1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 病毒 CVB3m由哈尔滨医科大学微生物学教研室惠赠。
1.1.2 质粒、细胞与实验动物 pNI4质粒含CVB1 cDNA全序列[3],由日本东京大学Narushi Iizuka教授惠赠;HeLa细胞和工程菌株E. coli DH5α均购自哈尔滨医科大学微生物学教研室;Balb/c乳鼠(出生4天内)购自徐州医学院实验动物中心。
1.1.3 主要酶类及试剂盒 质粒小量提取试剂盒W5001及DNA小量胶回收试剂盒W5211购自上海华舜生物工程公司。真核转染试剂Tfx-50为Promega公司产品。RNA提取试剂盒TRIzol Reagent为Invitrogen公司产品。Thermo ScriptTM RT-PCR试剂为Invitrogen公司产品。限制性核酸内切酶EcoR V、ClaI、PstI、碱性磷酸酶CIAP及Wide rang DNA ladder marker均为Takara公司产品。
1.1.4 主要试剂 DMEM/F12培养基(GIBCO公司),胎牛血清(杭州四季青生物工程材料有限公司),胰蛋白酶(GIBCO公司),胶原酶Ⅱ(Sigma公司),兔抗小鼠肌动蛋白(actin)抗体(Santa Cruz公司),羊抗兔IgG-TRITC(北京中杉金桥生物技术公司),5′-溴-2′-脱氧尿苷(BrdU,Sigma公司),其余试剂均为国产分析纯。
1.1.5 细胞培养液 DMEM/F12,pH 7.2~7.4,使用时加入15%胎牛血清,1%双抗。消化液为0.2%胰蛋白酶和0.1%胶原酶Ⅱ混合液(1∶1)。BrdU用去离子水配制,加入到15%DMEM/F12培养液中,终浓度为0.1 mmol/L,可以抑制非心肌细胞的生长。
1.1.6 50×TAE电泳缓冲液 Tris碱242 g、冰乙酸57.1 ml、0.5 mol/L pH 8.0的EDTA 100 ml溶于终体积1 000 ml 去离子水中,使用时1∶50倍稀释;10×加样缓冲液:0.25%溴酚蓝、0.25%二甲苯青、30%甘油混匀后保存于4℃;10 g/L溴化乙锭(EB)溶液:0.2 g EB溶于20 ml去离子水中,混匀后4℃避光保存,使用时终浓度为0.5 g/L;0.7%和1%琼脂糖凝胶:0.7%和1%琼脂糖分别溶于1×TAE中。
1.2 方法
1.2.1 乳鼠心肌的取材 取出生1~4天内的Balb/c乳鼠,75%乙醇消毒皮肤,无菌条件下从胸腔取出心脏,取出的心脏立即放入装有预热37℃的D-Hanks液的培养皿中,可见到心脏仍然保持搏动。
1.2.2 乳鼠心肌细胞的分离和培养 取出的心脏在加有37℃的D-Hanks液的平皿中,洗1~2次,置于无血清无双抗的DMEM/F12中,并在其中把心脏剪成体积为1 mm3的小块;事先准备好2支离心管, 第1支加入5 ml左右15%DMEM/F12培养液(含血清和双抗),第2支空,其中第1支放入4℃冰箱中备用。将小块的心肌放入第2支空着的离心管中,并加入1.5 ml消化液,然后放入到事先准备好的37℃的水浴锅中消化,每次消化11 min,弃上清(保持温度在37℃),重复3次;第4次加入消化液2 ml,消化20 min,每隔5 min摇匀,每隔10 min吹吸,以加速心肌细胞的消化,20 min后将消化液吸出,放入在4℃冰箱中的离心管中,重复3次。将收集好的心肌细胞1 500 r/min离心7 min,弃上清,用5 ml预热37℃ 的15%DMEM/F12培养液重悬;在无菌平皿中用滤网过滤细胞悬液以去除大块有形成分;将过滤好的细胞液收集到培养瓶中,置于37℃ 5% CO2孵箱中培养2 h,吸出尚未贴壁的细胞悬液,转移到24孔培养板中,置于37℃ 5% CO2孵箱中培养, 48 h后换液,以后每3~4天更换培养液1次。定期在倒置显微镜下观察细胞生长的情况并摄影记录。
1.2.3 心肌细胞的鉴定 ①倒置显微镜下常规观察细胞的生长情况,并可见心肌细胞的搏动;②超微结构观察:培养的细胞用消化液消化后,1 500 r/min离心、收集心肌细胞,戊二醛固定,送电镜中心,透射电镜观察并摄片。
1.2.4 pNI4质粒转染心肌细胞 在转染前把心肌细胞的培养液换成无双抗培养液培养,当心肌细胞90%成层分布后开始转染,按照转染试剂盒的说明进行。每天倒置显微镜下观察心肌细胞的变化,并在转染后的第1、3、6天吸取心肌细胞的上清液冻存,测定心肌酶。
1.2.5 嗜心肌毒株CVB3m攻击心肌细胞 培养的心肌细胞90%成层分布后进行病毒接种。方法如下:弃上清,每孔加入稀释好的病毒100 μl,37℃ 5% CO2孵箱中孵育1 h,加入细胞培养液至1 ml,37℃ 5% CO2孵箱中培养。每天在倒置显微镜下观察心肌细胞的变化,并在不同的时间段吸取细胞上清液,测定心肌酶谱和提取病毒RNA,最后用消化液消化、1 500 r/min离心、收集心肌细胞,戊二醛固定,超薄切片,透射电镜观察心肌细胞的超微结构医.学全.在.线网站www.lindalemus.com。
2 结 果
2.1 心肌细胞形态观察 倒置显微镜下,消化后的心肌细胞呈圆形,细胞数为4.8×109/L,2 h后开始贴壁生长,心肌细胞伸展为圆形、梭形、棒状、星状及分叉状等,1~2个呈圆形的胞核,核仁清晰可见,可见心肌细胞搏动,频率为20~30次/min,搏动细胞达70%,搏动频率有所不同;24 h后95%的细胞均有搏动,当生长成片后可见岛屿状搏动,搏动频率为80~150次/min(图1A);超微结构观察显示,培养的心肌细胞肌丝发达,游离的核糖体、糖原及线粒体丰富,肌节明显,粗肌丝与细肌丝相间排列形成明显的Z 线。相邻心肌细胞之间伸出许多突起,由中间连接、桥粒及缝隙连接构成闰盘结构。线粒体多分布于核周或排列在肌丝之间,嵴呈板状, 与线粒体长轴垂直或平行,密集排列。心肌细胞核为1~ 2个,椭圆形,核仁清晰,染色质分布均匀(图1B)。图1 原代培养Balb/c乳鼠心肌细胞形态观察