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第三章 材料與方法

第二節 實驗方法

(1) 細胞培養 (Cell culture)

實驗使用細胞株為人類口腔鱗狀上皮細胞癌 SCC4 以及 Cal 27,

屬於貼附型細胞。培養在含有 10% 胎牛血清(FBS)及 1% 抗生素 Penicillin 和 Streptomycin 的 DMEM/F-12 培養液,環境為 37oC、

5% CO2之培養箱,約 2~3 天繼代培養一次。

繼代培養:將培養皿中細胞培養液吸除,加入 3~5 ml 的 PBS (Phosphate buffered saline)(0.02% KH2PO4、0.02% KCl、0.8% NaCl、

0.21% NaHPO4)緩衝液沖洗兩次,加入 1ml 的 Tripsin 至於 37oC、5%

CO2之培養箱作用 2~3 分鐘,待細胞變圓後並輕拍培養皿幫助細胞脫 落,加入適量培養液均勻混和,種入細胞培養皿中。

解凍細胞:將細胞由液態氮桶取出,置於 37oC 水浴槽迅速回溫,

將細胞取出並且和 5ml 的細胞培養液混和,置於 15ml 離心管,以 1200rpm 離心 10 分鐘後,將上清液吸除,加入適量培養液均勻混和,

放入 10 公分細胞培養皿中,於 37oC、5% CO2之培養箱培養。

(2) 細胞爬行分析 (Cell migration assay)

細胞爬行分析是利用 transwell (Costar, Corning Life Science, Acton, MA; pore size 8 μm) 24 孔盤為材料。在 transwell 上層加入處理 過抑制劑或抗體 30 分鐘的 2x104細胞,在下層放置 300 μl 含有 1% FBS

培養液,並加入 30 ng/ml WISP-1,之後放至 37oC、5% CO2之培養箱 16~18 小時,將上下層培養液吸除,以 3.7%福馬林固定 15 分鐘,PBS 清洗後用 0.05% crystal violet 染色 30 分鐘後,再以 PBS 清洗,用棉 花棒擦拭上層細胞,即可利用顯微鏡觀察並計數爬行過的細胞數,將 計得數量進行統計分析。

(3) 傷口癒合檢測 (Wound healing assay)

研究細胞移動能力的方法,模擬傷口形成時細胞移動的狀態,藉 此方法觀察細胞移動到人造傷口的能力。將細胞培養在 6 孔盤,放至 細胞培養箱培養 24 小時,利用黃色 tip 刮一條直線於 6 孔盤上,形成 人造傷口,接著換新的培養液並加入不同濃度的 WISP-1,利用顯微 鏡拍攝細胞狀況,然後將 6 孔盤放至培養箱培養 16 小時,再用顯微 鏡拍攝細胞狀況,計數細胞爬行的顆數,將計得數量進行統計分析。

(4) 細胞侵犯分析 (Cell invasion assay)

將含有 polycarbonate membrane 的 transwell 置於 24 孔盤,加入 30~50 μl matrigel 於 polycarbonate membrane 上,待 matrigel 凝固後,

將 2 萬顆細胞與無 FBS 的培養液混合並種於 transwell 上,而 24 孔盤 裡則加入含有 1%FBS 培養液與不同濃度的 WISP-1,之後放至 37oC、

5% CO2之培養箱 16~18 小時,將上下層培養液吸除,以 3.7%福馬林

固定 15 分鐘,利用棉花棒將上層 matrigel 清除,以 PBS 清洗後用 0.05%

crystal violet 染色 30 分鐘後,再以 PBS 清洗,用棉花棒擦拭上層細 胞,即可利用顯微鏡觀察並計數爬行過的細胞數,將計得數量進行統 計分析。

(5) 免疫螢光實驗 (Immunofluorescence)

免疫螢光實驗是根據抗原抗體反應的原理,在螢光色素物質結合 抗體的幫助下,使特異的抗原抗體複合物 (Antigen-antibody complex) 顯現在細胞中。將細胞培養在玻片上,並經由 WISP-1 處理 2 小時之 後,吸去培養液並加入 3.7%福馬林固定細胞 10 分鐘,接著用 PBS 清洗兩次,加入 0.25% triton-X100 將細胞膜打洞,作用 5 分鐘後以 PBS 清洗兩次,加入稀釋 50 倍的一級抗體(c-Jun)反應 1 小時,以 PBS 清洗兩次,接著利用帶有螢光的二級抗體避光反應 1 小時,以 PBS 清洗兩次,最後加入 DAPI 染細胞核,反應 5 分鐘,再以 PBS 清洗兩 次,將玻片取出並利用 mount solution 於載玻片上進行封片,利用 zeiss fluorescence microscope 拍攝。

