中华眼底病杂志2002年3月第l8卷第1期Chin J Ocul Fundus Dis,Mar 2002,Vo1 18…N 1 61 ・实验研究・ 兔眼虹膜色素上皮细胞的组织培养与 超微结构观察 王兆艳惠延年 【摘要】 目的 建立一种虹膜色素上皮(iris pigment epithelium,IPE)细胞培养方法。 方法 使用 酶消化加机械分离的方法培养IPE细胞并进行组织学观察。 结果用该方法可成功培养IPE细胞.培养 的IPE细胞在原代及传代生长过程中同视同膜色素上皮(retinal pigment epithelimn,RPE)细胞没有明显 区别。 结论酶消化加机械分离的方法是培养IPE的理想方法 【关链词】色素上皮,眼/超微结构;虹膜;组织培养 中国分类号:R329.2—332 R29 Z4 Cultivation of rabbit iris pigment epithelial cells and observation of its ultra.structure ANG Zhaoyan, HUI Yannian.Department of Ophthahnology,The Fourth MilitaGv Medical University、Xian 710032 Ch zi,l ̄ 【Asbtract]Objective To establish a method{or primary culture 0f iris pigment epithelial cells (IPE). Methods Enzyme—Assisted mi㈣dlssecn0n%vss used to Iso[ate and cultivate the IPE cells An i- dentification was made with microscopic and lmmunohistoehem[cal observations Results IPE were suc— Conclusion cess{ully cultured and showed on differences with RPE 1n primary euh Life and subcuhure Enzyme—Assisted microdissection ls a reliable and quick method for the isolation of IPE [Key words]Pigment epithelium 0f eye/u[trastructure;Iris;Tissue culture 虹膜色素上皮(IPE)细胞与视网膜色素上皮 (RPE)细胞在解剖上具有连续性,在胚胎起源上具有 同源性,因而IPE细胞具有替代RPE细胞移植到视网 膜神经上皮下的可能一胜 。过去20年已成功分离并培 复器轻轻将IPE细胞自基质分离.使IPE细胞脱落, 继续消化20 min后,将细胞收集到含有血清的改良依 格培养液(Dulbeeo s modified Eagle medium, DMEM)液中.终止消化,1 000 r/min离心10 min,弃 上清,再用DMEM液洗涤IPE细胞2次.血球计数板 计数,并用0 4 锥虫蓝染色测定细胞存活率,然后将 细胞混悬于含15 新生牛血清(neonatal calf serum, NCS)的DMEM中.接种于培养瓶中,置37 C,5 CO 孵箱中培养,3 d后倒置显微镜下观察,更换培养 养了RPE细胞,然而对于IPE细胞培养仅Hu等 作 了一些工作。我们进行了IPE细胞原代及传代培养技 术的实验研究,现将结果报告如下。 1材料和方法 1 1兔IPE、RPE细胞的提取 选出生后1个月杂色家兔(第四军医大学动物研 液,以后每日观察细胞生长状态,2~3 d换液至细胞 近融合状态。眼后节则置于眼托上,弃去玻璃体及视网 膜感觉部,用BSS液轻漂洗2~3遍,继以终浓度为 0.25 胰蛋白酶、100 U/ml透明质酸酶、0.01 究中心提供),雄雌兼用。耳缘静脉注射空气5 ml处死 后即刻摘出眼球,用含庆大霉素的平衡盐溶液(bal aneed salt solution,BSS)彻底冲洗,无菌条件下沿眼 球赤道部环形剪开,将眼球分成眼前部和后部。去除角 膜、晶状体、玻璃体,仔细从根部分离虹膜,将虹膜后表 面向上置于培养皿内,用BSS液轻轻冲洗2~3遍,然 后用0.25 胰蛋酶和200 U/ml胶原酶及0 01 依 地酸(ethylenediaminotetraacetic acid,EDTA)的混合 消化液消化1 5~2 0 h,再在解剖显微镜下用虹膜恢 作者单位:71003z西安,第四军医大学西京医院眼科[王兆艳(博士研究 生,现在解放军总医院眼科)] EDTA混合消化液消化30 min,用吸管轻轻反复吹打, 使RPE细胞脱落,将RPE收集,离心等方法同IPE细 胞处理方法。 1.2兔IPE、RPE细胞传代培养及形态学观察 1 2 1 细胞传代及培养 待原代培养的IPE、RPE 细胞近融合时,0 25 胰蛋白酶消化,加入含10 NCS的DMEM液制成细胞悬液,按1:3~1:4接种 于培养瓶内.按1:3~1:4传代,2~3 d换液,倒置显 微镜下观察,照相。 维普资讯 http://www.cqvip.com
