实验简介:细胞融合(cell fusion)又称体细胞杂交,是指采用人工方法使两个或两个以上的体细胞融合成异核体细胞,随后异核体细胞同步进入有丝,核膜崩溃,来自两个亲本细胞的基因重组形成只有一个细胞核的杂种细胞(hybrid cell)。本实验采用鸡红细胞和大鼠红细胞为研究对象,在融合剂聚乙二醇(PEG)的作用下,促使鸡-鸡红细胞、鸡-鼠红细胞等发生融合。实验学时3 个。
一、实验目的
1.了解 PEG 诱导细胞融合的基本原理。
2. 通过 PEG 诱导的鸡红细胞之间或鸡红细胞与大鼠红细胞之间的融合实验,初步掌握细胞融合技术。
二、实验原理
两个以上细胞合并成一个双核或多核细胞,称为细胞融合(cell fusion)。细胞融合包括质膜的连接与融合,胞质合并,细胞核、细胞器和酶等互成混合体系。细胞融合技术广泛应用于细胞生物学、遗传学、病毒学、肿瘤学的研究。例如,细胞周期的研究,基因互补分析、检测病毒,细胞对病毒敏感因素的分析、 肿瘤细胞恶性分析等等。 单克隆抗体技术就是通过细胞融合技术发展起来的,对生命科学的研究及医学方面的应用产生了重大影响。
化学融合剂聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)是乙二醇的多聚化合物,存在一系列不同分子量的多聚体。PEG 可与水分子借氢键结合,在高浓度(50%)的 PEG 溶液中自由水消失, 导致细胞脱水而发生质膜结构的变化, 引起细胞融合。为了发挥 PEG 促进细胞融合的效力,必须采用较高浓度的 PEG 溶液,但在高浓度PEG 溶液下,细胞可能因脱水而受到显著的破坏。因此,选择合适的分子量、浓度及作用时间是 PEG 融合技术的关键。
三、实验用品
(一)材料 新鲜鸡血,大鼠若干只。
(二)器材 离心机、显微镜、天平、水浴锅、血球计数板、滴管、离心管、
容量瓶、广口瓶、细口瓶、烧杯、注射器、盖玻片、载玻片。
(三)试剂
1. Alsever 溶液:葡萄糖2.05g,柠檬酸钠0.80g,NaCl 0.42g,溶于100ml双蒸水中。
2. 0.85%生理盐水。
3. GKN 溶液:NaCl 8g,KCl 0.40g,Na2HP04·2H2O 1.77g,NaH2P04.H2O 0.69g,葡萄糖 2g,酚红 0.01g,溶于 1000ml 双蒸水中。
4. 1%詹纳斯绿 B 溶液(原液) :称取 50mg 詹纳斯绿 B 溶于 5ml Ringer 氏液,稍加微热(30~40℃),使之溶解,用滤纸过滤后,即为 1%原液。
5. 詹纳斯绿 B 溶液(应用液) :取 1%原液 1ml 加入 49ml Ringer 溶液, 混匀即可。现用现配。
6. 50%PEG 溶液:称取一定量 PEG(WM:4000)放入烧杯,沸水浴加热,使之熔化,待冷却至 50℃时,加入等体积预热至 50℃的 GKN 溶液,混匀,置 37℃备用。
7.Ringer 氏液
氯化钠 0.85g
氯化钾 0.25g
氯化钙 0.03g
蒸馏水 100ml
四、实验操作
1. 红细胞的制备
(1) 鸡血红细胞的制备 注射器内先吸入 2ml Alsever 溶液,从鸡翼下静脉取 2ml鸡血,注入离心管,再加入6ml Alsever 溶液,使之成为 1:4 悬液。
(2) 取 lml 鸡血悬液,加入 4ml 0.85%生理盐水,混匀平衡后,800r/min离心 3min,弃去上清液,再按上述条件离心 2 次。最后,弃去上清液,加 GKN液 4ml,离心1 次。
(3) 弃去上清液,加 GKN 液(体积比 1:9),制成 10%细胞悬液。
(4) 大鼠血红细胞的制备 左手抓住大鼠,将大鼠头部向下,右手持尖头镊子,轻轻将镊子插入大鼠眼眶内,然后将眼球向外拉出,此时流出的血液置于预先盛有 10ml Alsever溶液的烧杯中,操作顺利的话,可以得到 6~10ml 大鼠血。然后按上述鸡血红细胞制备的方法制成 10%细胞悬液。
2. 细胞计数 取以上悬液以血细胞计数器计数,若细胞密度过大,用 GKN溶液稀释至(3~4)×107个/ml。
3. 温育 取以上细胞悬液 lml于离心管,放入 37℃(39℃左右更佳)水浴锅中预热。同时将 50%PEG 液放入水浴锅中预热。
4. 融合
(1) 待温度恒定后, 在lml细胞悬液中慢慢逐滴加入0.5ml 50%PEG溶液(慢慢沿离心管壁流下融合剂),且边加边摇匀,然后放入水浴锅中。
(2)细胞融合一段时间(20~30min)后,加入GKN 溶液至 8ml,静止于水浴锅中 20 min 左右。
(3)取出离心管,800r/min 离心 3 min,使细胞完全沉降。弃去上清液,加 GKN 溶液,再离心 1 次。
5.染色 弃去上清液,加入少量GKN 溶液,混匀,取少量悬液于载玻片上,加入 Janus green 染液小半滴,用牙签搅匀,3min 后盖上盖玻片,观察细胞融合情况。
6.实验设计 实验共分为三种融合方式进行,即鸡红细胞-鸡红细胞、大鼠红细胞-大鼠红细胞、鸡红细胞-大鼠红细胞融合,每位同学可选 1~2 融合方式进行实验。
五、结果
1.在显微镜下,观察细胞融合情况,计算融合率。
2.融合率=视野内发生融合的细胞核总数/视野内所有细胞核总数×100%
六、注意事项
1.影响细胞融合的因素很多,其中对 PEG 的要求更严格。实验时最好选择分子量在 1500~6000(视细胞种类不同来定,也可参考文献);PEG 的浓度以 50%为好。PEG 以国外产品质量为先;同时尽可能选择近期供应的商品;
2.细胞融合对温度很敏感,过高过低的温度均不利于融合。实验最佳温度应控制在 37℃~39℃范围内。
3. PH 也是影响细胞融合成功与否的关键因素之一。所配的试剂溶液 PH 值
应控制在 7.0~7.2。
4. 为了便于观察到细胞融合的形态,需要对细胞进行染色。除Janus green 4
染液外,也可选择HE 染色或姬姆萨染液。
七、作业
1. 书写实验报告,并计算融合率。
2. 绘图显示所观察到的融合细胞。
3. 在进行细胞融合时,要注意哪些问题?下载本文