Imetajate rakukultuur: Põhitõed ja tehnikad
Imetaja rakukultuur on bioloogiliste uuringute nurgakivi, mis võimaldab teadlastel uurida rakke kontrollitud keskkonnas väljaspool elusorganisme. See protsess hõlmab rakkude isoleerimist kudedest, nende säilitamist hoolikalt kontrollitud tingimustes ja nende paljundamist erinevatel katse-eesmärkidel. Imetaja rakukultuurid on olulised rakuprotsesside ja haiguste mehhanismide mõistmiseks ning uute ravimeetodite, sealhulgas surematuid rakuliine kasutavate ravimeetodite väljatöötamiseks
Peamised järeldused:
- Rakke saab eraldada kudedest, kasutades ensümaatilist lagundamist või eksplantatsioonikultuuri meetodeid
- Esmaste rakkude eluiga on piiratud, samas kui immortaliseeritud rakuliinid võivad paljuneda lõputult
- Kultuuritingimused, sealhulgas kasvukeskkonna koostis, on rakkude ellujäämise ja paljunemise seisukohalt kriitilise tähtsusega
- Rakke võib kasvatada suspensioonis või adherentsete kultuuridena, sõltuvalt nende tüübist ja uurimisvajadustest
- Levinud kasvukeskkondade hulka kuuluvad MEM, DMEM ja RPMI 1640, mis on kohandatud konkreetsete rakutüüpide jaoks
- Tüüpilised kasvutingimused on 37°C temperatuur, 5% CO2 ja 95% suhteline õhuniiskus
- Võimalike saastumisprobleemide vältimiseks kasutatakse üha enam seerumi alternatiive, nagu inimese trombotsüütide lüsaat (hPL)
Rakkude isoleerimistehnikad
Rakukultuuri loomise protsess algab rakkude isoleerimisega kudedest. Selleks on mitmeid meetodeid, mis sobivad erinevatele koetüüpidele ja uurimisülesannetele. Vereproovide puhul on rakkude isoleerimine suhteliselt lihtne, kusjuures nende kasvuvõime tõttu keskendutakse kasvatamisel eelkõige vere valgelibledele. Tahkete kudede puhul on vaja keerulisemaid isolatsioonimeetodeid. Üks levinud meetod hõlmab ensümaatilist lagundamist, mille puhul kasutatakse ensüüme nagu kollügenaas, trüpsiin või pronaas, et lagundada rakuväline maatriks, vabastades üksikud rakud suspensiooni. Teise võimalusena võivad teadlased kasutada eksplantaadikultuuri meetodit, mille puhul väikesed koetükid asetatakse otse kasvukeskkonda, mis võimaldab rakkudel välja rännata ja paljuneda. Valik nende meetodite vahel sõltub sageli konkreetsest koetüübist, soovitud rakupopulatsioonist ja kavandatavast eksperimentaalsest kasutamisest. Oluline on märkida, et otse organismist isoleeritud rakke nimetatakse primaarseteks rakkudeks ja, välja arvatud mõned erandid, nagu kasvajast saadud rakud, on nende eluiga kultuuris tavaliselt piiratud, enne kui nad vananevad
Olulised tooted imetajarakkude kasvatamiseks
| Toote nimi | Toote number | Kategooria | Kasutamine |
|---|---|---|---|
| DMEM, w: 4,5 g/L glükoosi, w: 4 mM L-glutamiini, w: 1,5 g/L NaHCO3, w: 1,0 mM naatriumpüruvaat, w: 1,0 mM naatriumpüruvaat | 820300a | Kultuurikeskkond | Üldkeskkond erinevate imetajate rakutüüpide jaoks |
| DMEM:Ham's F12 (1:1), w: 3,1 g/L glükoosi, w: 1,6 mM L-glutamiini, w: 15 mM HEPES, w: 1,0 mM naatriumpüruvaati, w: 1,2 g/L NaHCO3 | 820400a | Kultuurikeskkond | Sobib paljude imetajarakkude, eriti epiteelirakkude jaoks |
| RPMI 1640, w: 2,1 mM stabiilne glutamiin, w: 2,0 g/L NaHCO3 | 820700a | Kultuurivahend | Kasutatakse tavaliselt lümfirakkude ja hübriidrakuliinide jaoks |
| Accutase | 830100 | Rakkude dissotsiatsioon | Õrn lahus rakkude eraldamiseks kleepuvatele rakkudele |
| Freeze Medium CM-1 | 800150 | Krüokonserveerimine | Imetajate rakkude külmutamiseks ja pikaajaliseks säilitamiseks |
| Külmutuskeskkond CM-ACF, seerumivaba | 800650 | Krüokonserveerimine | Loomsete komponentide vaba keskkond rakkude külmutamiseks |
