑克隆技术:,当克隆大部分出现分化的时候;克隆大小不均并且生长缓慢;注意事项:,拉针(要注意末端的大小)或使用1ml的注射器;,在体视镜下操作,要在解剖超净台中操作;注意环境,避免污染;,提取的克隆要消化后才能进行接种;单克隆的培养周期长,要更
11、有耐心;,用于ES囊胚注射的细胞控制:,低代数:(细胞的全能型和基因变异和染色体变异),低分化程度:(细胞分化会大大影响细胞最后的整合的效率和生殖遗传的比例),最低的控制标准:正常的核型,细胞的各种分化蛋白没有表达,各种ES的正常表达蛋白正常;具有成瘤性;增殖速度快;无任何外源污染;,其他类型的成体干细胞,间充质干细胞神经干细胞,间质干细胞是目前研究最多的干细胞,来源研究方向:不断有文章报道从不同的组织分离出MSC,整体方向是有利临床广泛取材和减少病人痛苦;,与组织工程结合的研究方式,最重要是如何提高与组织的相容性和提高在向多个方向分化的控制,如何成为一个真正的组织;,临床治疗研究,也是目前细
12、胞治疗的研究热点,国内主要的治疗细胞;,基因研究的载体,干细胞分化机制模型;,Cyagen能够提供协助:,来源研究:基本上从体内的各个组织中发现非常多的干细胞,包括肌肉,肺部,肌腱,血管,皮肤等,而这些细胞都具有含量非常少,同时也具有非常明显的组织特意性,表达非常多的组织特异性的蛋白;(提供高难度提取服务),组织材料学:结合纳米材料和其他生物学材料,用于研究具有临床前景的材料;(细胞相容性,蛋白表达,细胞分化分析等),临床研究:如何从单一来源获得大量稳定而且维持良好的生物学特性的细胞,同时保证生物的安全性;(提高全套的技术支持和服务),间质干细胞,定义:来源于中胚层的早期细胞,能够分化为多种中
13、胚层和神经外胚层来源的细胞。,来源组织:骨髓、骨膜、脂肪组织、脐血等。来源物种:人、大鼠、小鼠、猴子、犬、兔子、猪等。,分离方法,骨髓,人,猴子,犬,密度梯度离心法:不同颗粒之间存在沉降系数差时,在一定离心力作用下,颗粒各自以一定速度沉降,在密度梯度不同区域上形成区带的方法。,大鼠,小鼠,兔子:全骨髓贴壁法,脂肪等组织:,人、大鼠、小鼠:酶消化法,鉴定方法不同物种的表面标记差异:,表面标志人,猴子大鼠小鼠,阳性CD29,CD44,CD71,CD90CD29,CD44,CD105CD29,CD44,CD166,阴性CD34,CD45,CD105,CD166CD34,CD45弱阳:CD34,CD4
14、5,传代能力,有限增殖,随着传代次数增加,分化能力逐渐降低,按照1:2的比例:,人:12代达到纯化,最多1520代。,大鼠:34代达到纯化,最多2025代。,小鼠:78代达到纯化,最多2530代。,间充质干细胞培养的问题/解决方案,BMSCs:来源长骨的骨髓,体内与造血功能有紧密关系,,但是也存在牙髓和其他短骨里面,缺点是取材时给病人的痛苦较多;,ADSCs:来源全身的脂肪组织,包括皮下和内脏脂肪垫;,来源属于微创方法取材,主要是来源于抽脂减肥的手术;,其他来源的间质干细胞:胰腺干细胞、心脏干细胞、肝脏干细胞、肌腱干细胞和牙周膜干细胞等;还有新生儿的脐带、胎盘等其他组织;,细胞形态:不同的组织
15、来源的间质干细胞的形态多样,,基本无法从细胞的形态上进行有效的区分;,表面抗原:不同来源的细胞的表面标记会有差异BMSC和ADSCs的区别就是CD106(+/-)和CD49d(-,/+);,分化能力:会有较大的波动,随着不同个体、不同组织,来源会有变化;,培养液选择:不同来源也是不同!,间质干细胞形态特征,P0,40X,P3,40X,骨髓间质干细胞定向分化为脂肪细胞,梭形、纤维样细胞原代:克隆样生长传代后:匀质、涡旋状排列,HumanDog,RatMonkey,MouseRabbit,间质干细胞培养系统,标准:,1.增殖速度变化;2.细胞分化影响;3.形态学变化;,4.克隆形成率变化;5.基因
16、表达影响;,6.使用的特殊要求;7.价格因素;,如何选择间质干细胞培养系统?,基础培养基的选择:依据细胞的生长和要求参照文,章进行优化,需要添加部分的氨基酸或者糖;,血清筛选:应该利用10株以上的细胞,进行克隆,形成率、生长曲线、分化能力的比较;,添加物:营养物质、抗氧化物质、抗生素、细胞,因子添加;,优选专业血清,普通胎牛血清,普通牛血,清,细胞培养过程常见问题,细胞增殖速度下降:间质干细胞不是无限的细胞系,最佳的实验窗口是P3-P8;,细胞老化:培养环境不适合(包括培养的表面和培养液);胰酶对细胞表面蛋白的伤害;缺乏相关的生长因子;细胞本身端粒影响;,细胞分化:血清中激素影响、培养表面影响
17、、体外培养时间影响;,间质干细胞常见的污染和控制,细胞污染、造血系统细胞;,取材来源污染:病毒、或者其他感染;,支原体污染:隐性污染,一般难以察觉,导致细胞状态不断下降,影响细胞正常增殖,扩散和污染环境,影响最大;,神经干细胞,广泛存在于成年或胚胎哺乳动物大脑内,可分化为神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞。,神经干细胞,神经干细胞生物学特性,Nestin阳性,自动聚集成球,球体的表面存在绒毛悬浮生长,无血清培养,血清替代物,bFGF,EGF,神经干细胞,NSC存在神经系统中的干细胞,分化:神经元、星型胶质细胞、少突胶质细胞等,NSC取材和培养,鼠神经干细胞(NSC):来源于14.5d胚胎的大脑
18、GE区;,大鼠神经干细胞-悬浮培养小鼠神经干细胞-贴壁培养,大鼠神经干细胞-贴壁培养小鼠神经干细胞-贴壁培养,使用Cyagen 神经干分化试剂,使用血清诱导,NSC的操作要点:,传代培养:,1、悬浮培养必须控制球的大小,传代时,自然沉降,去除其中大球;可以使用机械的方法;,2、悬浮法培养可以获得大量的细胞;,3、贴壁法培养细胞可以用于转基因操作,,但是费用很高;,4、整个培养过程必须保证无血清;5、保证细胞纯度,获得高扩增率;,干细胞的分化机理和相关的技术产品,干细胞分化机理,Wildtype,mouse,fibroblasts,Mouse,Fibroblasts,Carrying,Myf5
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