该协议提供了一种无酶方法,用于使用外植方法从腹肌成形和脂质酶样本中分离中质性干细胞。没有苛刻的酶或离心步骤提供了临床相关的干细胞,可用于体外研究或转回诊所。
中位干细胞 (MSCs) 是一种多能细胞,可以从各种成人和胎儿组织(包括脂肪组织)中分离出来。作为临床相关的细胞类型,需要最佳方法在体外分离和扩展这些细胞。大多数分离脂肪衍生MSCs(ADSCs)的方法都依赖于苛刻的酶,如胶原酶,来消化脂肪组织。然而,虽然这些酶能有效地分解脂肪组织并产生高ADSC回收率,但价格昂贵,可能对ADSC产生不利影响,包括临床应用中使用异种基因成分的风险。该协议详细说明了从没有酶的新鲜脂化和腹肌成形样品中分离ADSCs的方法。简单地说,这种方法依赖于任何散装组织的机械分离,然后是外植型培养系统。ADSC 允许从组织迁移到组织培养板上,之后 ADSC 可在体外培养和扩展,用于任意数量的研究和/或临床应用。
中位干细胞 (MSCs) 是一类多能的成人干细胞,可以从各种成人和胎儿组织(包括脂肪组织)中分离出来。这些细胞是一个有吸引力的细胞类型,无论是基础研究和临床应用,由于其可塑性,分化成所有生殖层在体外细胞,跨越异体屏障,家炎症区,并抑制炎症(在谢尔曼等人1)。脂肪衍生的MSCs(ASCs)特别有吸引力,因为它们易于获得,因为脂肪组织通常被认为是在常规抽脂和腹肌成形术后丢弃组织。然而,一旦获得,样品通常受到苛刻的条件 – 或酶条件或离心 – 以隔离ASCs2,3。此方法说明了在没有苛刻的酶或离心步骤的情况下,使用外植方法隔离 ASC 的简单过程。
分离ASC的最常见方法包括清洗脂肪样品,用胶原酶酶酶消化样品,使样品离心,最后在培养ASCs4之前裂解红血球。虽然有效隔离高产量的ASC,使用异种基因成分(例如,酶消化胶原酶)被认为是超过”最小操纵”由美国食品和药物管理局,并可能构成风险,如免疫反应,禁止在诊所5,6使用细胞。为了尽量减少异种性成分的风险,许多小组建议非动物衍生的,制造酶来消化脂肪组织。然而,这些酶仍然是苛刻的,并可以改变细胞表型7。
其他隔离ASC的方法包括高速离心,使用高达1,200 x g的力,以及涡旋来隔离ASC8。即使低至400 x g的力也足以隔离可行的ASCs9。虽然这些细胞确实产生大量的活细胞,但许多协议未能在14天8之后增殖。此外,机械分离产生的恢复细胞比酶消化少,但与其他细胞内源性到脂肪组织在通过0 10时,分离细胞的ASCs比例更高。
在更纯净、更可行的ASC种群的隔离,加上异种成分的成本和风险,使得酶消化对临床的翻译的吸引力越来越小。虽然机械隔离最初是一种有利的方法,但所使用的方法存在显著差异,加工的组织体积仅限于专用离心单元的大小,并且可能取决于操作员的一致性2。
虽然酶消化和离心都迅速产生大量的ASCs,这些孤立的细胞显示型板状变化,产生关于他们的行为的问题,当返回到患者2。因此,一些群体采用一种基于植物的ASC分离方法,即ASC从小块固体脂肪组织3、11、12中迁移出来。这种迁移可能是细胞被吸引到营养丰富的介质的影响。与其他MSC种群一样,ASC坚持使用塑料,在用过的组织培养基(下称成分)中存活和增殖,允许它们从其他细胞类型与脂肪组织分离。虽然最初恢复的细胞较少——通常需要>1周,直到细胞在组织培养板上可见——这些未操纵的ASC将在体外增殖,允许细胞扩展到临床相关卷11、12、13。
ASC 是 MSC 的一个有吸引力的来源,因为组织易于访问。对于临床和研究应用,科学家在隔离和培养这些细胞时必须牢记捐赠者的变异性。由于尚未阐明的原因,来自不同捐助者的MSC表现出不同的体外增殖能力,这将随后影响ASC从脂肪外移和扩散能力中迁移。虽然从这些无酶外植株分离的ASCs达到汇合时间可以观察到变异性,但样品在体外不增殖的情况很少。
