مدونات

الخلايا الأولية هي خلايا معزولة مباشرة من الأنسجة. وهي لا تحافظ على مورفولوجيا الخلايا الطبيعية فحسب، بل تحتفظ أيضًا بالعلامات والوظائف البيولوجية الرئيسية في الجسم. وبالمقارنة مع سلالات الخلايا، فإن البيانات التجريبية التي توفرها الخلايا الأولية أقرب إلى البيئة الفسيولوجية الحقيقية، وبالتالي فهي ذات قيمة كبيرة في البحث الطبي الحيوي.

نظرًا لأن خصائصها البيولوجية لا تتغير بشكل أساسي، يمكن للخلايا الأولية محاكاة خصائص نمو الجسم بشكل أكثر دقة وقد تم استخدامها على نطاق واسع في علم الأحياء الجزيئي وعلم الأحياء الخلوية والبحوث الطبية الحيوية الأساسية، مثل علم البروتينات وعلم الجينوم وبحوث الخلايا والبحوث الجينية. في الوقت نفسه، فهي أيضًا نماذج خلوية مثالية في مجال المستحضرات الصيدلانية الحيوية وتستخدم على نطاق واسع في أبحاث آلية المرض وفحص الأدوية واستقلاب الأدوية وتقييم السموم وبحوث أدوية السرطان وتطوير العلاج.

يشير استخلاص الخلايا وزراعتها في المختبر إلى عملية عزل الخلايا من الأنسجة أو الأعضاء وزراعتها في ظل ظروف مناسبة. تتضمن الخطوات المحددة: الحصول على الأنسجة المستهدفة في ظل ظروف معقمة، واستخدام إنزيمات هضمية مثل التربسين أو الكولاجيناز لتفكيك الأنسجة إلى معلق خلوي واحد، ثم فصل الخلايا عن طريق الطرد المركزي والترشيح وما إلى ذلك، وأخيرًا زراعتها في بيئة زراعة مناسبة للحفاظ على نموها ووظيفتها.

فيما يلي، سنشارك الخطوات المحددة لعزل الخلايا الأولية باستخدام أجهزة الطرد المركزي المبردة منخفضة السرعة:

الخطوات التجريبية (طريقة زراعة الهضم)

تحضير الأنسجة وغسلها

نأخذ حوالي 1 سم³ من الأنسجة المستهدفة في ظل ظروف معقمة، ونضعها في طبق أو كأس، ونغسلها بشكل متكرر بكمية مناسبة من محلول هانكس لإزالة بقايا الدم والأنسجة الضامة.

تقطيع الأنسجة والمعالجة الأولية

استخدم مقصًا حادًا لتقطيع الأنسجة إلى قطع صغيرة بحجم 0.5 مم × 1 مم تقريبًا، ثم اشطفها مرة أخرى بمحلول هانكس، وتخلص من محلول الغسيل بعد أن تستقر قطع الأنسجة.

الهضم بالإنزيمات

انقل قطع الأنسجة إلى كأس مخروطي الشكل مثبت عليه محرك مغناطيسي معقم وأضف 5-30 مل من التربسين أو الكولاجيناز.

قم بتغطيته بإحكام بسدادة مطاطية وأغلقه بورق قصدير، ثم ضعه على محرك مغناطيسي في حاضنة بدرجة حرارة 37 درجة مئوية.

قم بتشغيل المحرك وحركه بالتساوي. استخدم المجهر لمراقبة تشتت الخلايا أثناء عملية الهضم.

عندما تتفكك معظم الخلايا إلى حالة واحدة (حوالي 10-20 دقيقة)، أضف على الفور كمية مناسبة من محلول هانكس لإنهاء الهضم.

ترشيح الخلايا

أولاً، قم بالترشيح باستخدام شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ بقطر 100 ميكرومتر لإزالة الأنسجة غير المهضومة أو مجموعات الخلايا الكبيرة.

ثم قم بالترشيح باستخدام شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ بقطر 20 ميكرومتر للحصول على تعليق خلية واحدة نقي نسبيًا.

الطرد المركزي منخفض السرعة وغسل الخلايا

تم نقل المرشح إلى أنبوب الطرد المركزي وتم الطرد المركزي بسرعة 500 × ز (حوالي 5 دقائق).

تم التخلص من السائل العلوي وغسل الخلايا مرتين بمحلول هانكس لإزالة الإنزيمات الهضمية المتبقية.

تم إعادة تعليق الخلايا في وسط يحتوي على مصل ورجها برفق لتحضير تعليق الخلايا.

عد الخلايا والتلقيح

استخدم عدادة خلايا الدم لحساب وتحديد تركيز تعليق الخلايا (عادةً 1×10⁵~3×10⁵ خلية/مل).

قم بتلقيح الخلايا بالتساوي في طبق زراعة وزرعها في حاضنة بدرجة حرارة 37 درجة مئوية و5% من ثاني أكسيد الكربون.

