心肌細(xì)胞分化培養(yǎng)基的流程主要分為準(zhǔn)備階段、誘導(dǎo)階段、調(diào)整階段、維持階段和成熟階段,具體介紹如下:
準(zhǔn)備階段:
選擇合適的起始細(xì)胞類型,通常使用多能干細(xì)胞(如人胚胎干細(xì)胞hESCs)或特定前體細(xì)胞。
準(zhǔn)備基礎(chǔ)培養(yǎng)基,通常含有葡萄糖、氨基酸、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
提前將培養(yǎng)箱溫度穩(wěn)定在37攝氏度,二氧化碳濃度維持在5%左右。
誘導(dǎo)階段:
在培養(yǎng)基中加入特定生長(zhǎng)因子,如骨形態(tài)發(fā)生蛋白4(BMP4)和激活素A(ActivinA),這些因子能引導(dǎo)細(xì)胞向心臟譜系發(fā)展。
注意生長(zhǎng)因子的濃度梯度,濃度過(guò)高可能導(dǎo)致細(xì)胞異常分化。
在加入因子后的24小時(shí)、48小時(shí)分別取樣,用顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)是否出現(xiàn)收縮性變化。
調(diào)整階段:
第三天開(kāi)始調(diào)整培養(yǎng)條件,撤去部分生長(zhǎng)因子,換成含有Wnt信號(hào)通路抑制劑的培養(yǎng)基。
這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程要控制時(shí)間窗口,過(guò)早或過(guò)晚更換都會(huì)影響分化效率。
此時(shí)細(xì)胞逐漸呈現(xiàn)紡錘形,細(xì)胞間出現(xiàn)自發(fā)搏動(dòng)是良好信號(hào),但并非所有細(xì)胞同步變化,需要持續(xù)觀察。
維持階段:
添加心肌細(xì)胞專用營(yíng)養(yǎng)液,如含有胰島素轉(zhuǎn)鐵蛋白硒復(fù)合物、脂肪酸的補(bǔ)充劑。
培養(yǎng)基每隔兩天更換一次,避免代謝廢物堆積。若發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基顏色變黃速度加快,說(shuō)明細(xì)胞代謝活躍,可適當(dāng)增加換液頻率。
該階段持續(xù)約兩周,細(xì)胞會(huì)形成具有節(jié)律性跳動(dòng)的細(xì)胞團(tuán)。
成熟階段:
引入物理刺激,例如在培養(yǎng)皿底部鋪設(shè)彈性材料,讓細(xì)胞在機(jī)械牽張環(huán)境下生長(zhǎng)。
有條件時(shí)可連接電脈沖裝置,模擬心臟電信號(hào)傳導(dǎo)。
這個(gè)階段持續(xù)三周以上,細(xì)胞逐漸表達(dá)成熟標(biāo)志物如肌鈣蛋白T,細(xì)胞間的電信號(hào)傳導(dǎo)同步性增強(qiáng)。