使用間歇性超聲波行波從標(biāo)準(zhǔn)塑料培養(yǎng)皿中無酶釋放粘附細(xì)胞

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使用間歇性超聲波行波從標(biāo)準(zhǔn)塑料培養(yǎng)皿中無酶釋放粘附細(xì)胞

發(fā)布日期：2020-04-08 作者：點(diǎn)擊：

細(xì)胞分離對(duì)于培養(yǎng)貼壁細(xì)胞至關(guān)重要。胰蛋白酶消化是最流行的分離技術(shù)，盡管它由于對(duì)膜和細(xì)胞外基質(zhì)的損害而降低了生存能力。避免這種損害將提高細(xì)胞培養(yǎng)效率。在這里，我們提出了一種無酶細(xì)胞分離方法，該方法利用聲壓從間歇行波中浸入無血清培養(yǎng)基中。與通過胰蛋白酶消化分離的細(xì)胞數(shù)量相比，此方法可分離96.2％的細(xì)胞，并在48小時(shí)內(nèi)將其轉(zhuǎn)移產(chǎn)率提高至傳統(tǒng)方法的130％。我們顯示消除胰蛋白酶消化減少了細(xì)胞損傷，提高了分離細(xì)胞的存活率。施加到細(xì)胞的聲壓和間歇行波引起的介質(zhì)晃動(dòng)被認(rèn)為是導(dǎo)致細(xì)胞脫離的最重要因素。該擬議的方法將通過更有效的轉(zhuǎn)移過程加快組織培養(yǎng)細(xì)胞的擴(kuò)增，從而改善生物制藥生產(chǎn)。

介紹：細(xì)胞培養(yǎng)是許多生物技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，包括生物藥物的生產(chǎn)，生物蛋白質(zhì)，組織工程和基因轉(zhuǎn)染。目前，約70％的生物藥物的開發(fā)都涉及哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)程序。藥品管道中生物藥品的數(shù)量正在迅速增加，并且在接下來的幾十年中，對(duì)生物藥品的需求預(yù)計(jì)還將增加。此外，對(duì)干細(xì)胞的研究，例如誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞，導(dǎo)致它們?cè)谶^去幾年中在組織工程中的臨床應(yīng)用。這些努力突顯了對(duì)有效培養(yǎng)和提供大量這些細(xì)胞的日益增長(zhǎng)的需求。

有效生長(zhǎng)培養(yǎng)有兩種細(xì)胞培養(yǎng)方法：?jiǎn)螌优囵B(yǎng)和懸浮培養(yǎng)。傳統(tǒng)上，細(xì)胞是在單層5中培養(yǎng)的，其細(xì)胞粘附在平坦的表面上，需要在重新沉積和粘附之前通過酶分離以釋放細(xì)胞：細(xì)胞傳代。懸浮培養(yǎng)方法也已經(jīng)用于研究中，盡管需要仔細(xì)監(jiān)測(cè)以控制例如懸浮培養(yǎng)產(chǎn)生的球體的尺寸。需要由于接觸抑制引起的粘附附聚和維持適當(dāng)水平的氧氣，代謝物和信號(hào)分子。此外，懸浮培養(yǎng)中每個(gè)細(xì)胞所經(jīng)歷的環(huán)境是不同的。球體外部的那些細(xì)胞受到攪動(dòng)，化學(xué)物質(zhì)快速變化以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流入和廢物提取流量的剪切作用，而球體內(nèi)部的細(xì)胞都缺乏。這些差異導(dǎo)致異質(zhì)性和壞死核心，肯定是代表實(shí)驗(yàn)中實(shí)際組織行為所希望的，但是由于細(xì)胞培養(yǎng)整體質(zhì)量的下降，在大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)胞中存在問題。

結(jié)果，由于其易于處理，幾十年來，單層細(xì)胞培養(yǎng)一直是主要的方法，需要在塑料培養(yǎng)皿或燒瓶10中播種，培養(yǎng)，分離和收集細(xì)胞。盡管其占主導(dǎo)地位，但該方法仍存在重大缺陷，但多年來卻很少有改進(jìn)，特別是在細(xì)胞傳代方面。蛋白酶是一種切斷蛋白質(zhì)中肽鍵的酶，當(dāng)細(xì)胞從塑料培養(yǎng)皿或燒瓶中脫落時(shí)，負(fù)責(zé)細(xì)胞表面的破壞。胰蛋白酶是最重要的蛋白酶之一，因?yàn)樗鼜V泛用于分離細(xì)胞的培養(yǎng)中，因此由于其對(duì)細(xì)胞膜的破壞而存在問題。流式細(xì)胞儀可用于通過減少細(xì)胞蛋白質(zhì)來檢測(cè)這種損傷，這已被證明取決于細(xì)胞浸入胰蛋白酶溶液的時(shí)間。長(zhǎng)時(shí)間的胰蛋白酶治療會(huì)延遲第一細(xì)胞分裂，并可能對(duì)貼壁細(xì)胞的增殖產(chǎn)生不利影響。胰蛋白酶處理的細(xì)胞可能會(huì)恢復(fù)其大多數(shù)表面蛋白，它們通常需要8-24小時(shí)才能恢復(fù)，但是胰蛋白酶消化后表達(dá)的某些蛋白是不可逆的。因此，無酶細(xì)胞分離方法對(duì)于繼續(xù)細(xì)胞培養(yǎng)更好。自動(dòng)化的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)顯示出更高的培養(yǎng)效率，其操縱器可以處理細(xì)胞培養(yǎng)皿和培養(yǎng)瓶以及注射或抽吸溶液。這些自動(dòng)化系統(tǒng)有助于提高播種，培養(yǎng)和收集過程的效率，盡管它們?nèi)匀徊捎靡鹊鞍酌?，同時(shí)使用機(jī)器人進(jìn)行機(jī)器人搖動(dòng)和移液，仍然會(huì)損壞細(xì)胞。如果可能，無酶細(xì)胞分離方法可能會(huì)在改善細(xì)胞培養(yǎng)性能和質(zhì)量方面提供實(shí)質(zhì)性的好處。

塑料培養(yǎng)皿