يمكن لهذه الطريقة الحصول على خلايا أولية قابلة للحياة بشكل فعال وتوفير نموذج خلوي موثوق به للتجارب اللاحقة. يمكن أن يساعد استخدام جهاز الطرد المركزي المبرد منخفض السرعة في تحسين كفاءة فصل الخلايا الأولية مع ضمان قابلية الخلايا للحياة، وتوفير عينات خلوية عالية الجودة للتجارب اللاحقة.

ملاحظات

شطف الأنسجة

قبل الهضم، يجب شطف كتل الأنسجة مرتين إلى ثلاث مرات لإزالة التأثيرات المثبطة لأيونات الكالسيوم والمغنيسيوم والمصل على التربسين وEDTA.

يمكن استخدام محلول هانكس أو أي محلول منظم مناسب آخر لرج أو تحريك كتل الأنسجة برفق في محلول الشطف، ويمكن التخلص من محلول الشطف بعد إزالة المواد المتداخلة بالكامل لضمان تأثير الهضم الإنزيمي.

دور الإنزيمات الهضمية

التربسين هو إنزيم بروتيني يفرزه البنكرياس. يعمل بشكل أساسي على الروابط الببتيدية التي تربط بين الليسين والأرجينين، حيث يحلل البروتينات إلى بولي ببتيدات وأحماض أمينية أصغر، مما يساعد الخلايا على الانتشار.

يشتق الكولاجيناز من البكتيريا وله قدرة قوية على تحلل الكولاجين. يمكنه هضم الأنسجة الليفية والأنسجة الظهارية وحتى بعض أنسجة السرطان بشكل فعال.

تحسين معدل بقاء الخلايا

إن زيادة كثافة البذور في خلايا الثقافة الأولية بشكل صحيح يمكن أن يعزز التفاعل بين الخلايا ويجعلها أقرب إلى بيئة النمو في الجسم الحي، وبالتالي تحسين معدل بقاء الخلايا وتعزيز الالتصاق والتكاثر.

الدور الرئيسي لأجهزة الطرد المركزي في تجارب فصل الخلايا الأولية

في عملية فصل الخلايا الأولية، تلعب أجهزة الطرد المركزي المبردة منخفضة السرعة دورًا حيويًا، وتستخدم بشكل أساسي لتخصيب الخلايا وإزالة الإنزيمات الهضمية والحطام وتحسين معدل بقاء الخلايا. تشمل تطبيقاتها الرئيسية في التجارب ما يلي:

إثراء الخلايا وجمعها

بعد الهضم، يتم تفكيك الأنسجة إلى معلق خلوي واحد، ولكن يمكن خلطها بشظايا أنسجة غير مهضومة بالكامل وبقايا إنزيمات هضمية وشظايا خلايا. من خلال الضبط الصحيح لجهاز الطرد المركزي المبرد منخفض السرعة، يمكن ترسيب الخلايا السليمة بفعالية، ويمكن إزالة الإنزيمات والحطام في السائل العلوي، ويمكن الحصول على معلق خلوي نقي نسبيًا.

غسل الخلايا لإزالة الإنزيمات الهضمية المتبقية

قد تؤثر الإنزيمات الهضمية مثل التربسين والكولاجيناز على الوظيفة الطبيعية للخلايا أو قد تكون سامة للخلايا. لذلك، بعد الطرد المركزي الأول، يجب إعادة تعليق الخلايا في وسط خالٍ من المصل أو محلول هانكس وغسلها مرتين، في كل مرة يتم الطرد المركزي بسرعة منخفضة والتخلص من السائل العلوي لضمان إزالة معظم الإنزيمات المتبقية وتحسين معدل بقاء الخلايا.

تركيز الخلايا وتحسين ظروف الثقافة

قبل التلقيح، يمكن تركيز الخلايا بشكل أكبر عن طريق الطرد المركزي منخفض السرعة لزيادة كثافة التلقيح. لا تعمل كثافة الخلايا المناسبة على تسهيل التفاعل بين الخلايا فحسب، بل إنها تعزز أيضًا الالتصاق والتكاثر، وبالتالي زيادة معدل بقاء الخلايا الأولية ومعدل نجاح الثقافة.

لا تلعب أجهزة الطرد المركزي المبردة منخفضة السرعة دورًا رئيسيًا في فصل الخلايا الأولية فحسب، بل تُستخدم أيضًا على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل زراعة الخلايا والطب السريري والمستحضرات الصيدلانية الحيوية وعلم الأحياء الجزيئي ومعالجة الدم. تجعلها سرعتها المنخفضة وقدراتها الفعالة على التحكم في درجة الحرارة خيارًا مثاليًا لمعالجة العينات الحساسة لدرجة الحرارة. عند استخدام جهاز الطرد المركزي، يجب تحسين معلمات الطرد المركزي وإجراءات التشغيل بشكل معقول لتحسين معدل نجاح التجربة وضمان سلامة العينة واستقرار النتائج التجريبية.