62 中华跟底病杂志2002年3月第l8卷第i朝Chin】Ocu【Fundus Dis.Mar 2002,V。l 18 N。.1 l_2.2传代IPE、RPE细胞的透射电镜观察将第2 次传代的IPE细胞接种于置有层粘连蛋白的培养瓶 内,细胞增生达到融合状态后,弃去瓶中培养液,用 1:100的链霉亲和素生物素化过氧化物酶复合物 (streptavidin biotin peroxidase complex,SABC)液加 至玻片上.室温下孵育30 min,然后加二氧基联苯胺 (dliaminobezidin.DAB)在室温下显色,光学显微镜下 0.25 胰蛋白酶消化10 min,吸管反复吹打瓶壁,将 脱落细胞移人10 ml尖底离心管中,加4 c预冷的磷 观察,适时用自来水冲洗,终止显色反应。用苏木素复 l_ . 酸盐缓冲液(phosphate buttered saline,PBS)至1 0 染60 s.显微镜检查并照相。胞浆呈棕黄色为阳性,阴 ml并用吸管轻轻吹打均匀.然后以2 000 r/min离心 眭对照组的第二抗体用PBS取代。 1 5~20 min,吸弃上清液,将离心管倾斜一定角度,用 ① 吸管沿管壁缓缓加人4 C预冷的2 戊二醛4 m1.在 2结果 4℃状态下固定30 min~2 h.然后用针拔离细胞团 2.1兔IPE、RPE细胞体外生长状态下的形态观察 块.穆人青霉素小瓶中,PBS冲洗3遍.1 四氧化饿后 原代分离的IPE细胞,细胞存活率为7204,RPE 固定,丙酮系列脱水,浸透包埋,制备超薄切片.醋酸双 细胞存活率为78 。2种细胞分离后悬浮于培养液中, 氧铀加枸椽酸铅染色后置电镜下观察细胞超微结构 呈含黑色素粒的球形外观。3 d后观察,太部分细胞附 1.3细胞生长曲线测定 壁,呈扁平多角形或不规则圆形,富含黑色素粒,细胞 取对数生长期细胞.制成浓度为1×10 /ml的细 核呈圆形或卵圆形,部分细胞开始生长,可见双棱细胞 胞悬液,将其接种于3O个25 ml玻璃培养瓶中.每瓶 (图1)。原代培养的IPE细胞在1 0~14 d时融合,融 接种5 ml,每天取出3瓶进行细胞计数,计算均值,连 合后的细胞多呈多角形或增大呈梭形,此时细胞中的 续观察10 d,每3天换1次液。以培养时问为横轴.细 黑色素粒仍很丰富。细胞传代1次后,细胞附壁,形态 胞数为纵轴.描绘该细胞的生长曲线 不规则,有些细胞伸出伪足.变长为长梭形,5~7 d细 1.4免IPE、RPE细胞的鉴定 胞增生即达到融合状态 第3次传代后的细胞内黑色 将细胞接种于预先置有18 tilm×1 8 mm玻片的6 素粒明显减少.但仍可见细胞核被完全遮盖的黑色细 L板中,5 d时取出玻片 冰丙酮固定10 min,用台3 胞(stationary cel1)(图2)。第3次传代的IPE细胞电镜 H Oz的甲醇在室温下作用30 min.以封闭内源性酶. 下观察,可见细胞表面有丰富的微绒毛,可在部分细胞 将抗体滴度为1:50鼠抗兔角蛋白克隆抗体,滴加于 基底部发现半桥粒样结构,胞质内可见有丰富的糖原颗 细胞片上,于湿盒内4℃过夜,37℃水浴中复温1 h,滴 粒、线粒体、粗面内质冈、溶酶体及脂质体,部分细胞内 加1:10O羊抗鼠生物素化二抗.作用30 min.以 仍可见到有黑色素粒,细胞内有丰富的微丝(图3)。 营 .譬 - ’ j 田l碾代培养4 d的兔IPE细胞倒置显微镜像 IPE细胞附壁良好,多呈多角形 仍富古黑色素粒t黑莆),可见双棱细胞(黑箭圭)×ZOO 图2传代1敬,接种72 b的兔1PE细晦倒置显微镜像 细胞形态不规则,多呈梭形,色素粒明显碱少,但有的仉富古黑色素粒(黑箭头) ×200圈3传代3欢后兔IPE细胞电镜像。细胞具有极性,基底部有伴桥粒样结构(黑箭),顶部有微绒毛(黑箭头) 醋酸双氧铀一枸橼酸 铅姿色×3 000圈5第3搬传代的免IPE细胞抗角蛋白船色像 昕有细胞都呈明显的 胞装内棕黄色阳性染色,胞棱呈蓝紫色SAgC ×400 Fig 1 Photograph of inverted phase COntr ̄s[microscope of primary cultrued rabbit iris pigmerit epithetium(IPE)Cells attached watt and e polygonal containinglarge P L i/lent graⅡules(black nrruw),someweYe doubk RUCleus(black arrowheadj ×2O0 Fig.2 Photograph 0 inverted phase eonn∞t microscope of the second subcultured rabbit IPE cells seeded 72 b,IPE celts weTe spindto—shaped containing less pig mem granutos but…e stiU c0∞!a nmg much pigJnent granules(b【 