世界上最完善最详细的神经元原代培养完全黄金版 [精华]
序言:国内外关于原代培养有很多文献,不幸的是,没有一篇是详细的,没有一篇解答过why. 为了让大家少走弯路,根据我杀过3000只老鼠的经验,我把我这几年摸索的经验和大家分享,请求多投几票得几个叮当。相信你follow我的这篇文章一定会做的很好。 我的标题说的很像吹牛,但是我是严肃认真的说的,I earn it.
note:这篇文章全是我个人的经验,99。9%原创,经过无数失败的到的最完美的原代神经元培养法,除了最后那一副图是来自下面第2行那篇文献,所以我才说是99.9%原创。
(注:附录的图是常用的消化酶对实验的存活率影响,来自下面链接里的文献)另外,成年鼠的原代培养我没有摸索过,推荐一篇文献在我以前的帖子(无需叮当)(http://www.dxy.cn/bbs/post/view?bid=156&id=17651341&sty=3) 本篇专门讨论胎鼠和新生鼠神经元的原代培养。
1.材料选择。一定要严格按照国际上,NCBI数据库,其他文献的材料一致。胎鼠就要胎鼠,新生鼠就要新生鼠,不能混淆。因为新生鼠有一些受体,在培养的工作中失去功能,会不能再生,比如NMDA受体。和文献不同会导致错误结论,甚至困惑。很多人写信问我新生鼠的培养问题,我回答用新生鼠的实验很少,八成是你自己搞错了实验对象,请确认国际上的相关研究文献所用老鼠,再来问我下面的问题。
2,培养基选择(neurbasal/neurobasal-a,invitrogen Co.ltd)。我强烈不建议用血清培养。原因是:
首先,血清刺激胶质细胞和杂细胞分裂,最后非常影响神经元产量;
其次,为了抑制胶质生长,往往要加入阿糖孢苷。严重的毒性会影响许多灵敏实验;
再次,最重要的,血清培养的细胞状态很不均一,从正常到凋亡都有,严重影响试验准确,而无血清专用培养基所有的正常细胞都处于一样的状态,要么都好,要么都差,高度一致。
Invitrogen/GIBCO 无血清培养基neurobasal(neurbasal-A)被认为是最标准,最好的培养基。需要的添加剂为 B27和谷氨酰胺。培养出的细胞状态均一,胶质细胞几乎不分裂。其中,neurobasal是胎鼠培养基,而-A为新生鼠培养基。不过根据笔者实验,没什么太大区别,都能很轻松培养成功,但是,切忌中途换培养基,要从一而终。很多实验室是不加抗生素的,也有的实验室加。由于很多初学者操作不熟练,不注意,很多人会污染,所以我还是建议加双抗。
注意!由于无血清培养基添加剂不是血清,而是人工合成的B27(也有用N2的,但是推荐B27,只差10美金),血清有复杂的解毒作用而B27没有,双抗对细胞的干扰,无血清培养基要大的多。所以,如果你在neurobasal里添加抗生素,记得用量只要标准量的一半。
另一个添加成分谷氨酰胺溶液不稳定,所以每次用时候要现配现加。大概是0.5-2mmol/l大部分人用0.5mmol/l.虽然笔者试过,没加这个也正常生长,但是几乎所有文献都添加,we just simply follow.
3.解剖过程一定要全程在冰上预冷。这就意味着,从你处死母鼠后,胎鼠的大脑的温度要最快的降低到0度。另外,在解剖过程中,胎鼠直到皮层或海马被剪碎的过程,有时候可能需要2小时,如果样品多。一定要注意多准备冰袋子。确保你的任何过程都在冰浴的培养液中进行(消化步骤除外)。这样可以大大提高存活率。在解剖大脑时候,有人用hank's,在其中解剖。根据我的经验,即使是0度,神经元还是在进行着很大程度代谢。所以,hanks的无糖环境很不利。我个人
建议,用DMEM-高糖或DMEM-F12+马血清来浸泡解剖过程中的大脑,来供给大脑的代谢,血清可以抑制神经凋亡。这其中还有一个问题,就是DMEM培养液会在空气中变碱性。国外有的实验室用L-15培养液来浸泡解剖过程中的脑,因为L-15不会再空气中变碱性。没有L-15的(国内几乎没有),可以全程用DMEM-HG或者DMEM-F12+血清浸泡解剖过程中的脑。注意注意:一切操作都在冰浴的液体中,所以要多准备冰袋。(中途冰袋没了的是猪头)
4.关于培养皿的问题。一般来说,6孔板是最佳选择。神经元让人苦恼的问题是,神经元发育的情况和密度相关。大于6孔板(比如6CM DISH)会使得中间很难和周围的细胞密度一样,造成板中间和边缘成熟度不一样,而这会给实验带来很大干扰。而太小的话(96孔或128孔)细胞会倾向于向中间集中也会照成发育不均匀。所以笔者经验是6孔板是最佳选择。神经原代培养一定是要包被,用POLY-LYS或者胶原。
关于POLY-LYS包被,我们是包被30分钟,吸干晾过夜,然后洗两次,或者只洗一次但是要30分钟接着晾干。由于neurobasal培养法相当成熟,所以没必要用难固定的胶原。
5.处死母鼠并把胎鼠解剖时候,一定要注意母鼠状态,是否有死胎,胎儿胎盘是不是正常,有多少胎,母鼠是多少天的(一般是E16-E18)这些信息也要严格记录。处死孕鼠后,要立即取出子宫放入冰冷培养液中。注意孕鼠处死后要短暂的浸泡酒精消毒,防止污染。
一般来说,冰袋笔者选择一面蓝一面白的。蓝的朝上,可以很清晰看到海马结构。而去除血管膜的时候,白的那面朝上,这样可以很清楚看到血管膜。
从处死老鼠到大脑被剥离出这段是人就会做,我就不多说了。不过有一点要注意,不管你是用皮层还是海马,不要取一个分离一个,而是要快速把所有胎鼠大脑都迅速取出放到冰预冷的培养液中。我建议胎鼠取出来的时候胎鼠就放在冰冷的缓冲液中。就是说,处死后要迅速把大脑的温度
降到0.
