2026/5/27 14:48:22

离体48小时的脊髓组织,依然能制备出高质量单细胞悬液

来源:上海william威廉中文官网

一个绑住无数科研人手脚的难题

做脊髓损伤研究的人,多半被时间卡过脖子。

建立动物模型之后,小鼠需要经历一段不算短的恢复饲养期,处死取材的日子往往早早写在了实验日历上。但下游检测平台的排期、流式仪器的预约档期、协作单位的响应速度,这些事情不会配合你的计划表自动对齐。

于是问题就来了——脊髓组织离体之后,每一分钟都在和细胞活率赛跑。中枢神经组织本身含水量高、结构脆弱、极易自溶,在没有任何保护措施的前提下,室温放置几个小时,细胞膜通透性急剧升高,胞内内容物泄漏,活率呈断崖式下跌。等样本被送到检测平台、排上机器,留给操作者的往往只剩下一管浑浊液体和一份无法使用的数据。

更棘手的是,这类时间错位在脊髓损伤、神经退行性病变等慢性模型中几乎无法回避——你不可能为了迁就下游检测的时间窗口,去改变动物模型本身的时间线。传统方案对此束手无策。

完整实验方案:还原一次真实的科研送样过程

为了验证"组织离体长时间保存后仍能获得可用单细胞悬液"这一命题,本次实验刻意模拟了科研中常见的时间链条——取材、转运、等待、检测之间存在不可压缩的时间差。

小鼠建立脊髓损伤模型,经饲养恢复期后断颈处死。取出脊髓组织后,立即将其完整浸入酶离者MJ104组织保存液中,于室温或冷藏条件下静置保存整整48小时。这48小时,就是留给"转运"和"等待"的时间。保存期满后,组织被取出转入william威廉中文官网单细胞悬液制备仪进行自动化解离,解离产物经过滤、裂红、碎片去除等一系列纯化步骤后,最终用于流式分选巨噬细胞。

之所以选巨噬细胞作为分选目标,是因为免疫细胞对处理条件极为敏感——如果连巨噬细胞都能成功分选出来,就意味着整套方案对细胞活性的保护是经得住检验的。

第一道防线:MJ104组织保存液如何让48小时变得"无害"

组织离体后细胞面临的威胁并非单一来源,而是多重打击的叠加。

首先是能量危机。血液循环中断后,氧气和葡萄糖的供应戛然而止,线粒体氧化磷酸化停摆,细胞被迫切换到效率极低的糖酵解途径,乳酸快速堆积,胞内pH值下降。其次是渗透压失衡。细胞膜上的钠钾泵高度依赖ATP驱动,能量供应不足直接导致离子泵功能衰退,钠离子和水分子涌入细胞,引起肿胀甚至破裂。第三是自溶和炎性级联反应。少量细胞率先死亡后释放的溶酶体酶和促炎因子会进一步侵蚀周围完好细胞,形成恶性循环。

MJ104保存液的配方设计正是围绕这三重威胁展开的。它含有维持细胞膜稳定性的特定成分,能够在低温配合下显著延缓细胞代谢速率,减少能量消耗和代谢废物堆积。同时通过渗透压缓冲体系抑制细胞肿胀,从物理层面维护膜结构完整。使用方式非常直接——取材后将组织整块浸入保存液,无需剪碎、无需预处理、无需额外添加任何试剂,开箱即用。

本次实验中,脊髓组织在MJ104中浸泡48小时后取出时,肉眼观察形态完整、颜色正常,未出现组织发黏、碎裂、变色等自溶特征,后续解离后的细胞活率数据也证实了这一点。

第二道防线:william威廉中文官网单细胞悬液制备仪的精细化解离

保存好组织只是赢了前半程。脊髓属于中枢神经系统的致密组织,神经元胞体、胶质细胞、髓鞘碎片、结缔组织基质层层交织,要把它们彻底打散成单个细胞而不造成过度损伤,难度远高于淋巴结、脾脏这类松散组织。

传统的处理方式是手动用注射器针芯研磨,再放到培养箱里酶消化,中间需要反复观察、手动吹打。这套操作高度依赖个人经验——力度大了,细胞被机械应力直接杀死;力度轻了,组织块消化不充分,细胞团无法打散。不同人做出来的结果天差地别,批间一致性几乎无从谈起。

william威廉中文官网单细胞悬液制备仪的设计思路是把"人的经验"转化为"仪器的程序"。它内置了针对不同组织类型的专属处理方案,脊髓组织有独立的解离程序。整个过程在封闭的2 ml消化管内完成,磁珠剪切提供精确可控的机械力,恒温模块保证酶促反应始终处于最适温度区间。程序启动后,仪器自动交替执行机械解离和酶消化步骤,全程无需人工守候,结束后自动停止。

这种闭管操作还带来一个容易被忽视的好处——生物安全性。处理感染性模型或转基因动物来源的组织时,密闭体系能有效防止气溶胶扩散,降低实验室暴露风险。

逐步拆解:从组织块到可分选悬液的完整操作链

第一步:取材与保存。 小鼠断颈处死后迅速暴露脊柱,完整取出脊髓组织段,用镊子轻轻夹持转移至预先准备好的MJ104保存液管中,确保组织被液体完全浸没。盖紧管盖,置于冷藏环境,保存48小时。这一步的关键细节在于"立即"——从处死到浸入保存液的间隔越短越好,避免组织在无保护状态下暴露。