| PBS | 860015 | Puhverlahus | Rakkude pesemiseks ja pH-tasakaalu säilitamiseks |
| Endoteelirakkude kasvukeskkond | 820731 | Spetsialiseeritud keskkond | Optimeeritud endoteelirakkude kasvatamiseks |
| Mükoplasma testimine | 900159 | Kvaliteedikontroll | Oluline mükoplasmakontaminatsiooni avastamiseks kultuurides |
| Rakuliinide autentimine - Inimese | 900154 | Kvaliteedikontroll | Kontrollib inimese rakuliinide identiteeti |
Selles tabelis on esitatud valik imetajate rakukultuuride jaoks olulisi tooteid. Meie täieliku rakukultuuritoodete valiku, sealhulgas spetsiaalsete söötmete ja reaktiivide jaoks külastage meie söötmete ja reaktiivide kategooria lehekülge.
Accutase on kasutusvalmis, steriilselt filtreeritud rakkude eralduslahus, mis on loodud kui õrn alternatiiv trüpsiinile/EDTA-le imetajate adhesiivsete rakkude eraldamiseks standardsetest kudekultuuri plastnõudest ja adhesiivkattega pindadelt. See ühendab proteolüütilise ja kollageenolüütilise ensüümi aktiivsuse tasakaalustatud soolalahuses, et tagada efektiivne, kuid kontrollitud eraldamine, säilitades rakupinna valgud ning toetades kõrget eluvõimet pärast passaaži ja kiiret uuesti kinnitumist.
Accutase koostis põhineb Dulbecco fosfaadipuhverdatud soolalahusel (DPBS), millele on lisatud EDTA ja fenoolpunane visuaalse pH indikaatorina. Ensüümid on mitte-imetajate ja mitte-bakteriaalset päritolu, mistõttu Accutase sobib eriti hästi tüvirakkude uurimiseks, vaktsiinide tootmiseks ja mis tahes rakendusteks, kus tuleb minimeerida loomsetest või mikroobidest pärinevaid saasteaineid. Lahus inhibeerib ennast automaatselt 37 °C juures, seega ei ole pärast eraldamist vaja neutraliseerivat reagenti ega seerumit sisaldavat keskkonda – rakud saab viia otse värskesse keskkonda.
Peamised omadused
Kasutusvalmis 1x steriilselt filtreeritud vedelik – lahjendamist ega taastamist ei ole vaja
Kombineeritud proteolüütiline ja kollageenolüütiline ensüümiaktiivsus õrnaks dissotsiatsiooniks
Iga partii on standardiseeritud kindlaksmääratud dissotsiatsioonitegevusele, et tagada partiidevaheline ühtlus
Enüümid ei pärine imetajatelt ega bakteritelt
Inhibeerib ennast 37 °C juures – neutraliseerivat lahust ei ole vaja
Valmistatud Dulbecco PBS-is koos EDTA-ga
Fenoolpunane on lisatud visuaalseks pH-indikaatoriks
pH 6,8–7,8
Tüüpilised rakendused
Accutase lahustab õrnalt mitmesuguseid adhesiivseid ja tundlikke rakutüüpe, sealhulgas inimese embrüonaalseid tüvirakke (hESCs), inimese indutseeritud pluripotentseid tüvirakke (iPSCs), närvi tüvirakke, primaarseid neuroneid ja tavapäraselt kultiveeritavaid adhesiivseid rakuliine, nagu HeLa, HEK 293, CHO, MDCK, Vero, NIH/3T3, BHK-21 ja A549. Tüüpilised kasutusjuhtumid hõlmavad:
Imetajate adhesiivsete rakkude rutiinne subkultiveerimine ja passaažimine
hESCs, iPSCs ja muude tundlike liinide õrn üherakuline dissotsiatsioon
Proovide ettevalmistamine voolutsütomeetria ja FACS-analüüsi jaoks
Rakupinna markerite analüüs, kus epitoobi terviklikkus on oluline
Rakkude rändamise, proliferatsiooni ja apoptoosi analüüsid
Puhkeoleku testid seerumi näljutamise ja onkogeeni transfektsiooni uuringute abil
Tuumorrakkude ja neuraalkreestrakkude rändetestid
Tootmise mastaabis laiendamine bioreaktori töövoogudes
Rutiinseks tööks kandke umbes 10 ml Accutase'i 75 cm2 kultuuripinnale ja inkubeerige 5–10 minutit toatemperatuuril. Optimaalne inkubatsiooniaeg tuleks määrata iga rakuliini jaoks eraldi ja see ei tohiks ületada ühte tundi. Enne lisamist loputage rakukihiga Ca2+/Mg2+-vaba soolalahusega, näiteks kaltsiumi ja magneesiumita DPBS-ga, et eemaldada jääkserum ja kahevalentsed katioonid.
