小鼠胚胎干细胞分离培养（小鼠干细胞移植）

本文目录一览：

• 1、小鼠胚胎成纤维细胞的培养
• 2、细胞生物学：小鼠胚胎干细胞培养实验步骤
• 3、获得胚胎干细胞的方法
• 4、求助小鼠胚胎的培养
• 5、如何利用小鼠胚胎干细胞制作纯合转基因小鼠

小鼠胚胎成纤维细胞的培养

小鼠胚胎成纤维细胞(MEF) 作为原代培养细胞，其刺激增殖的能力强且可靠、易培养、来源丰富，常被用作干细胞培养的饲养层。一方面提供刺激干细胞增殖的各种因子，另一方面保持干细胞的未分化状态。虽然MEF传代次数有限，但可早期冻存一些，不断复苏，保持长期使用。MEF 的缺点是无法耐受G418 的筛选。替代方法是从持续表达neo抗性的小鼠品系或转基因品系来分离培养MEF 。利用各种转基因鼠培养的MEF 细胞还是各种基因功能研究的良好工具。

（一）材料

12.5~14.5d 的小鼠胚胎(3~6 只小鼠／次），培养皿（ 直径10cm), DMEM+10%新生牛血清， 15cm 或50cm 离心管（圆底）， PBS 配制的0.05％胰蛋白酶/EDTA0.02%消化液，手术刀、镊子、剪子等器械。

（二）操作步骤

1. 一般操作

(1) 在培养皿中，解剖出鼠胚，以Hanks 溶液消洗。

(2) 除掉四肢、大脑及内脏（肝脏） 。

(3) 用无菌Hanks 溶液＋PBS 漂洗3 次。

(4) 置培养皿键物中，用手术剪切碎。

(5) 将剪碎组织移入50ml 离心管中，加入约10ml 消化液。

(6) 37°C摇育10min （置水浴或孵育箱中）。

(7) 吸5ml 上清液放入另一50ml 离心管中，加等体积含10％新生牛血清的DMEM 培养液中和胰蛋白酶。

(8) 再加入4ml 消化液至原离心管（内含组织），颠倒摇动，10min 后再吸出5ml 上清液到另一离心管中，加入5ml 含10% 新生牛血清的DMEM 培养液。

(9) 重滚亮链复上一步骤5 次左右，此时离心管中仅剩无法消化的软骨等。

(10) 离心50ml 离心管，加50ml 含10％新生牛血清的DMEM 培养液。

(11) 取适量移到培养皿或培养瓶中培养。

(12) 第二天换液，直到细胞长满（汇合），1 : 10 传代，再生长至合适密度时可进行冻存。

(13) 根据实验需要复苏细胞，由于MEF细胞传代数有限，实验时应尽可能保留相同代数的细胞进行平行实验。

2. 丝裂霉素处理或γ-射线处理 用作饲养层的MEF 细胞还须进行丝裂霉素处理或干射线处理，步骤如下。

（1） 丝裂霉素处理

复苏冻存的MEF 细胞(5×104个/cm2，保证大孙用时满满一层，不留空间。

汇合状态下的MEF 加入新配制的含10％新生牛血清、10μg/ml 丝裂霉紊的DMEM 培养液， 37 °C 、5% CO2培养箱中培养2~3h 。

以PBS 彻底漂洗数次，胰蛋白酶消化，以每分钟1000 转的速率离心5min,收集沉淀，用新培养液悬浮，调整浓度为3×105g 个/ml。

将细胞接种于经明胶预处理的培养皿中。（明胶预处理： 0.1％明胶溶液浸泡2h, 移走多余的明胶，待自然干燥。）

(2)γ-射线处理

汇合状态的MEF 细胞，以30~ 100Gy 的γ－射线处理。

胰蛋白酶消化，收集细胞，离心（每分钟1000 转， 10min )、计数，接种到明胶预处理的培养皿中。Y-射线处理过的细胞也可以5×106个／ml 的浓度冻存起来。复苏后， 1 支冻存管可接种到4~5 块直径6cm 的培养皿中。

细胞生物学：小鼠胚胎干细胞培养实验步骤

以下是根据NIH老年病研究所提供的英文的R1胚胎干细胞培养protocol整理而成。根据经验作部分修改。

1、一般培养-保持胚胎干细胞处于未分化状态

培养基

细胞复苏

冻存细胞

明胶包被

细胞传代

2 、体外分化

培养基

包被有多聚鸟氨酸/纤维结合蛋白的培养板（使用或不使用盖玻片）

体外分化方法

注：以下培养针对于小鼠的R1胚胎干细胞系，其它胚胎干细胞的培养可以参考。不过人的胚胎干细胞培养不可以采用下面的protocol，需要用专用的protocol和培养基。

