对我们科研人员来说,细胞是实验中必不可少的部分,根据自身实验需要,我们需要从各种样本中制备单细胞悬液,例如血液中的细胞;源于组织样本中的细胞;源于贴壁细胞,比如单核诱导贴壁后形成的巨噬细胞、树突状细胞等;源于悬浮细胞等。针对不同的样本类型,如何制备高质量的单细胞悬液是我们大家比较关注的问题,今天给大家详细的介绍一下从多种样本中制备单细胞悬液的方法,希望对大家有用。
一、外周血样本

(图片来源网络)
人外周血单个核细胞(Peripheralbloodmononuclearcells,PBMCs)的分离制备:
1)医院及其血液中心采取的新鲜的肝素抗凝的2ml外周静脉血备用;
2)将肝素抗凝的静脉血用等体积的PBS稀释并充分混匀;
3)将人淋巴细胞分离液ficoll从4°C取出,恢复至室温,取4ml转移至15ml试管中备用;
4)用无菌吸管吸取稀释后的静脉血,沿管壁缓慢入至人淋巴细胞分离液液面上
(ficoll分离液:抗凝血1:1),缓缓地不要晃荡,保持界面的清楚;
5)将加完外周静脉血后的50ml试管放入台式离心机中,2200rpm水平离心,
室温25min,注意离心机升降速都调至最慢,降速设置中一定要设置成nobreak,或者只有1成的制动。
6)离心完毕后,小心取出15ml试管,离心后管内可分为三层,在上、中层界面处有一层以单个核细胞为主的白色云雾层狭窄带,即为我们所需要的单个核细胞;
7)用无菌吸管吸取白色云雾层狭窄带的单个核细胞,并置于另一15ml离心管
中,加入5mlPBS,1500rpm,室温离心5min,并充分洗涤细胞两次;
8)末次离心后,弃去上清,加入完全RPMI1640培养液重悬细胞,充分混匀;
9)用白细胞计数液计数单个核细胞,根据实验所需,加入完全1640培养液调整细胞浓度到所需要的浓度。
二、组织样本

(图片来源网络)
常见的组织类型:小鼠脾脏、肝脏、心脏、肺脏、脑组织、肿瘤组织、人肿瘤组织、皮肤组织……
机械法:网搓法、研磨法
适用样本类型:脾脏、淋巴结、胸腺
网搓法
1、将300目尼龙网扎在无菌的小烧杯上;
2、把剪碎的组织放在网上,以眼科镊子轻轻搓组织块,边搓边加生理盐水冲洗,直到将组织搓完;
3、收集细胞悬液于离心管中,1500rpm离心5min;
4、弃上清液,加红细胞裂解液重悬沉淀,室温作用5min,加等体积的PBS中和后,1500rpm离心5min,弃上清,用PBS洗涤一次,再用PBS重悬,细胞计数后即可使用。
研磨法
1、先将组织剪成1-2mm大小组织块;
2、放入组织研磨器中,转动研棒,研至匀浆;
3、加入10ml生理盐水,冲洗研磨器;
4、收获细胞悬液,并经200目尼龙网过滤,1500rpm离心5min;
5、弃上清液,加红细胞裂解液重悬沉淀,室温作用5min,加等体积的PBS中和后,1500rpm离心5min,弃上清,用PBS洗涤一次,再用PBS重悬,细胞计数后即可使用。
适用样本类型:肝脏、肾脏、心脏、肺脏、脊髓、脑、肠道、皮肤、肿瘤等;
操作步骤:
1、先将组织剪成泥状。
2、用胰蛋白酶或胶原酶消化组织块,胰蛋白酶适用千消化细胞间质较少的软组织,如胚胎、上皮、肝、肾等组织。胰蛋白酌工作浓度一般为0.1%—0.5%。对于纤维较多的组织或较硬的癌组织常用0.25%胶原酶,胶原酌对组织中胶原蛋白类结构消化作用强,它仅对细胞间质有消化作用而对上皮细胞影响不大。胶原酶常用浓度为0.1—0.3ug/ml,用大于组织量30—50倍的胰蛋白酶液或胶原酶液在37°C,摇床上消化组织,消化时间的长短依组织类型而定,一般来说,胰蛋白酶油作用20—60min,胶原酶需1—4h左右,一般还会加入DNA核酸内切酶。
3、消化完毕后,将细胞悬液通过200目孔径尼龙网过滤,以除掉未充分消化的组织;
4、已过滤的细胞悬液经1500rpm离心5min后,弃上清液,加红细胞裂解液重悬沉淀,室温作用5min,加等体积的PBS中和后,1500rpm离心5min,弃上清,用PBS洗涤一次,再用PBS重悬,细胞计数后即可使用。
下表整理了人和小鼠常见的不同组织处理方法,并附上参考文献,此内容来源于Worthington:
Species | Cells | Enzyme(s) | Reference |
Human | 脂肪细胞 | 2型胶原酶:0.01-0.5% | EffectofCollagenaseConcentrationonTheIsolationofSmallAdipocytesfromHumanBuccalFatPad.,JOralSci,2018 |
Human | 脂肪细胞 | CollagenaseType1:0.1% | Epigenome-wideAssociationStudyofBodyMassIndex,andtheAdverseOutcomesofAdiposity,Nature541,81,2017 |
Human | 基质细胞 | 胶原酶2型:0.075% | Ultrasound-AssistedLiposuctionProvidesaSourceforFunctionalAdipose-DerivedStromalCells.,Cytotherapy19,1491-1500,2017 |
Human | 骨髓基质细胞 | 胶原酶1型:0.075% | MesenchymalStromalCellsProtectHumanCardiomyocytesfromAmyloidFibrilDamage,Cytotherapy19,1426-1437,2017 |