Käsitsemine ja säilitamine
Hoidke avamata pudelit külmutatuna temperatuuril -15 °C või madalamal. Sulatage toatemperatuuril või öösel temperatuuril +2 °C kuni +8 °C. Ärge sulatage Accutase'i 37 °C veevannis, kuna kõrgem temperatuur vähendab ensüümi aktiivsust. Pärast sulatamist võib lahust hoida kuni 2 kuud temperatuuril +2 °C kuni +8 °C; ärge hoidke toatemperatuuril. Ärge soojendage reagenti enne kasutamist 37 °C-ni – lisage see otse pestud rakkudele toatemperatuuril. Pika säilivusaja tagamiseks soovitatakse kasutada ühekordseks kasutamiseks mõeldud alikvoote, et vältida korduvaid sulatamistsükleid. Töötage alati aseptilistes tingimustes.
Kvaliteet
Valmistatud rangete kvaliteedistandardite kohaselt. Iga Accutase'i partii on steriilselt filtreeritud ja testitud steriilsuse, pH, välimuse ja dissotsiatsioonitegevuse suhtes, et tagada partii-partii ühtlane ja korratav tulemus.
Toote spetsifikatsioonid
Spetsifikatsioon
Detail
TootetüüpRakkude eraldamise / dissotsiatsiooni reagent
VormSteriilselt filtreeritud vedelik, kasutusvalmis
Maht100 ml
Töökontsentratsioon1x (kasutusvalmis)
Enüümi aktiivsusKombineeritud proteolüütiline ja kollageenolüütiline
Enüümi päritoluMitte-imetaja ja mitte-bakteriaalne
PuhversüsteemDulbecco PBS koos EDTA-ga
pH indikaatorFenoolpunane
pH vahemik6,8 – 7,8
VälimusLäbipaistev, heleroosa kuni oranž lahus
Säilitustemperatuur-15 °C või madalam
Stabiilsus pärast sulatamistKuni 2 kuud temperatuuril +2 °C kuni +8 °C
Soovitatav kasutamiskogus~10 ml 75 cm2 kultuuripinna kohta
Tüüpiline inkubatsiooniaeg5–10 minutit toatemperatuuril
TransporditingimusedKülmutatud kuivjääs
KasutuseesmärkAinult teadusuuringuteks ja edasiseks tootmiseks
Koostis (koostis ühe liitri kohta)
Komponent
Kontsentratsioon (mg/l)
Anorgaanilised soolad
Naatriumkloriid (NaCl)8000,00
Dinatriumvesinikfosfaat (Na2HPO4)1150,00
Kaaliumkloriid (KCl)200,00
Kaaliumdivesinikfosfaat (KH2PO4)200,00
Muud koostisosad
EDTA · 4Na (tetranatrium-EDTA)220,00
Fenoolpunane3,00
Patenteeritud ensüümisegu (proteolüütiline ja kollageenolüütiline toime)1x
Accutase on Innovative Cell Technologies, Inc. registreeritud kaubamärk.