一般培养——维持ES细胞处于未分化状态

ES细胞培养用含有LIF（白血病抑制因子）和Feed细胞的培养基（高糖）来阻止细胞的分化。为细胞提供包被有0.1％明胶的平板作棚哗为粘附细胞的基质。建议每2－3天从达到80％－90％融合的平板按1：8的比率传代细胞一次，细胞传代以后，在将细胞接种在0.1％明胶包被的培岩拆养皿之前，通过预先将细胞接种在没有经过包被的组织培养板2个小时，使分化细胞粘附，从而将分化和未分化细胞分开。将细胞全程置于37℃，5％CO2，100％湿度条件下培养。如果在Feed细胞，那么就需要采用MMC进行处理，抑制Feed细胞增殖，但仍然能保持其分泌LIF因子的活性。下文中暂不提及Feed细胞。Feed细胞可以来源于STO细胞或原代胚胎成纤维细胞。

培养基

ES：

配制一20×不含DMEM，HS，LIF的溶液（该溶液也能用于EB培养基——见下文）。分装在50ml 离心管中，（稀释为2×，每管42ml），贮存在-20℃。通过将21ml该溶液，HS和LIF加入450ml DMEM中制备培养基，0.22 μm滤膜过滤。贮存于4℃，时间不要超过2周。

贮存液

DMEM（高糖）

马血清（HS）

L-谷氨酰胺（200mM）

MEM NEAA（10mM）

HEPES（1M）

β-巯基乙醇（55Mm）

PEST

LIF

复苏细胞

细胞被冻存在10％二甲基亚砜（DMSO）中防止结晶的形成，结晶的形成会损害细胞。然而，二甲基亚砜对细胞有毒性，快链枣行速的进行细胞复苏是很重要的。

步骤：

1.从液氮中取出一管细胞；

2.将冻存管置于37℃水浴中2分钟（或放到管内溶液恰好完全溶解）；

3.将细胞转移到一15ml Falcon管中；

4.加入5ml ES培养基（用培养基冲洗冻存管）；

5.离心3分钟；

6.弃上清，用2ml ES培养基重悬细胞，至少吹打10次；

7.接种在明胶包被（见下文）的6孔或6cm组织培养皿；

8.孵育。

获得胚胎干细胞的方法

小鼠ES细胞

小鼠ES细胞的分离方法基本成熟，且已广泛应用于生命科学研究的各个领域。1981年Evans首次分离得到小鼠ES细胞，他nk细胞免疫疗法的实际效果以手术切除受精后2.5 d小鼠卵巢并结合激素注射干扰子宫环境，从而使轿晌族胚胎延迟着床，再回收胚胎，将其体外培养于STO细胞饲养层上，结果得到了小鼠ES细胞系。Martin G R以免疫外科法剥离小鼠囊胚滋养层细胞，得到内细胞团(ICM)并将其置于STO细胞饲养层上，培养基为小鼠PSA-1 ES细胞条件培养基，结果也得到小鼠ES细胞。此后，Axelord等用微滴法得到小鼠ES细胞系；Kaufman等用单倍体延迟着床小鼠囊胚建立同源二倍体ES细胞系；Wobus等首次用原代小鼠成纤维细胞作饲养层建立了小鼠ES细胞系；Smith等首次使用大鼠肝细胞条件培养基作为分化抑制物建立了小鼠ES细胞系。Brook F A等进一步完善了小鼠ES细胞的分离方法，以致从许多品系小鼠包括近交系和突变系，都可获得ES细胞。 体细胞核移植

分离小鼠ES细胞并非只能从囊胚，也并非必须依赖饲养层细胞。Dhhaise等将52枚8-细胞小鼠胚胎消化成单个分裂球并培养于小鼠原代成纤维细胞饲养层上，所用培养基为DMEM/F12，并添加100 mL/L的胎牛血清、100 mL/L的新生犊牛血清和0.1 mmol/L的2-巯基乙醇，5天后，出现多个干细胞集落，消化传代后建立了一个ES细胞系MSB1。将MSB1注入SCID(severe combined immunodeficient mice)小鼠，能产生包含三胚层分化物的畸胎瘤，注入52枚囊胚产生了2个活的个体(1雄，1雌)，但雄性个体无生殖能力。Tojo等用同样方法从杂交小鼠(C57BL/6×DBA/2)8-细胞胚也得到了ES细胞。小鼠ES细胞具有无限增殖的自我胚胎干细胞保存温度更新能力。Suda Y等将小鼠ES细胞传250代以上没有出现转化的迹象，它们仍具有正常的二倍体核型；在生殖系嵌合体中能产生正常的配子；作为核供体能重组克隆胚胎。上述结果表明小鼠ES细胞是永生性的。

