体外小肠干细胞培养基及培养方法_2

文档序号:9367586阅读:来源:国知局
/F12培养基、RPMI1640培养基及Eagle's培养基等。
[0024] 本发明自公知高等DMEM/F12培养基中所包含的9种生长因子(例如:抗坏血酸 磷酸酯、AlbuMAXII、人转铁蛋白、重组胰岛素全链、谷胱甘肽单钠、偏钒酸铵、氯化锰、亚硒 酸钠及乙醇胺)筛选出培养小肠干细胞的最适成分,该最适成分包括转铁蛋白、乙醇胺、抗 坏血酸盐、谷胱甘肽及亚硒酸钠,之后,再以部分析因设计法及SPSS软件得出各最适成分 的浓度,以得出"最佳培养基",该最佳培养基包含基础培养液、转铁蛋白、乙醇胺、抗坏血酸 盐、谷胱甘肽以及亚硒酸钠。该基础培养液选自培养细胞相关技术领域中常用者,例如自由 DMEM培养基、DMEM/F12培养基、RPMI1640培养基及Eagle's培养基等。
[0025] 于本发明的一具体实施例中,通过显微镜观察及小肠干细胞标志基因的表达,显 示出以公知的高等DMEM/F12 (含有胎牛血清)培养基培养的小肠干细胞,可以保持该小肠 干细胞在未分化阶段的类肠状物形态,并维持其干细胞的分子生物学特性,而以最佳培养 基培养者(不含胎牛血清),可得到更多的类肠状物,且其小肠干细胞标志基因的表达量亦 上升,表示本发明的最佳培养基可提供小肠干细胞更佳的生长环境,并维持其未分化的细 胞型态及干性胞特性,且不含血清,对于临床上的应用更具潜力。
[0026] 本发明说明书中所提及的"抗坏血酸、或其盐、或其酯"意指包含抗坏血酸、抗坏血 酸盐(例如:钠盐、镁盐、钙盐等)及抗坏血酸酯。其中,该抗坏血酸、或其盐、或其酯最佳选 自抗坏血酸磷酸酯。
[0027] 本发明说明书中所提及的"谷胱甘肽或其盐"意指包含谷胱甘肽及谷胱甘肽盐 (例如:钠盐、镁盐、钙盐等)。其中,该谷胱甘肽盐最佳选自谷胱甘肽单钠。
[0028] 实施例
[0029] 实施例1小肠干细胞的分离及体外培养
[0030] 将重量大约50至60克(g)、3周大的C57BL/6JNarl小鼠(NLAC台湾)牺牲后取 出其小肠并以冷磷酸盐缓冲液(phosphate-bufferedsaline,简称PBS)(Hyclone,美国 (USA))冲洗,将该小肠切成5毫米(mm)的片状物并纵向展开后移入含有3毫摩尔(mM)乙 二胺四乙酸(61:11716116(11&111;[116七61:抑&。61:;[。&(^(1,简称£01六)(3181]1&,1]3六)及2%庆大霉素 (gentamicin) (GIBCO,USA)的PBS中,以定轨摇床(orbitalshaker)在 4°C下振动 30 分钟。 再手持振动30秒后,将该小肠组织片状物移入冷PBS中,再以定轨摇床振动5分钟。接着 将该小肠组织于漩涡搅拌器(vortex)上振动以使该小肠组织中的小肠干细胞因震荡而释 入于溶液中,再通过70微米(ym)过滤器过滤,将该过滤液在4°C下以200g离心10分钟后 获得小肠干细胞沉淀物。
[0031] 以高等DMEM/F12培养基(GIBCO,USA)将该小肠干细胞沉淀物重新悬浮, 将5000个初始小肠干细胞种入含有层连结蛋白(laminin)的基质胶(matrigel)(BD Biosciences,USA)的 12孔盘中,并以补充有2mML-谷胱甘肽(L-glutamine) (Sigma,USA)、 100单位/毫升(units/mL)的盘尼西林(Gibco,USA)、100毫克/毫升(yg/mL)的链霉素 (Gibco,USA)及2%胎牛血清(Fetalbovineserum,简称FBS) (Hyclone,USA)的高等DMEM/ F12培养基覆盖,另外再加入50纳克/毫升(ng/ml的上皮生长因子(Epidermalgrowth factor,简称EGF)(R&Dsystems,USA)、500ng/ml的R-反应蛋白(spondin)、100ng/ml的 头蛋白(Noggin)(PeproTechECLtd,USA)、ltiMJag-I胜妝(Anaspec,USA)、2.5ng/ml Wnt3a(Sigma,USA)及IOyMY-27632 (Sigma,USA)进行体外培养。该小肠干细胞均培养7 至14天,每3天更换培养液。