Fosfaadiga puhverdatud soolalahus (PBS) on bioloogilistes ja keemilistes uuringutes laialdaselt kasutatav puhverlahus. See mängib olulist rolli pH-tasakaalu ja osmolaarsuse säilitamisel erinevate katsete, sealhulgas kudede töötlemise ja rakukultuuride käigus. Meie PBS-lahus on hoolikalt formuleeritud kõrge puhtusastmega koostisosadest, et tagada stabiilsus ja usaldusväärsus igas eksperimendis. Meie PBS-i osmolaarsus ja ioonide kontsentratsioonid jäljendavad täpselt inimkeha omast, mistõttu on see isotooniline ja enamikule rakkudele mittetoksiline.
Meie PBS-lahuse koostis
Meie PBS-lahus on ülipuhaste fosfaatpuhvrite ja soolalahuste pH-ga kohandatud segu. 1X töökontsentratsioonis sisaldab see järgmist:
8000 mg/l naatriumkloriidi (NaCl)
200 mg/l kaaliumkloriidi (KCl)
1150 mg/L naatriumfosfaat kahealuseline veevaba (Na2HPO4)
200 mg/L Kaaliumfosfaat monobaasiline veevaba (KH2PO4)
See koostis tagab optimaalse pH ja ioonitasakaalu, mis sobib mitmesuguste bioloogiliste rakenduste jaoks.
Meie PBS-lahuse rakendused
Meie PBS-lahus sobib ideaalselt mitmesugusteks rakendusteks bioloogilistes uuringutes. Selle isotoonilised ja mittetoksilised omadused muudavad selle sobivaks ainete lahjendamiseks ja rakukonteinerite loputamiseks. EDTA-d sisaldavad PBS-lahused on tõhusad kinnitunud ja klompunud rakkude eraldamiseks. PBS-i ei tohiks siiski lisada kahevalentseid metalle, nagu tsink, kuna see võib põhjustada sadestumist. Sellistel juhtudel soovitatakse kasutada Good's puhvreid. Lisaks on meie PBS-lahus vastuvõetav alternatiiv viiruste transpordikeskkonnale RNA-viiruste, sealhulgas SARS-CoV-2 transportimiseks ja säilitamiseks.
Kvaliteedikontroll
Steriilselt filtreeritud
Säilitamine ja säilivusaeg
Säilitada +2°C kuni +25°C juures, valguse eest kaitstult.
Pärast avamist säilitada temperatuuril 2°C kuni 25°C ja kasutada 24 kuu jooksul.
Veotingimused
Keskkonnatemperatuur
Hooldus
Hoida külmkapis +2°C kuni +8°C juures pimedas. Vältida külmutamist ja sagedast soojendamist kuni +37°C, kuna see vähendab toote kvaliteeti.
Ärge kuumutage keskkonda üle 37°C ega kasutage kontrollimatuid soojusallikaid, näiteks mikrolaineahjusid.
Kui kasutatakse ainult osa söötmest, võtke vajalik kogus välja ja soojendage see enne kasutamist toatemperatuurini.
Koostis
Kategooria
Komponendid
Kontsentratsioon (mg/l)
Soolad
Kaaliumkloriid
200
Kaaliumfosfaat monobaasiline veevaba
200
Naatriumkloriid
8000
Naatriumfosfaat kahealuseline veevaba
1150
Analüüsimeetod
CLS pakub mükoplasma tuvastamiseks nii lühi
- kui ka pikaajalisi teste. Esimese puhul testitakse proove kohe pärast nende saabumist, samas kui teise puhul alustatakse rakukultuuri ja rakke testitakse pärast 14 päeva kestnud antibiootikumivaba kasvatust. Mükoplasma testimine toimub kahepunktilise tuvastamissüsteemi abil, kasutades nii PlasmoTest™
- Mycoplasma Detection Kit (Invivogen) kui ka Certus QC
- mycoADVANCED detection kit (Certus).
Proovid
Pikatesti jaoks palume esitada vähemalt 50 µl rakususpensiooni, mis sisaldab 50 000 rakku. Rakususpensiooni võib saata ümbritseval temperatuuril.
Premium-testi jaoks palume esitada vähemalt 1 miljon rakku sobivas külmutussöötmes, et tagada tugev ja terve kultuur rakkude kasvatamiseks ja hilisemaks testimiseks. Proovid palume saata kuivjääl.
Palun täitke mükoplasma testimise proovi vorm ja lisage see oma proovisaadetisele.
