胰蛋白酶胶原蛋白酶的作用是什么,两者联合使用有什么优势

  胰蛋白酶主要水解精氨酸或赖氨酸羧基端的肽键,核心作用是分解细胞间质的蛋白、分离细胞;胶原蛋白酶主要水解胶原纤维中的特异性肽键,核心作用是分解胶原组织,不损伤其他活性细胞,二者作用各有侧重,多搭配使用。

  胰蛋白酶是生物实验和生产中最常用的消化酶之一,最典型的应用场景是细胞培养过程中,把贴壁生长的细胞从培养瓶壁上消化下来,也可以用于分散疏松的软组织块,方便后续分离细胞。不过它的局限性也很明显,对胶原纤维的消化能力非常弱,处理纤维含量高的致密组织时,不仅消化效率低,高浓度长时间作用还会损伤细胞的活性。

  胶原蛋白酶是专门针对胶原结构的酶,它只作用于胶原纤维的特异性位点,不会破坏细胞膜和其他功能蛋白,更适合处理皮肤、肌腱、肿瘤、瘢痕这类胶原含量高的致密组织。

  单独使用某一种酶都很难兼顾效率和细胞活性:单独用胰蛋白酶处理致密组织,消化不彻底,最终得到的活细胞数量很少;单独用胶原蛋白酶消化速度慢,成本很高,不适合大规模实验或生产。二者联合使用的时候,胰蛋白酶会先分解包裹在胶原外的黏连蛋白,打开结构缺口,让胶原蛋白酶可以深入组织内部水解胶原纤维,既能大幅缩短消化时间,提升活细胞得率,还能降低单种酶的用量,减少对细胞活性的损伤,目前已经成为原代细胞分离、组织工程种子细胞制备中最常用的消化方案。

  实际应用中需要根据目标组织的类型,调整两种酶的配比和消化时间,才能获得最好的效果。

常见疑问解答

细胞解离后必须终止酶反应吗

需要终止,尤其是使用胰蛋白酶的时候,胰蛋白酶持续作用会破坏细胞膜上的蛋白成分,导致细胞活力下降甚至死亡,一般会用含血清的培养基或者特异性胰蛋白酶抑制剂终止反应,保证细胞活性。

原代细胞分离都需要两种酶联合吗

不一定,如果是本身比较疏松的组织,比如脾脏、胚胎组织,只用胰蛋白酶就能达到不错的解离效果,只有胶原含量高的致密组织,才推荐胰蛋白酶和胶原蛋白酶联合使用。

胰蛋白酶消化温度需要控制吗

常规细胞培养消化一般在37℃进行,温度越高酶活性越强,消化速度越快也越容易过度,若对细胞活性要求较高,也可在4℃条件下冷消化过夜,能获得更稳定的细胞活性。