LPS诱导细胞炎症模型建立实验步骤
LPS诱导细胞炎症模型建立实验步骤
一、实验原理
脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是革兰阴性菌细胞壁外膜的主要成分之一,可通过与巨噬细胞表面的TLR4受体及其共受体(如CD14、MD-2等)结合,激活NF-κB、MAPK等多条信号通路,诱导细胞产生并分泌TNF-α、IL-6、IL-1β等多种炎症因子。
二、实验材料与试剂
1.细胞
小鼠巨噬细胞系RAW264.7。
2.培养与处理相关试剂
细胞培养基:如高糖DMEM;
胎牛血清(FBS);
青霉素–链霉素双抗;
胰蛋白酶或无酶细胞消化液(注:RAW264.7通常可通过吹打或细胞刮刀收集,胰酶消化时间不宜过长,以免影响表面受体);
PBS缓冲液,用于细胞洗涤。
3.建模与检测试剂
LPS(常用大肠杆菌来源LPS,配制成适当浓度的储备液,–20℃分装保存);
CCK-8试剂,用于检测细胞活力;
ELISA试剂盒:用于检测TNF-α、IL-6等炎症因子;
其他可选指标试剂盒:如NO、PGE₂等(根据实验需求选用)。
4.仪器与耗材
细胞培养箱(37℃,5%CO₂,饱和湿度);
超净工作台或生物安全柜;
倒置显微镜,用于观察细胞形态与密度;
小型离心机;
酶标仪(可检测450 nm等波长);
培养瓶、培养皿、96孔板等常规细胞培养耗材;
移液器及配套无菌吸头、离心管、EP管等。
三、实验步骤
1.细胞复苏
从液氮罐中取出RAW264.7细胞冻存管,迅速置于37℃水浴中轻摇,使细胞悬液尽快解冻。解冻后立即将细胞转移至超净工作台中,将悬液倒入离心管中,加入约5 mL含10%FBS的DMEM培养基稀释冻存液,1000 rpm离心约5 min。弃去上清后,用新鲜含10%FBS的DMEM培养基重悬细胞,接种于培养瓶中,置于37℃、5%CO₂的培养箱内培养,使细胞恢复生长。
2.细胞传代
当细胞密度达到约80%–90%时进行传代。弃去旧培养基,用PBS轻柔洗涤细胞1–2次以去除残余血清成分。根据实验室习惯选择适当方式收集细胞:可加入少量胰蛋白酶或无酶细胞解离液,短时间作用,在倒置显微镜下观察细胞变圆、松散后立即加入含10%FBS的培养基终止消化;或采用吹打/刮刀等机械方式使细胞脱落。将细胞吹打成单细胞悬液后,按1∶3或1∶4的比例接种到新的培养瓶,继续于37℃、5%CO₂条件下培养,保持细胞状态良好。
3.细胞铺板
选取处于对数生长期、形态良好的细胞,用适当方式收集并计数。用含10%FBS的DMEM培养基将细胞密度调整至约5×10⁴–1×10⁵个/mL。取96孔板,每孔加入100 μL细胞悬液(约5×10³–1×10⁴个细胞/孔),置于培养箱中孵育过夜,使细胞充分贴壁并恢复状态。
4.LPS诱导炎症模型
细胞贴壁并状态稳定后,弃去旧培养基,更换为无血清或低血清(如1%FBS)培养基,同步化处理约2–4 h。随后设置各组:白/对照组:不加LPS,仅加入等量培养基;LPS处理组:加入不同终浓度的LPS,如0.1 μg/mL、1 μg/mL、10 μg/mL等,每种浓度设置3–5个复孔。加药时可先配制好含不同浓度LPS的培养基工作液,再轻柔加入各孔,避免直接向同一位置滴加高浓度小体积LPS储备液,以减少局部高浓度刺激。处理后将细胞继续置于培养箱中孵育,一般诱导时间可选12–24 h,具体可根据预实验结果确定最佳条件。
5.检测指标
(1)细胞活力检测(CCK-8法)
根据实验设计选定检测时间点(如LPS处理12 h或24 h),向每孔加入约10 μL CCK-8试剂,轻轻混匀后继续在培养箱中孵育1–4 h。孵育结束后,用酶标仪在450 nm处测定各孔吸光度(OD450),扣除空白孔(无细胞,仅含培养基和CCK-8)的背景值后,计算各组细胞活力并与对照组比较。
(2)炎症因子分泌检测(ELISA)
在设定时间点收集各孔培养上清,必要时按ELISA试剂盒说明进行适当稀释。严格按照试剂盒操作步骤进行加样、孵育、洗板、显色和终止反应等操作,在酶标仪相应波长处测定吸光度,并根据标准曲线计算TNF-α、IL-6等炎症因子浓度,从而评估LPS诱导炎症反应的程度。
四、常见问答
Q1:LPS刺激后,细胞大量死亡或脱落,如何处理?
这通常提示LPS浓度过高、作用时间过长,或细胞本身对LPS较为敏感。可以尝试降低LPS浓度、缩短作用时间,或在预实验中筛选更温和但仍能诱导炎症因子升高的条件。同时应检查铺板密度是否过低、培养基是否新鲜、细胞是否已接近衰老,以及是否存在其他应激因素(如pH、渗透压异常等)。
Q2:LPS诱导时必须使用无血清培养基吗?
危险品化学品经营许可证(带存储)