(6) 即時聚合酶連鎖反應 (Quantitative Real-Time PCR)

Quantitative Real-Time PCR 是利用專一的 primer 在 PCR 過程中 發螢光,利用螢光探測系統來偵測每個循環所釋放出來的螢光量,進

而推算每個循環產生的產物。將 6 孔細胞培養皿盤中加入 500 μl TRIzol,作用 5~10 分鐘後移至 1.5ml 的微量離心管中,加入 100 μl Choroform 震盪 1 分鐘,並置於室溫 5 分鐘,於 4oC、13200 rpm 離心 15 分鐘,取上清液置新的微量離心管中,再加入 500 μl isopropanol alcohol 並溫和混和後靜置室溫 10 分鐘,於 4oC、13200 rpm 離心 10 分鐘,此時可見 RNA 沉澱在管底,吸除上清液後加入 1ml 75%過濾 酒精,輕晃幾下後以 4oC、7500 rpm 離心 5 分鐘,最後移除酒精,風 乾;加入 10~30 μl DEPC 水,回溶 RNA,存於-80oC 冰箱。

將 RNA 利用 Beckman DU-800 UV/Visible spectrophotometer 測 RNA 濃度,將定量完的 RNA 利用 MMLV kit 將 RNA 轉成 cDNA,

取出 1 μl cDNA 加入 1 μl primesr 及 5 μl 2x supermix,然後補 DEPC 水至 20 μl,將樣本至於 Applied BiosystemStepOne 進行 95oC 10 分鐘,

95oC 15 秒,60oC 1 分鐘,共 40 個循環。所得相對值即為我們所求與 控制組相差倍數。

Primer 序列:

Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH):

(Forword) 5’-ACCACAGTCCATGCCATCAC-3’

(Reverse) 5’-TCCACCACCCTGTTGCTGTA-3’

ICAM-1:

(Forword) 5’-AAAGCTATGTATGTATGTGCTGCAT-3’

(Reverse) 5’-AACCGAGAGAACCTTCCTTTTTAT-3’

(7) 染色質免疫沉澱法 (Chromatin Immunoprecipitation)

其原理為福馬林在 DNA 與蛋白質交互作用時產生共價鍵結,再 利用超音波震盪將 DNA 打斷成小片段,之後利用抗體進行免疫沉 澱,接著將 DNA 與蛋白質分離,得到 DNA 再進行 PCR 反應,即可 知道 DNA 和蛋白質間交互作用。

將 SCC4 細胞株前處理抑制劑 30 分鐘,隨後加入 WISP-1(30 ng/ml) 作用 1 小時,加入 135 μl 的 37% 福馬林在室溫下作用 10 分鐘,之後 加入 500 μl 1M glycine 5 分鐘,藉此停止福馬林作用,吸除細胞培養 液後,以 PBS 清洗兩次,並加入 500 μl SDS lysis buffer 作用 10 分鐘,

將細胞刮取下來後進行超音波震盪,以 13200rpm 離心 10 分鐘,取 上清液,分別取 50 μl 當作 input、另取 450 μl 加入 15 μl protein A/G 和 10 μl 的 c-Jun 抗體作用 24 小時。將樣品以 13200rpm 離心 1 分鐘後 去除上清液,依序加入 Low salt immune complex buffer、High salt immune complex buffer、Lizl salt immune complex buffer 及 TE buffer 各 500 μl,分別均勻搖晃後以 13200rpm 離心 1 分鐘後去除上清液,

最後加入 200 μl 的 Elution buffer 室溫作用 30 分鐘,以 13200rpm 離

心 1 分鐘後取上清液。

Input 和 IP 樣品加入 8 μl 5M NaCl,65oC 加熱反應 4~5 小時;

接著加入 1 μl RNase A 在 37oC 作用 30 分鐘,最後加入 4 μl 0.5M EDTA、8 μl 1M Tris-HCl 及 1 μl Protease K 在 45oC 作用 1~2 小時。

