克隆形成實(shí)驗(yàn)是測(cè)定細(xì)胞存活率和考察單個(gè)細(xì)胞增殖能力的有效方法之一。單個(gè)細(xì)胞在體外連續(xù)6代以上,其后代所組成的細(xì)胞群體稱為集落或克隆。每個(gè)克隆大小在0.3-1.0mm,含有50個(gè)以上的細(xì)胞,通過計(jì)數(shù)克隆形成率,可對(duì)單個(gè)細(xì)胞的增殖潛力做定量分析,常用的手段有兩個(gè):平板克隆形成實(shí)驗(yàn)和軟瓊脂克隆形成實(shí)驗(yàn)。
平板克隆形成實(shí)驗(yàn)直接將細(xì)胞接種于培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)皿中,優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、細(xì)胞間分泌的促生長(zhǎng)因子可在培養(yǎng)液中擴(kuò)散、克隆形成率高,適用于貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞; 缺點(diǎn)是細(xì)胞在貼壁前容易移動(dòng)。
軟瓊脂克隆形成實(shí)驗(yàn)采用半固體培養(yǎng)基模擬體內(nèi)生長(zhǎng)環(huán)境,適用于懸浮細(xì)胞及不依賴于貼壁生長(zhǎng)的腫瘤細(xì)胞。在懸浮狀態(tài)下不能增殖的細(xì)胞(如正常成纖維細(xì)胞)不適用此法。這種方法可用于細(xì)胞分化的基礎(chǔ)研究和臨床腫瘤治療的療效檢驗(yàn)等方面。
克隆形成實(shí)驗(yàn)可以:
1)檢測(cè)細(xì)胞經(jīng)干預(yù)后的克隆形成能力來判斷干預(yù)后是否影響細(xì)胞的增殖和存活能力;
2)驗(yàn)證腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物、放療等在增殖能力方面的敏感性;
3)評(píng)價(jià)細(xì)胞在體內(nèi)成瘤性:腫瘤細(xì)胞如果體外克隆形成能力越強(qiáng),即表明體內(nèi)成瘤性越強(qiáng)。
(一)平板克隆形成實(shí)驗(yàn)
1、單細(xì)胞懸液制備:使用0.25%胰酶消化對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞,離心收集細(xì)胞沉淀,重懸并輕柔吹打成單個(gè)細(xì)胞,細(xì)胞懸浮于含有10%胎牛血清的培養(yǎng)基中;臺(tái)盼藍(lán)染色評(píng)估活細(xì)胞率(要求>90%),并通過細(xì)胞計(jì)數(shù)板調(diào)整濃度,可倍比稀釋至1×103個(gè)/ml(通常貼壁細(xì)胞接種密度為100-1000個(gè)/孔)。
2、接種與給藥:?jiǎn)渭?xì)胞懸液以每孔50、100、200個(gè)細(xì)胞的梯度密度均勻接種至6孔板或培養(yǎng)皿;若需藥物處理,在接種細(xì)胞24h-72h加入藥物;
3、克隆培養(yǎng):靜置于37℃、5%CO₂培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2-3周,每3天換液一次并觀察克隆形成情況;當(dāng)克隆直徑達(dá)0.3-1.0mm(肉眼可見)時(shí)終止培養(yǎng);
4、固定染色:PBS清洗2次,4%多聚甲醛固定30-60min;結(jié)晶紫或Giemsa染色10-30min,去除殘留染液并干燥;
5、計(jì)數(shù)分析:顯微鏡下計(jì)數(shù)含50個(gè)以上細(xì)胞的克。皇褂肐mageJ等軟件進(jìn)行圖像分析,計(jì)算克隆形成率?寺⌒纬陕使剑嚎寺⌒纬陕=(克隆數(shù)/接種細(xì)胞數(shù))×100%,細(xì)胞克隆形成率即細(xì)胞接種存活率,表示接種細(xì)胞后貼壁的細(xì)胞成活并形成克隆的數(shù)量。
(二)軟瓊脂克隆形成實(shí)驗(yàn)
1、準(zhǔn)備瓊脂:制備1.2%和0.7%的瓊脂,高壓滅菌,在40℃恒溫水浴鍋中維持液態(tài);
2、制備底層瓊脂:將1.2%瓊脂與2×完全培養(yǎng)基以1:1混合(不包含細(xì)胞)后鋪于6孔板中,總體積1.5mL,37℃孵育30min使其凝固;
3、制備上層細(xì)胞懸液:按1:1的比例將0.7%的瓊脂與2×完全培養(yǎng)基混勻(維持40-42℃,避免凝固),加入0.2mL的單細(xì)胞懸液,充分混勻,再加入6孔板中作為上層膠,每孔1.5mL,每孔500-5000個(gè)細(xì)胞。37℃孵育至凝固,在最上層加入1ml完全培養(yǎng)基,防止瓊脂干燥;
4、細(xì)胞克隆培養(yǎng):置于37℃、5% CO₂培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1-3周,每3天換液一次,并觀察細(xì)胞狀態(tài)及克隆形成情況;當(dāng)克隆直徑達(dá)0.3-1.0mm(肉眼可見)時(shí)終止培養(yǎng);
5、固定染色:PBS清洗2次,4%多聚甲醛固定30-60min;結(jié)晶紫或Giemsa染色10-30min,去除殘留染液并干燥;
6、數(shù)據(jù)分析:顯微鏡下計(jì)數(shù)含50個(gè)以上細(xì)胞的克;使用ImageJ等軟件進(jìn)行圖像分析,計(jì)算克隆形成率?寺⌒纬陕使剑嚎寺⌒纬陕=(克隆數(shù)/接種細(xì)胞數(shù))×100% ,細(xì)胞克隆形成率即細(xì)胞接種存活率,表示接種細(xì)胞后貼壁的細(xì)胞成活并形成克隆的數(shù)量。
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