大鼠ES细胞

Iannaccone P M等从大鼠PVG近交系分离克隆大鼠ES细胞系-RESC-01，该细胞系对SSEA-1和AKP呈阳性，在大鼠胎儿成纤维细胞饲养层上能很好的增殖，在体内环境能分化形成多种细胞类型。RESC-01细胞系在体外悬浮培养时形成的胚体出现有节律的收缩运动，将其注入囊胚并移植假孕母鼠能生成嵌合体。Kawase等也利用大鼠胎儿成纤维细胞做饲养层，从DA大鼠品系分离建立了RES-DA1ES细胞系，它与小鼠ES细胞形态相似，表达AKP和4C9抗原。Brenin等也用不同的方法分离得到了ES细胞。Sun等以大鼠ES细胞为核供体，得到了核移植后代。Vassilieva等发现大鼠ES细胞表达SSEA-1、Oct-4和IL-6等细胞标记。

猪ES细胞

Piedrahita J A等采用STO、猪成纤维细胞和猪子宫上皮细胞作为饲养层，以DMEM为基础培养液，从猪囊胚ICM分离ES细胞，发谨塌现猪囊胚ICM在STO或PMEF饲养层上可以附着增殖，而在猪胎儿成纤维细胞饲养层上虽可附着但增殖甚微，传不过4代即发生死亡。Evans等将6天～7天猪囊胚直接培养于STO饲养层上，挑出ICM细胞经增殖传代培养建立了猪ES细胞系。Strojek R M等认为分离猪ES细胞的最适胚胎为第10天囊胚。研究表明，6日龄～7日龄胚胎在培养过程中极易发生死亡，IC

胚胎干细胞研究(16张)M克隆获得率极低，而第10天的胚胎容易培养，ICM克隆获得率较高，但细胞易于分化。Vasil’ev I M等研究了胚胎发育阶段、培养基种类、饲养层细胞等影响猪ES细胞分离的因素，结果表明不同发育阶段的附植前囊胚是影响猪ES细胞分离的限制性因素。Wheeler M B等报道猪ES细胞能形闭弊成正常的嵌合体和包含三胚层分化物的囊状胚体，在维甲酸和DMSO的作用下，猪ES细胞能分化形成上皮细胞、肌肉细胞、脂肪细胞、成纤维细胞等，Miyoshi等从体外授精囊胚分离得到猪ES细胞，并以类ES细胞为核供体，获得了核移植囊胚。国内关于猪ES细胞分离克隆的研究相对较少，李松等分离得到猪ES细胞并传至第2代，在此基础上，徐军等将猪ES细胞传至3代，冯秀亮等将猪ES细胞传至5代，冯书堂等也分离得到猪ES细胞，同时对所分离的细胞进行了初步检测和鉴定，证明其具有多能性。

牛ES细胞

Saito等在加有LIF的培养基中对牛ICM进行培养，分离得到牛ES细胞并进行传代。Sims等使用与一般ES细胞分离完全不同的低密度培养法，使用BRL(buffalo rat liver)条件培养基并添加亚硒酸钠、胰岛素、运铁蛋白和50 mL/L胎牛血清，培养6 d～10 d，得到15个ES细胞系，将其作为核供体进行核移植得到659枚重构胚，卵裂率70%，囊胚率24%，将其中34枚胚胎移植27头假孕母体，13头妊娠，最后生出4头犊牛。而Stice S L等报道，以牛ES细胞为核供体建立的重组胚在移植受体后虽然会出现妊娠现象，但妊娠时间不超过60天，主要是因为胎盘畸形发育，包括缺乏子叶以及子宫阜出血反应。若将重组胚与正常8-细胞胚嵌合，则该嵌合胚可发育至85天，胎儿同样缺乏子叶，DNA分析证实50%的嵌合体胎儿组织来源于ES细胞。Ito等分析比较了牛体内和体外培养的桑椹胚分裂球和囊胚ICM分离ES细胞的效果，结果仅在囊胚组获得了类ES细胞。Cibelli等由49枚7日龄牛胚胎ICM分离到27个ES细胞系，用注射法将β-半乳糖苷酶基因导入ES细胞，选择转染的ES细胞注入8-细胞～16-细胞牛胚，其中18枚胚胎移植7头受体，妊娠5周后，得到12个胎儿。对胎儿进行检测，6个胎儿分别在生殖腺或原始生殖细胞(PGCs)中检测到标记基因，表明ES细胞参与生殖系嵌合。Cibelli等建立应用牛胎儿成纤维细胞核移植生产转基因牛类ES细胞的方法，得到6头嵌合体。Mitalipova等自致密桑椹胚分离牛ES细胞，最高一株ES细胞传至150代，且表达SSEA-1、SSEA-3、SSEA-4和c-kit受体。

