猪骨骼肌卫星细胞分离培养、鉴定及其生物学特性

• 作者: 刘敏 吴怡琦 张万锋 张燕伟 张雪莲 曹果清 李步高 杨阳 王海珍 秦本源 蔡春波 郭晓红 高鹏飞
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 猪 卫星细胞 分离培养 鉴定 分化
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 畜牧·兽医·资源昆虫
• 页码范围: 1664-1676
• 页数: 13页
• 字数: 8282字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.08.015

摘要

[目的]建立猪骨骼肌卫星细胞体外分离、纯化及鉴定的方法,并对其生物学特性进行探讨,为进一步研究猪肌肉生长发育提供良好的细胞模型.[方法]选取1日龄仔猪背最长肌为材料,无菌状态下将背最长肌剪碎为肉糜状.此后采用浓度为0.2％的Ⅰ型胶原酶消化90 min,再加入浓度为0.25％的胰蛋白酶37℃联合消化30 min.经终止消化、过滤、重悬后将分离得到的细胞置于37℃、5％CO2细胞培养箱中培养.选用反复差速贴壁法对骨骼肌卫星细胞进行纯化,第一次纯化选择在细胞接种2 h后,将未贴壁细胞转移至新培养皿.上清液继续培养18 h后,对卫星细胞进行第二次差速贴壁纯化.当细胞密度达70％—80％时可对细胞进行传代或冻存处理.利用细胞免疫荧光技术检测P2代卫星细胞标志基因Pax7、MyoD的蛋白表达情况,并绘制卫星细胞生长曲线.分别添加不同诱导分化液使卫星细胞定向分化为肌细胞、脂肪细胞、成骨细胞,检测成肌分化标志基因MHC的免疫荧光,鉴定卫星细胞肌管形成情况;油红O染色及油红O定量鉴定卫星细胞诱导成脂分化效果;茜素红染色鉴定卫星细胞成骨分化能力,qRT-PCR检测成肌、成脂、成骨进程中关键基因的表达.[结果]通过两步酶消化和反复差速贴壁法分离纯化得到了纯度较高的卫星细胞,刚分离的细胞折光性强,贴壁后呈梭形或纺锤形,此后细胞延展并开始快速增殖.卫星细胞特异标志蛋白Pax7、MyoD细胞免疫荧光鉴定结果呈阳性,表明分离细胞为骨骼肌卫星细胞.骨骼肌卫星细胞增殖过程经潜伏期、生长期最终达到平台期,细胞生长曲线呈"S"型.当细胞生长至90％密度时,卫星细胞会出现自融合现象.对分离的骨骼肌卫星细胞成肌诱导分化后,可见邻近卫星细胞融合形成大量粗长肌管,多核肌管呈方向性排列,成肌标志蛋白MHC染色呈阳性.qRT-PCR结果显示标志基因MyoD、MyoG在成肌诱导分化过程中二者均呈先上升后下降趋势.经成脂诱导后细胞形态变为三角形,连续诱导发现脂滴出现并聚集成大脂滴,油红O染色可见大量红色葡萄样脂滴.油红O定量检测结果表明,成脂诱导过程中甘油三酯含量呈稳步上升趋势,各时间点均存在极显著差异(P<0.01).qRT-PCR结果显示,PPARγ基因表达量在诱导中后期高表达;FABP4在诱导分化第6天达到最高,极显著高于其余时间点(P<0.01);CEBP/β和HSL表达趋势一致,均呈先升高后降低趋势.诱导成骨分化后,发现细胞形态变为不规则状,诱导后期细胞复层生长形成骨钙结节,茜素红染色可见圆形不透明钙化结节,数量和密度较未诱导时期都明显增加,结果表明细胞出现成骨向分化.成骨标志基因BGLAP、RUNX2的表达量也随诱导进程呈稳步上升趋势,相比未诱导细胞差异极显著(P<0.01).[结论]建立了基于联合酶消化和反复差速贴壁实现猪骨骼肌卫星细胞分离和纯化的方法,所得细胞增殖能力强且具有多向分化潜能,为猪骨骼肌卫星细胞作为种子细胞用于未来组织工程研究提供了技术平台.