Human | 间充质干细胞 | 胶原酶2型:0.2% | AdipogenicDifferentiationofMesenchymalStemCellsAltersTheirImmunomodulatoryPropertiesinaTissue-SpecificManner.,StemCells35,1636-1646,2017 |
Human | 脂肪源内皮细胞 | 胶原酶1型:0.1% | AutologousCellSourcesinTherapeuticVasculogenesis:InVitroandInVivoComparisonofEndothelialColony-FormingCellsfromPeripheralBloodandEndothelialCellsIsolatedfromAdiposeTissue.,Cytotherapy18,242-52,2016 |
Human | 脂肪干细胞 | 胶原酶1型:0.1% | HighGlucose-InducedReactiveOxygenSpeciesGenerationPromotesStemnessinHumanAdipose-DerivedStemCells,Cytotherapy18,371-83,2016 |
Human | 骨髓基质细胞 | 胶原酶4型:0.2% | EffectofMildHeatStressontheProliferativeandDifferentiativeAbilityofHumanMesenchymalStromalCells.,Cytotherapy17,359-68,2015 |
Human | 脂肪干细胞 | 胶原酶2型:0.1% | ExpressionAnalysisofHumanAdipose-DerivedStemCellsDuringInVitroDifferentiationtoanAdipocyteLineage.,BMCMedGenomics8,41,2015 |
Human | 脂肪基质 | 胶原酶1型:0.075% | TherapeuticPotentialofAdipose-DerivedSSEA-3-PositiveMuseCellsforTreatingDiabeticSkinUlcers.,StemCellsTranslMed4,146,2015 |
Human | 脂肪组织细胞 | 胶原酶1型:0.1% | DifferentialEffectsofProcessingTimeandDurationofCollagenaseDigestiononHumanandMurineFatGrafts.,PlastReconstrSurg136,189e-199e,2015 |
Human | 脂肪基质血管细胞 | 中性蛋白酶:2.4u/ml 胶原酶:250u/毫升 | HumanWhiteandBriteAdipogenesisisSupportedbyMSCA1andisimpairedbyImmuneCells.,StemCells33,1277-91,2015 |
Human | 脂肪源性间充质干细胞 | 胶原酶2型:0.1% | DefinedSerum-FreeMediaforInVitroExpansionofAdipose-DerivedMesenchymalStemCells.,Cytotherapy16,915,2014 |
Human | 脂肪提取干细胞 | 胶原酶1型:0.15% | ChoosingtheRightTypeofSerumforDifferentApplicationsofHumanAdiposeTissue-DerivedStemCells:InfluenceonProliferationandDifferentiationAbilities.,Cytotherapy16,789,2014 |
Human | 间充质基质 | 胶原酶1型:0.1% | ProliferativeandPhenotypicalCharacteristicsofHumanAdiposeTissue-DerivedStemCells:ComparisonofFicollGradientCentrifugationandRedBloodCellLysisBufferTreatmentPurificationMethods.,Cytotherapy16,1220-8,2014 |
Human | 脂肪间质干细胞 | 动物游离胶原酶:200u/ml | XenofreeEnzymaticProductsfortheIsolationofHumanAdipose-DerivedStromal/StemCells.,TissEng19,473-8,2013 |
Human | 基质血管成分 | 胶原酶1型:0.075% | StromalVascularFractionIsolatedfromLipo-AspiratesUsinganAutomatedProcessingSystem:BenchandBedAnalysis.,JTissueEngRegenMed7,864,2013 |