第二步:仪器预热与程序调用。 提前接通william威廉中文官网单细胞悬液制备仪电源,打开加热功能,在操作界面选定"脊髓"程序。模块需要一定时间升温至目标值,因此建议在取出组织之前就启动预热,避免后续等待。

第三步:消化酶解冻。 配套消化酶和终止液从冰箱取出后,用流动自来水缓慢解冻。这里有个容易出错的细节:不要用热水或37°C水浴快速融化,温度梯度过大可能导致酶蛋白局部变性,影响后续消化效率。同样不要反复冻融——用多少取多少,剩余部分不要回冻。

第四步:组织预处理与入管。 从保存液中取出脊髓组织,先用预冷的PBS洗涤两到三次,去除保存液残留成分对消化酶活性的潜在干扰。随后将组织转移到洁净培养皿中,用眼科剪将其剪成尽可能细小的碎块——碎块越小,后续酶与组织的接触面积越大,消化效率越高。将剪碎的组织转入2 ml专用消化管,加入约1 ml消化酶,确保组织块被酶液充分覆盖。

第五步:仪器解离。 将消化管妥善安装到制备仪的模块卡位上,确认程序选择无误后点击运行。仪器将按照预设的转速、时间、温度参数自动完成全部解离流程。运行期间操作者可以离开去做其他实验准备工作,程序结束后仪器会自动停止。

第六步:过滤与终止消化。 取出消化管,将管内混合液通过70 μm细胞滤网过滤至新的离心管中。滤网能截留未完全消化的组织残块和大团聚物,只放行单个细胞和小细胞团。过滤完成后,立即按1:1的体积比例加入终止液,彻底终止酶反应。这一步不能拖延——消化酶持续作用会损伤已经游离的细胞表面抗原,直接影响后续流式抗体的标记效果。

第七步:裂红与碎片去除。 将滤液离心收集细胞沉淀,弃去上清。加入裂红溶液(其中含200 μl FBS用以保护有核细胞),轻柔混匀后冰上静置3至5分钟,裂解红细胞。裂红结束后加入500 μl PBS和1 ml碎片去除剂,充分混匀,离心弃上清。用PBS再洗涤两次,将死细胞碎片、游离DNA、髓鞘残片等干扰物尽可能清除。这个纯化步骤往往被低估,但对下游数据质量的影响极为显著——碎片过多会严重干扰流式的散射光门控和单细胞测序中的液滴包裹效率。

第八步:重悬计数,准备分选。 末次离心弃上清后,加入少量无菌dPBS,用移液器轻柔吹打底部沉淀使其充分分散。取少量悬液进行台盼蓝染色计数或自动细胞计数仪检测,记录总细胞数和活率。确认指标达标后,按流式分选要求进行荧光抗体标记,随即上机分选巨噬细胞。

这套方案到底解决了什么问题

回到最开始的困境。

时间错位是脊髓损伤研究中几乎每个课题组都会遇到的系统性障碍。MJ104组织保存液把组织离体后的安全窗口从传统的几小时拉长到48小时以上,这不仅是数字上的提升,更意味着实验安排的灵活度发生了质变。周五取的材,周一再做检测,不再是一句空话。需要将样本从动物房送到另一栋楼甚至另一个城市的检测平台,也不必再和时间赛跑。

william威廉中文官网制备仪解决的则是人为因素的问题。仪器程序一旦设定,每一次运行的力度、温度、时长都完全一致。当一个课题需要处理几十只甚至上百只动物的组织样本时,这种批间一致性就不再是锦上添花,而是决定实验结论是否可信的底层条件。

碎片去除剂的加入让最终悬液的纯净度再上一个台阶。对于流式分选而言,碎片少意味着门控更清晰、分选纯度更高、耗时更短;对于单细胞测序而言,碎片少意味着有效细胞捕获率更高、测序资源浪费更少。

三个环节——保存、解离、纯化——串联成一条完整的技术链路,彼此衔接、互为前提,缺一不可。

还能用在哪些地方

脊髓之外,这套方案的底层逻辑同样适用于其他高难度组织类型。脑组织同属中枢神经系统,面临的挑战高度类似;肺组织含有大量弹性纤维和肺泡上皮,解离难度不低;心肌组织致密且富含结缔组织间质;骨骼肌的纤维走向使其极难被均匀打散。william威廉中文官网制备仪内置了针对上述组织的多种专属程序,配合MJ104保存液,能够适配绝大多数需要"取材-转运-检测"分步完成的科研场景。

对于需要进行多时间点纵向取样的慢性动物模型(如脊髓损伤后1天、3天、7天、14天、28天分批取材),这套方案允许研究者将不同时间点取得的组织集中保存,统一批次处理,从而消除不同批次解离操作带来的技术变量,让数据之间具有真正的可比性。