[0032] 统计分析
[0033] 各数据以T检验(Student'st-test)分析,并以p值〈0. 05认定为具有统计学显 著性。
[0034] 实施例2小肠干细胞在体外(invitro)的生长情形
[0035] 本实施例以高等DMEM/F12培养基及2 %胎牛血清于体外培养小肠干细胞,并观察 其生长情形。将小肠干细胞种入培养基后,该小肠干细胞会快速的从常态小肠腺窝构造转 变成球体结构(spheroidstructure)的肠球体(enterosphere);继续培养时,该肠球体 转变成充满凋亡细胞(apoptoticcells)的类肠状物;该类肠状物具有绒毛区域(villus domain)及不断继续出芽的腺窝区域(cryptdomain)。
[0036] 如图1所示,使用包含2%胎牛血清的高等DMEM/F12培养基可持续培养小肠干细 胞30至45天,直到形成类肠状物的结构。本实施例的结果显示,经由上述实施例1所分离 的小肠干细胞确实具有干细胞活性,而且该小肠干细胞功能在以高等DMEM/F12培养基及 2%胎牛血清的体外培养基中可以持续维持没有丧失。
[0037] 实施例3培养小肠干细胞的培养基最适成分分析
[0038] 1?第一次筛选:
[0039] 本步骤测试12种不同的培养基,其详细组成分及浓度如表1及表2所示,以测试 在分别除去9种生长因子的高等DMEM/F12培养基培养时,该小肠干细胞生长的影响。将实 施例1分离所得的小肠干细胞种入各种不同培养基中,培养7天后计算各孔盘中类肠状物 形成的数量。
[0040] 表1、包含在高等DMEM/F12培养基中但不涵盖于一般DMEM/F12培养基的9种生长 因子
[0041]

状物形成的数量为每孔306±5. 7个,而培养基在缺乏转铁蛋白、偏钒酸铵及乙醇胺时,其 类肠状物形成数量明显减少至分别为每孔232±2. 6、207±27. 8及199±51. 5个;而培养 基在缺乏抗坏血酸酯、谷胱甘肽单钠及亚硒酸钠的实验组中,其结果显示该培养基在缺乏 抗坏血酸、谷胱甘肽及亚硒酸钠时,其类肠状物形成数量减少至分别为每孔273. 7±3. 2、 269. 0±3. 6及241. 3±75. 4个,对于类肠状物的形成数量上显示影响较小;而当培养基在 缺乏AlbuMXII、重组胰岛素全链及氯化锰的实验组中,其类肠状物形成数量分别为每孔 261. 3±49. 0、275. 0±18.O及265. 7±12. 5个,其结果显示对于类肠状物的形成数量上仅 有轻微的影响,虽然经由图2结果可知,在缺乏AlbuMAXII及氯化锰这两组中的数据,平均 值较缺乏抗坏血酸及谷胱甘肽低,但是其标准差也较大,统计的后发现其差别不具显著意 义,所以不选择AlbuMAXII及氯化锰这两个因子进行第二次的筛选。因此,经第一次筛选 的结果获得6种具有影响类肠状物形成的生长因子,即转铁蛋白、偏钒酸铵、乙醇胺、抗坏 血酸、谷胱甘肽钠及亚硒酸钠。
[0047] 2?第二次筛选
[0048] 将上述第一次筛选所获得6种影响类肠状物形成的生长因子,在减少部分实验 组数为目的下,经由一般常见的工程实验设计技术及应用软件(例如:designexpert software)计算下,获得2(6 2)部分析因设计法设计培养小肠干细胞的最适组成
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