Kolorimeetriline reporteranalüüs
See test on rakupõhine kolorimeetriline test. Mükoplasma juuresolekul indutseerib reporterrakkude rida signaalkaskaadi, mis kutsub esile keskmise värvuse muutumise punasest siniseks. Analüüs viiakse läbi 96-kujulises mitmekambrilises plaadis. Signaalid tuvastatakse mikroplaadi spektrofotomeetriga 620-655 nm juures. Avastatakse kõik mükoplasma
- ja akooleplasmaliigid, aga ka muud rakukultuuris olevad saasteained, näiteks bakterid.
Isotermiline amplifikatsioon
Isotermiline amplifikatsioon on kiire ja usaldusväärne test, mis põhineb mükoplasmaspetsiifilise DNA isotermilisel amplifikatsioonil koos reaalajas tuvastamisega, kasutades DNA-interkalatsioonivärvi. Testiga on võimalik tuvastada kuus kõige levinumat liiki, mis moodustavad >95% saastumistest: M.orale, M.hyorhinis, M.arginini, M.fermentans, M.hominis ja A.laidlawii. Järjestuse homoloogia tõttu tuvastatakse ka teisi mükoplasmaliike (M.pneumoniae, M.gallisepticum ja M.synoviae). Selleks, et teha kindlaks, kas proov on mükoplasmapositiivne või negatiivne, uuritakse sulamistemperatuuri (Tm).
Kokkuvõte: Imetajate rakukultuuride keskne roll kaasaegses teadustöös
Imetajate rakukultuurid on bioloogiliste ja meditsiiniliste uuringute jaoks revolutsiooni põhjustanud, pakkudes teadlastele võimsaid vahendeid keeruliste rakuprotsesside, haiguste mehhanismide ja võimalike terapeutiliste sekkumiste uurimiseks. Alates primaarsete rakkude isoleerimisest kuni immortaliseeritud rakuliinide väljatöötamiseni on see tehnika muutunud kaasaegse teadusliku tööriistakomplekti asendamatuks osaks
Imetaja rakukultuuri teekond algab hoolikatest isoleerimistehnikatest, kulgeb rakkude hoolika hooldamise kaudu spetsiaalsetes keskkondades ja kulmineerub mitmesuguste rakenduste kaudu erinevates uurimisvaldkondades. Olgu tegemist siis vähiuuringute, ravimite avastamise või põhilise rakubioloogiaga, võime kasvatada ja manipuleerida imetajarakke in vitro on avanud enneolematuid võimalusi teaduslikeks uuringuteks
Imetaja rakukultuuri edu võtmeks on hoolikalt kontrollitud tingimused, milles rakke hoitakse. Alates kasvukeskkonna koostisest kuni inkubaatorite täpsete keskkonnaparameetriteni optimeeritakse iga aspekti, et jäljendada võimalikult täpselt rakkude loomulikke tingimusi. Selline tähelepanu üksikasjadele tagab katsete usaldusväärsuse ja reprodutseeritavuse, mis on hea teadustava nurgakivi
Immortaliseeritud rakuliinide, näiteks laialdaselt kasutatavate HeLa rakkude väljatöötamine on rakukultuuri võimalusi veelgi laiendanud. Need rakuliinid pakuvad järjepidevaid, kergesti kättesaadavaid rakumudeleid, mis on kiirendanud teadusuuringuid paljudes teadusharudes
Tulevikku vaadates areneb imetajate rakukultuur jätkuvalt. Edusammud 3D-kultuuritehnikate, organoidide arendamise ja keemiliselt määratletud keskkondade kasutamise vallas laiendavad rakukultuuri võimaluste piire. Need arengud lubavad tuua in vitro mudelid veelgi lähemale in vivo süsteemide keerukusele, mis võib tuua revolutsiooni ravimite avastamisel, personaliseeritud meditsiinis ja meie arusaamises inimese bioloogiast
Kokkuvõtteks võib öelda, et imetajate rakukultuur on endiselt dünaamiline ja oluline meetod bioteaduste uurimisel. Selle jätkuv täiustamine ja kasutamine mängib kahtlemata olulist rolli bioloogias ja meditsiinis kõige pakilisemate küsimuste lahendamisel, mis aitab teaduslikku arengut edendada veel aastaid