微血管内皮细胞(MicrovascularEndothelialCells,MVECs)是构成微血管(如毛细血管、小静脉)内壁的关键细胞,其培养基及培养方法需严格模拟体内微环境,以维持其特异性功能和形态。以下是微血管内皮细胞培养基的配方、培养方法及关键注意事项的详细说明:
一、培养基核心成分
微血管内皮细胞培养基需包含以下关键成分,以支持细胞增殖、维持屏障功能及抑制平滑肌细胞污染:
基础培养基
推荐选择:
EndothelialCellBasalMedium-2(EBM-2):专为内皮细胞设计,含低水平生长因子,避免过度刺激。
M199或DMEM/F12:需额外补充生长因子和营养成分。
pH与渗透压:维持pH7.2-7.4,渗透压280-320mOsm/kg。
生长因子与补充剂
内皮细胞生长补充剂(ECGS):含酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)、肝素等,促进内皮细胞增殖。
血管内皮生长因子(VEGF):浓度5-10ng/mL,维持血管生成潜能。
胰岛素样生长因子-1(IGF-1):浓度10-20ng/mL,促进细胞贴壁与存活。
氢化可的松:浓度1μg/mL,抑制平滑肌细胞污染。
L-谷氨酰胺:浓度2mM,提供能量代谢底物。
血清与抗生素
胎牛血清(FBS):浓度5%-10%,提供生长因子和贴壁因子。需筛选低内毒素批次(<0.1EU/mL)。
青霉素-链霉素:浓度100U/mL青霉素+100μg/mL链霉素,预防细菌污染。
两性霉素B:浓度0.25μg/mL,抑制真菌污染(可选)。
特殊添加剂(按需选择)
Rho激酶抑制剂(Y-27632):浓度10μM,促进细胞贴壁(适用于原代培养或传代初期)。
肝素:浓度100μg/mL,增强VEGF活性并抑制凝血酶诱导的细胞收缩。
抗坏血酸:浓度50μg/mL,促进胶原蛋白合成,维持细胞外基质稳定性。
二、培养方法详解
1.细胞获取与原代培养
组织来源:
动物模型:大鼠脑、视网膜、肺或脂肪组织;小鼠脑或耳部皮肤。
人类来源:脐带静脉(需消化去除大血管内皮细胞)、脂肪组织或皮肤活检样本。
分离方法:
酶消化法:
剪碎组织至1mm³碎片,用0.1%胶原酶A或II型胶原酶37℃消化30-60分钟。
加入等体积含10%FBS的DMEM终止消化,1000rpm离心5分钟弃上清。
用培养基重悬细胞,通过200目滤网过滤去除未消化组织。
磁珠分选法:利用CD31或VE-cadherin抗体标记内皮细胞,通过磁珠分离纯化。
2.细胞接种与传代
接种密度:
原代细胞:5×10⁴cells/cm²(避免密度过低导致细胞老化)。
传代细胞:3×10⁴cells/cm²(维持对数生长期)。
传代操作:
弃旧培养基,用PBS清洗2次。
加入0.05%胰蛋白酶-EDTA,37℃消化2-5分钟(显微镜下观察细胞变圆)。
加入等体积含血清培养基终止消化,轻柔吹打成单细胞悬液。
1000rpm离心5分钟,用新鲜培养基重悬后接种。
3.培养条件优化
温度与CO₂:37℃、5%CO₂恒温培养箱。
湿度控制:培养瓶内加入3-5mL无菌PBS防止蒸发。
换液频率:
原代培养:每48小时半量换液(避免频繁扰动影响贴壁)。
传代细胞:每24-48小时全量换液(根据培养基颜色变化调整)。
细胞形态监测:
正常内皮细胞呈鹅卵石样排列,形成单层紧密连接。
若出现纺锤形细胞(平滑肌细胞污染)或细胞脱落,需调整血清浓度或添加氢化可的松。
三、关键注意事项
污染防控:
严格无菌操作,使用预封口培养瓶或盖玻片。
定期检测支原体污染(PCR法或荧光染色法)。
细胞鉴定:
免疫荧光检测内皮细胞标志物(如CD31、VE-cadherin、vWF)。
透射电镜观察Weibel-Palade小体(内皮细胞特有细胞器)。
功能验证:
跨内皮电阻(TEER)检测屏障功能(正常值>150Ω·cm²)。
乙酰化低密度脂蛋白(Ac-LDL)摄取实验验证内吞功能。
储存与复苏:
液氮冻存:含10%DMSO的冻存液,-80℃过夜后转入液氮。
快速复苏:37℃水浴1分钟内融化,逐步稀释DMSO至0.1%。
四、应用场景拓展
疾病模型构建:通过高糖培养基模拟糖尿病微血管病变,或缺氧培养模拟缺血性损伤。
药物筛选:检测化合物对内皮细胞增殖、迁移或血管生成的影响(如抗血管生成药物筛选)。
组织工程:与胶原蛋白支架共培养,构建血管化组织模型。