k bead) x200 F衄 3 Tran …帅electroJ ̄mJcrograpb of the third subcu[tured rabbit IPE celts dlsptayed polarization with hemidesmosome—hke structure at base(black arrow)and microvltti on the upper surf一【black RUrOWhead) Uranyl acetate and【ead citrate staining ×3 000 Fig.S Poskive immunobistochemica[stain[ng of anticY tokeratln antibodies in subcuttured IPE with dark yellow staining tocared in cytoplasm and dark purple in nucleus SABC ×400 维普资讯 http://www.cqvip.com
中华跟底病杂志20O2年3月第i8卷第1胡Chin J Ocul Fundus I)Ls.Mar 2u02.Vol i8~N i 2.2兔IPE、RPE细胞体外培养时的生长状态 原代培养时,细胞生长缓慢.10~14 d方达到融合 状态,传代后,细胞生长迅速,5~7 d即可达到融合 从 兔IPE、RPE二者的细胞生长曲线来看,第1天细胞数 的排斥反应及材料来源问题。RPE细胞的分离与体外 培养已有20多年的历史.其技术已臻成熟。而IPE细 胞分离则较困难 这是固为IPE细胞与虹膜基质形成 牢固的连接,IPE细胞之间细胞连接亦较RPE细胞之 均略有减少,但IPE细胞在第1.85天、RPE细胞在第 2.1天数量分别增加1倍,在第3~6天.细胞生长最为 显著,在第7~10天二者生长均表现得较为稳定(图 4)。 间更牢固,单纯用胰酶消化时,所需时间较长,消化下 来的细胞连成片状,活性较差;用机械分离的方法所需 时间少,但机械分离对细胞造成的损伤更大,而且细胞 亦多连成片状 ] 为此我们采用酶辅助 机械分离法 (enzyme—assisted micr0dissection)获得IPE细胞。胶 原酶专门作用于基质,在胶原酶和机械力的共同作用 下,IPE细胞从虹膜基质上呈片状脱落,再在胰酶和 2.3兔IPE、RPE细胞的抗角蛋白免疫细胞化学染 色 显微镜下观察,IPE、RPE细胞抗角蛋白阳性染色 位于胞浆内,为棕黄色.细网状,在胞浆内的分布欠均 匀,细胞核淡染,呈浅蓝灰色(图5),2种细胞阳性率均 可达100 。 EDTA的共同作用下,消化成单个细胞,采用此种方 法,收获的细胞数较多且活性较强。 生长曲线是观察细胞系细胞和非建系细胞生长特 性及基本规律的重要方法 本实验中,兔IPE细胞体 外培养呈单层生长,呈致密排列的圆形或多角形,细胞 顶部有微绒毛,基底部有内褶,表明细胞具有极性;细 胞染色角蛋白阳性,表明所培养的细胞为纯IPE细 胞。传代培养后,细胞生长速度加快,如原代培养兔 IPE细胞约需l0b1 5 d才达到融合状态,而第3代仅 需5~7 d 传代过程中细胞内色素逐渐减少,随着细胞 景 传代细胞增大,细胞形态逐渐由圆形或多角形向梭形 转变。兔IPE细胞与RPE细胞的原代、传代后的细胞 的大小、形态、生长特性并无明显区别,二者在原代培 时 (d) 赫 一器~ m 养后传代,细胞生长迅速,细胞倍增时间仅在2 d左 右,而且保留上皮特性,这就为IPE细胞自体移植提 供了较可靠的细胞来源 4参考文献 图4第3捉传代的免1PE RPE细胞生长曲线 兔1PE细 胞在第l天略有减步,IPE细胞在第1.8j天.RPE细胞存 第2 1天数量分别增加1倍.在第3~6天细胞生长最为迅 速l在第T~10天,细胞生长壮志较为稳定 Fig.4 Gmwth curves of the third passage IPE cells 0 t0e rabbit In the first day the ̄mount reduced a little l the 1PE and RPE cells double a Num 0n1 85 d and 2 1 d r spectively.growing fast in 3~6 d.and timintaining stable ln 7~l0 d 3讨论 鉴于RPE细胞移植存在的诸多问题,Gouras 等 于1 997年提出用自体IPE细胞代替RPE细胞移 植到视网膜神经上皮下,以解决RPE细胞移植中存在 广株式会社拓普康・中国(封2) 山东正大福瑞达制药有限公司(插页) 美国博士伦眼科手术产品公司(插页) 苏州六六视觉科技股份有限公司 (原苏州医疗器械总厂)(插页) 告目次 美国科 ^激光公司(插页) 温州新视广科技有限公司(插页) 北京高视远望科技有限责任公司(插页) 福州福达光电设备有限公司(插页) 爱尔康(中国 眼科产品有限公司(封3) 重庆泰克医电仪器产业有限公司(封底)
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