羊ES细胞

Handyside等以绵羊皮肤成纤维细胞和胎儿成纤维细胞作饲养层，从7日龄～8日龄绵羊囊胚分离类ES细胞，结果得到内胚层样细胞而无ES细胞出现。Tsuchiya用免疫外科法分离8 d～9 d绵羊囊胚ICM，培养于STO细胞饲养层上，得到2个类ES细胞系，传至4代。Tillmann等用胎牛肝成纤维细胞作饲养层分离得到传至20代的绵羊类ES细胞和40代的山羊类ES细胞。Modinski等将绵羊ES细胞与囊胚嵌合得到2只嵌合体绵羊。Campbell等用第1代～第3代的类ES细胞作核供体进行核移植，得到了4只绵羊。

兔ES细胞

Graves K H等从兔子附植前囊胚分离得到ES细胞，并进行了初步鉴定，证明它们具有在饲养层上保持未分化状态的增殖能力，体外传代培养1年以上，仍具有正常的核型，且能形成包含三胚层分化物的胚体。之后，Niemann等以PMEF为饲养层，建立了9个兔ES细胞系。Schoonjans L等将兔ES细胞注入囊胚获得了包括生殖系在内的嵌合体兔子。陈颖等以PMEF为饲养层培养兔分割囊胚，结果得到传至7代的兔ES细胞，将第2代的兔ES细胞与囊胚进行嵌合，得到1只皮毛嵌合体仔兔，但未证实ES细胞是否参与了生殖系嵌合。

求助小鼠胚胎的培养

取得胚胎的时间点不同，胚胎发育的情况也不一样。我也做过从一细胞开始培养，但大多数胚胎不发育或在发育的途中停止，囊胚率很低。越接近囊胚时期取胚，囊胚的发育率越高。看你头发长的快容易秃顶吗的情况，四、八细胞胚胎培养能得到囊胚，培养系统应该还是正常的。从我的经验看，小鼠胚胎从二细胞发育到四细胞是一个关键点，从桑甚胚发育到囊胚又是一个关键点。我建议你检查一下你的培养液，可以适当加大血清的浓度。也可以在胚胎发育到四细胞后将一半的培养液简州吸出，在补充新的培养液。

PS：基搜不同培养液的效果可能不同，拦锋蔽实在不行，换其它的培养液也未尝不可。

如何利用小鼠胚胎干细胞制作纯合转基因小鼠

利用小鼠胚胎干细胞制作纯合转基因小鼠需要胚胎的培养。

哺乳类动物基因转移方法是将液燃改建后的目的基因（或基因组片段兄核）用显微注射等方法注入实验动物的受精卵（或着床前的胚胎细胞），然后将此受精卵（或着床前的胚胎细胞）再植入受体动物的输卵管（或子宫）中，使其发育成携带有外源基因的转基因动物。

有需要广泛开展合作的可以咨询赛业生物。赛业生物已服务全球数万名科学家，产品和技术已直接应用于包括CNS（Cell，Nature, Science）三大期刊在内的学术论文。除了提供基因敲除、基因敲入、条件性基因敲除模型定制服务外，赛业生物还有专业的手术疾病模型团队，可以提供多种复杂精细的小动物手术疾病模型；药物筛选评价小鼠平台可以提供从欧美行业领袖引进的免疫缺陷鼠、用于心血管及阿尔茨海默症等研究的人源化小鼠；国际标准化无菌鼠技术平台可以提供无菌鼠、无菌动物定制服务、微生物菌群移植服务等基于无菌动物模型的各类产品和服务，结合赛业闹尘虚生物成熟稳定的基因编辑小鼠平台，还可帮助您研究菌群与基因的互作机制。