6:最影响原代培养的成败因素之一:这小段请大家一定注意看。无论皮层还是海马,上面都是有一层血管膜。注意:一定要尽可能的去掉所有的血管和血管膜。可以用解剖显微镜。胎鼠很好剥离,而新生鼠则比较难。这里千万不能粗心大意!!血管膜没剥离干净的后果是:1 吹打时候很难吹打下来神经元,被迫多次吹打,造成神经元大量死亡;2 血管膜一部分细胞会混入原代培养中,这些细胞往往会分裂,导致你的培养成果根本不能用。可以说,剥离的不好不干净,实验就是失败的,不可能得到高质量的神经元。
注意的事情二:如果是要的是皮层的神经元原代培养,而皮层的细胞很多,切忌不要放太多皮层消化吹打!过多的细胞反而会导致神经元大量死亡。另外,请仔细注意文献中要的是皮层哪一部位。没有详细要求的话一般是取顶端 。
从大脑到单个海马的剥离我不细说了。我现在以海马神经元为例。在所有海马都成功剥离后,请仔细的去除血管膜,原因上面说过。最后,请再仔细检查一下是不是都去掉了。确认后,海马片段被移入一个小烧杯里,加少量培养液,用剪刀剪成0.5-1立方毫米的小块,放置冰上准备消化,
7:实验成败的关键之二:消化。一般来说,我看很多人都用0.125%的胰酶消化。实话说,胰酶消化非常的难以掌握速度,而且消化效果真的是--很烂!稍微不注意,就会消化过头,细胞都消化光了。而胰酶消化的快,还会出现细胞快速破裂释放出DNA,和其他蛋白缠结成絮状包裹在组织块外面,使得块里面的不到应有的消化。所以我个人不推荐胰酶。
想做一个完美成功的消化,我强烈推荐木瓜酶+DNA酶。木瓜酶是消化过后,存活率最高的酶(见
附图)。笔者是配成2mg/ml的木瓜酶。另外要用的是DNA酶。DNA酶的作用是,消化掉破裂细胞的DNA,避免了释放的DNA和蛋白缠结在组织块表面而阻碍进一步消化。DNA酶由于各个公司的活性不一样,很难有标准浓度,需要摸条件,不过不是很严格,只要能防止DNA缠结就好。
木瓜酶的特点是不会消化过头,非常温和。缺点是一定要现配(请直接用无血清的培养液配来保证神经元的营养代谢,而且一定要现用现配。
消化的技巧:消化时候,很多人有不良习惯,喜欢用个50ml试管装着所有东西。结果是组织都沉底,下面消化不足,上面消化的没细胞。笔者的技巧是,用一个6或10CM 培养皿来消化。这样消化液在培养皿里形成浅而广阔的一层,均匀分布着组织块,从而彻底解决了上述问题。消化酶是2mg/ml木瓜蛋白酶+适量DNA酶。木瓜蛋白酶很便宜请放心。消化过程是20-30分钟。由于木瓜蛋白酶温和,因此不会消化过头,使得你的实验消化的很稳定。消化时候请在37度温箱里,每5分钟稍微摇动一下。
注意:1)木瓜酶不要用巯基化合物激活,激活后消化好很多但是成活率坏很多;2)尽量用不含血清的培养液来配置木瓜酶而不是用hanks,使得神经元保持营养;3)木瓜酶一定要现用现配。
再次重申:除了消化过程中要37度,其余任何时刻都是要浸泡在0度(冰浴)的液体中。消化过后可以用1ml血清终止反应(我是用马血清,便宜,但是切忌不要用国产血清,污染几率很大)。把消化用的培养皿放在冰上冷却,然后垫高一面使得液体集中在另外一面便于吹打。整个体系静止2-3分钟,然后仔细的去掉上层的液体,保留消化过的组织块
8.实验成败最关键最关键的:吹打。笔者经验是,没有必要用巴斯德管。对于胎鼠和10天之内