接著利用 Gel/PCR DNA Isolation system 的 kit 來萃取 DNA,將 萃取出的 DNA 進行 PCR,PCR 條件為 7 μl DNA、2 μl primers、0.5 μl 10mM dNTP、1.5 μl MgCl2、2 μl 10x buffer 及 1 μl Taq,總體積加水 至20μl,進行 94oC 20 秒,54oC 30 秒,72.3oC 30 秒,共 40 個 PCR 循環完後進行 DNA 電泳,以 UV 燈照射,將實驗結果以照相系統拍 下。

ICAM-1 promoter primer 序列:

(Forword) 5’-GCAGCCTGGAGTCTCAGTTT-3’

(Reverse) 5’-GCTGCAGTTATTTCCGGACT-3’

(8) 西方墨點法 (Western blot)

藉由抗原抗體的原理來分析特定的蛋白質。樣品經由 SDS-PAGE 電泳分離後再轉印到硝酸纖維膜上,接著以標記的抗體結合。細胞經 不同的藥物處理,37oC 培養箱反應後,移除細胞培養液,以 PBS 清 洗兩次,加入 100 μl lysis buffer 將細胞溶解,將細胞刮取至微量離心

管中,於 4oC、13200 rpm 離心 15 分鐘,取出上清液並測蛋白質濃度。

將樣品注入 SDS-PAGE 中分離蛋白質,接著轉印至 PVDF 膜上,把 PVDF 膜至於含有 10% 脫脂奶粉的 TBS-T 的 blocking buffer 中作用 1 小時,然後依序用一級抗體以及二級抗體作用 1 小時,加入 ECL 顯 像,將 PVDF 膜放在底片夾中以底片感光。

(9) 細胞轉染 (Transfection)

將細胞培養在 6 孔盤中培養一天,利用 lipofectamine 轉染法,各 分別取適量的 DNA 質體或 siRNA(總質量 2 ug/well)於微量離心管 中,加入 50 ul 的 serum-free DMEM/F12,並另外準備含有 4ug/well 的 lipofectamine 於 50 ul 的 serum-free DMEM/F12,兩組靜置 5 分鐘 後,兩者相混和反應 30 分鐘,將 6 孔盤中原有的培養液吸除,加入 900 ul 的 serum-free DMEM/F12 與 100 ul 的質體混和液,置於 37oC 培養箱培養 16~24 小時,再依實驗所需做處理。

(10) 免疫化學組織染色 (Immunohistochemistry staining)

將組織玻片置於 60oC 烘箱,烘片 20 分鐘,接下來進行脫蠟反應,

將玻片置於 xylene 中,兩次各反應 5 分鐘,之後將玻片放至 100%

ethanol,兩次各反應 5 分鐘,接著 95% ethanol,兩次各反應 3 分鐘,

然後 85% ethanol 反應 3 分鐘,最後 75% ethanol 反應 3 分鐘,將玻片

放至二次水反應 1 分鐘,為了幫助組織結構修復,所以將玻片放入煮 沸的 citrated buffer 15 分鐘,然後以自來水沖洗 10 分鐘,接著利用 3% H2O2處理 10 分鐘,protein block 反應 10 分鐘,加入一級抗體 (WISP-1 或 ICAM-1)於室溫下反應 2 小時,然後加入二級抗體反應 30 分鐘,接著利用 DAB 將帶有抗體的組織進行呈色作用,避光反應 3~5 分鐘,最後用蘇木紫(hematoxylin)進行細胞(核)染色,之後於自來水 下沖洗 10 分鐘並放至烘箱 15 分鐘,最後進行封片。

(11) 組織微陣列 (Tissue microarray)

購買自 US Biomax,其提供全球種類最多 1759 種以上選擇,分 類依據包含器官、腫瘤、型態分期,可應用於對多種腫瘤的多種基因 表達進行分析,也可對從正常組織、癌前病變、良性腫瘤到惡性腫瘤 的發展過程中某些基因變化的動態過程進行連續的觀察,還可應用於 腫瘤的早期診斷、預後分析及藥物篩選等。本研究購買人類口腔鱗狀 細胞癌的組織微陣列切片,其型號為 OR601a,將此組織微陣列切片 進行免疫組織染色,染 WISP-1 及 ICAM-1 蛋白,並統計這兩種蛋白 與腫瘤分期有無相關性。

(12) 統計方法

示,以 ANOVA 及 Student’s t test 進行數據分析,p<0.05 於統計上表 示有顯著差異。

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