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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(wú)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(wú)酶釋放粘附細(xì)胞

發(fā)布日期:2020-04-08 作者: 點(diǎn)擊:

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

 

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(wú)酶細(xì)胞分離方法,該方法利用聲壓從間歇行波中浸入無(wú)血清培養(yǎng)基中。與通過(guò)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(guò)更有效的轉(zhuǎn)移過(guò)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(lái)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^(guò)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(guò)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(lái),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(lái)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(guò)減少細(xì)胞蛋白質(zhì)來(lái)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(wú)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(guò)程的效率,盡管它們?nèi)匀徊捎靡鹊鞍酌福瑫r(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(wú)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

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