Human | 脂肪干细胞 | 胶原酶1型:0.1% | Platelet-RichPlasmaGreatlyPotentiatesInsulin-InducedAdipogenicDifferentiationofHumanAdipose-DerivedStemCellsThroughaSerine/ThreonineKinaseAkt-dependentMechanismandPromotesClinicalFatGraftMaintenance.,StemCellsTranslMed1,206-20,2012 |
Human | 血管周围干细胞 | 胶原酶2型:0.1% | AnAbundantPerivascularSourceofStemCellsforBoneTissueEngineering.,StemCellsTranslMed1,673,2012 |
Human | 脂肪来源的间质血管 | 胶原酶1型:0.1% | ConciseReview:Adipose-DerivedStromalVascularFractionCellsandPlatelet-RichPlasma:BasicandClinicalImplicationsforTissueEngineeringTherapiesinRegenerativeSurgery.,StemCellsTranslMed1,230-6,2012 |
Mouse | 脂肪基质 | 胶原酶1型:0.1% | AdiposeStromalVascularFraction-MediatedImprovementsatLate-StageDiseaseinaMurineModelofMultipleSclerosis.,StemCells35,532-544,2017 |
Mouse | 脂肪间质细胞 | 胶原酶2型:0.2% | AdiposeMesenchymalStromalCellsMinimizeandRepairRadiation-InducedOralMucositis.,Cytotherapy18,1129-45,2016 |
Mouse | 脂肪基质 | 胶原酶1型:0.1% | ImprovedMobilizationofExogenousMesenchymalStemCellstoBoneforFractureHealingandSexDifference.,StemCells34,2587-2600,2016 |
Mouse | 脂肪细胞 | 胶原酶:0.1% | TheEffectsofASingleDevelopmentally-EntrainedPulseofTestosteroneinFemaleNeonatalMiceOnReproductiveandMetabolicFunctionsinAdultLife.,Endocrinology156,3737,2015 |
Mouse | 间质血管细胞 | 胶原酶2型:0.2% | NaturalKillerTCellsinAdiposeTissueareActivatedinLeanMice.,ExpAnim62,319,2013 |
Mouse | 脂肪干细胞 | 胶原酶2型:0.1% | BiologicalandClinicalAvailabilityofAdipose-DerivedStemCellsforPelvicDeadSpaceRepair.,StemCellsTranslMed1,803,2012 |
三、贴壁细胞

(图片来源网络)
贴壁细胞(adherentcells):活体体内细胞当离体置于体外培养时大多数以贴壁方式生长,主要包括正常细胞(例如:成纤维细胞、巨噬细胞、神经胶质细胞、心肌细胞以及肝、肺、肾、乳腺、皮肤细胞等)和肿瘤细胞。
胰蛋白酶消化
胰蛋白酶:最常用,浓度一般0.25%-5%,37℃消化时间一般1-5min,用血清终止;
四、脱落细胞

(图片来源网络)
临床上常见的脱落细胞经过简单处理就能制备成单细胞悬液,用于后续实验,具体操作:
1、食管拉网细胞的单细胞悬液的制备:
(1)将食管拉网器上的细胞洗脱到10mlPBS液中,1500rpm,5min离心后,再用PBS液洗2次,800rpm,离心2min,弃上清;
(2)再加入PBS液5ml,以300目尼龙滤网过滤,离心沉淀去上清;
(3)加少许PBS液混匀沉淀细胞,备用。
2、胸、腹水脱落细胞的制备
(1)抽取胸、腹水50ml,加入1000U/ml肝素液1ml,放盐水瓶中置于4℃冰箱中静置6~12h,弃去上清;
(2)将底部10~20ml用长吸管移入试管中,用PBS液洗3次,以1500r/min离心沉淀5min;
(3)再加5mlPBS液混匀,用300目尼龙滤网过滤,离心沉淀去上清;
(4)加少许PBS液,混匀;加固定液或低温保存,备用。
3、冲洗液细胞样品的制备
(1)用300~500ml生理盐水冲洗膀胱,冲洗一定时间后,吸出冲洗液放入容器中于冰箱内置6~12h;
(2)取沉淀液20~40ml,离心沉淀并以生理盐水洗2次,吸上清;
(3)加10mlPBS液,混匀,以300目尼龙滤网过滤,离心沉淀去上清;
(4)过滤后1000rpm/min,10min,离心沉淀,去上清;加固定液或低温保存备用。
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