除了供体变异性之外,细胞在组织外迁移和/或体外增殖的最可能来源是组织在加工前储存的时间长度。当样品在加工前可坐至>12h时,或在收获和加工之间未保持湿润时,观察到较差的迁移和增殖率。唯一经常未能增殖的样本是未用盐水溶液保持湿润的腹肌分体样品:在这些情况下,组织块中心的组织通常足够潮湿,需要处理,但偶尔需要丢弃。因此,通过加工保持组织在收获时保持湿润至关重要。
在1周标记处未在板上观察到ASC的情况下,仍应从组织培养板中取出脂肪外植,以免发生组织坏死。有时,细胞太少,难以识别,但少数细胞能够在培养系统内扩展。如果细胞在3周内仍未观察到,隔离应视为失败。
在某些情况下,特别是腹肌整形,由于手术领域的局限性,不可能获得真正的无菌样品。如果无法使用无菌容器将组织从手术室运送到层流罩,则去除组织外部 1 厘米通常足以防止微生物污染。如果腹肌成形性样品附着在皮肤上,可以使用70%的乙醇擦拭皮肤,在切碎脂肪组织之前对表面进行消毒。
在切碎过程中,将组织切成小块,切成细碎,这一点至关重要。如果外植量过大,ASC 的表面面积将不足以从组织迁移到板中。此外,至关重要的是,组织不要留在板中任何时间超过必要的,以免组织成为坏死。
此方法的一个限制是使用酶(在所述协议中,胰蛋白酶)在组织培养过程中分离 ASCs。其他非动物衍生酶,如阿库塞酶,可以替代,以消除动物衍生产品的需求,然而,这将增加组织培养的成本。为此,许多团体正在研究非二维组织培养方法,如生物反应器和脚手架系统,以增加MSC的生长潜力,同时尽量减少从基质分离细胞22的需要。
将 ASC 转移到诊所时,植物外移隔离方法的一个主要限制是依赖于良好的制造实践 (GMP) 水平组织培养设施,而许多医疗中心缺乏这种设施。在这些情况下,需要采用任何自封闭、基于酶或离心的方法。然而,随着GMP设施越来越普遍,这种影响预计会受到限制。同时,即使缺乏GMP组织培养设施的此类设施也可以考虑使用外植方法在体外研究ASCs:操作越少,这些细胞就越类似于体内的同类细胞。
该方法提供了一种简单的方法,在没有苛刻的酶或离心步骤的情况下,将ASCs从脂肪组织(包括脂吸气和腹肌)中分离出来。虽然ASCs的初始产量低于其他方法,但ASC将在体外增殖,从而最大限度地减少初始产量降低的影响。缺乏过度或有力的操作使得ASCs以特别相关的方式被隔离,因为问题较少(即观察到的效果是细胞本身还是细胞在隔离过程中的操纵造成的).
The authors have nothing to disclose.
作者没有承认
Dimethyl Sulfoxide | Fisher Bioreagents | BP231 | |
Dulbecco's Modified Eagle's Medium – high glucose | Sigma-Aldrich | D5671 | |
Falcon 3003 tissue culture plates | Corning | Corning | |
Fetal Bovine Serum | Sigma-Aldrich | F2442 | serum is batch tested to ensure it supports MSC growth |
L-Glutamine solution | Sigma-Aldrich | G7513 | |
Mr. Frosty | Nalgene | 5100-0001 | |
Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P4333 | |
Trypsin-EDTA solution | Sigma-Aldrich | T4049 |