第一部分:探討香椿成分TSL-1對人類急性前骨髓血癌細胞株
(2)0.4% Trypan blue:
取 0.04g Trypan blue 溶於 10 ml 1X PBS 中,通過孔徑 0.45 μM 的濾膜,濾除雜質,室溫保存。
2. 細胞株來源及培養條件:
將人類血癌細胞株(HL-60)培養於 RPMI-1640 培養液中(含 10%
foetal bovine serum 、 2 mM L-glutamine 、 1% penicillin -streptomycin),置於 37℃、5% CO2的培養箱中培養。
3. 繼代培養(secondary culture):
平常使細胞密度維持在 2~5×105 cells/mL。繼代培養時,將培 養液收集至離心管中,離心1200 rpm,5 分鐘,吸掉上清液,在將 細胞打散加入新鮮培養液培養。
4. 解凍細胞:
自液態氮桶將HL-60細胞取出後,立即移置於37 ℃水浴槽中,
在30 秒 內 急 速 解 凍 , 再 將 細 胞 冷 凍 保 存 液 (Cell culture freezing medium-DMSO)吸到已加好培養液無菌離心管內稀釋,經離心,去除 上清液,再加入培養液,將細胞均勻打散後,移到培養瓶(T75 Flask),
於含5% CO2的37℃培養箱中生長,並且需定期更換培養液。
5.冷凍細胞:
將生長狀態良好的細胞自培養瓶移至50 mL離心管,1200 rpm,5 分鐘,吸掉上清液,再加入freezing medium(5% DMSO 和95% FBS) 充分混合後,置於入2 mL冷凍小管內,此時每個冷凍小管的細胞密度 為1~5×106 cells/mL。先將內含有細胞freezing medium的冷凍小管放 在4 ℃ 15分鐘,再移至- 20 ℃ 15分鐘,之後移到- 80 ℃ overnight,最 後放入液態氮中保存。
6. 細胞計數(Cell count):
先將細胞培養液吸至50 mL離心管,離心1200 rpm 5分鐘,倒去 上清液後,加入細胞培養液將細胞打散,最後再取適量體積與trypan blue 做均勻混合後(含有細胞的培養液:trypan blue = 1:1),吸至細 胞計數盤(counting chamber / Hamacytometer),在顯微鏡下計數。
二.香椿(Toona sinensis;TS)之配置 香椿萃取流程:
將 100 克洗淨的新鮮香椿葉,加入 1000 mL 的去離子水,於沸點 下煮沸直到剩100 mL 的體積量,此溶液為香椿萃取液。所得香椿粗 萃取液以離心(3000 rpm、12 分鐘)取得上清液,而後進行真空冷凍乾 燥,得粉末 TSL-1 保存於-20℃下【61】,再利用二次水將TSL-1 粉末 充分溶解,配置成所需濃度以利實驗之進行。
1.原理:
未受損之健康細胞,由於細胞膜完整使 Trypan blue 染劑無法進 入細胞內,所以細胞不會被染色。而受損或死的細胞,因細胞膜被破 壞,其膜通透性已改變,故染劑會進入細胞中,使細胞被染色。若經 Trypan blue 染色後細胞呈藍色為死細胞,而不被染色的細胞為活細 胞。
2.實驗步驟:
在 12 well culture plate 中種 2×105 cells/mL(共 1mL)的 HL-60,
再加入不同濃度的香椿萃取液(0、10、25、50、75μg/mL、75μg/mL+10 U Catalase),放置於 37℃培養箱反應 6 hr。時間到時,由 12 well culture plate 中取出 100μL 再加入 100μL 的 0.4% Trypan blue 溶液,混合均 勻後,以血球計數器計數細胞數目【129】。
四、以倒立式位相差顯微鏡觀察細胞型態(Morphology) 實驗步驟:
培養細胞2×105 cells/mL(共1mL)於12 well culture plate中,再加入 不同濃度的香椿萃取液(0、10、25、50、75μg/mL、75μg/mL+10 U Catalase),放置於37℃培養箱反應6 hr,以倒立式位相差顯微鏡(phase microscope)觀察細胞型態。
五、利用流式細胞儀(Flow cytometry)探討香椿萃取液對HL-60 細胞週期之影響
1.原理:
當一個細胞複製完成自己的 DNA,分裂成二個 細胞,整個過
S phase、M phase。G1 phase,是細胞生長的時期,此時細胞代謝活 化,複製所需胞器以及一些細胞質的組成,以供下一階段複製染色體 使用;而 S phase 是 DNA 複製的時期,也就是染色體複製;G2 phase 繼 續 生 長 , 並 且 合 成 酵 素 和 蛋 白 質 ,G1 、 S 、 G2 又 合 稱 間 期 (Interphase);而 M phase,是有絲分裂期。可以利用細胞中 DNA 的含 量 來 決 定 週 期 , 利 用 螢 光 物 質 標 示 DNA 再 利 用 FACS (fluorescence-activator cell sorter)分析 DNA 含量,這種方法稱為 flow cytometry。G2 期 DNA 含量為 G1 期的兩倍,而 S 期的 DNA 含量則 居於兩者之間
圖五、流式細胞儀分析出來標準細胞週期圖
2.實驗步驟:
將2×105 HL-60細胞種於6 cm dish,給予不同濃度的香椿萃取液 (0、10、25、50、75 μg/mL、75 μg/mL+10 U Catalase)培養6個小時,
及給予50 μg/mL香椿萃取液培養於不同時間(0、3、6、12、18h),置 於37 5℃ % CO2培養箱反應。等待培養時間到之後,收集懸浮細胞,
PBS洗滌2次,利用4 ℃70% 的酒精固定細胞形態,-20 ℃冰箱隔夜存
放。隔天,將細胞懸浮液以1200 rpm、5分鐘離心去除酒精上清液,
再以PBS清洗兩次之後,將細胞徹底打散,加入500 μL的PI stain染 劑,避光30分鐘之後轉移到FACS專用小管,進行流式細胞計數儀檢 Propidium iodide
(PI) (0、10、25、50、75 μg/mL、75 μg/mL+10 U Catalase)培養6個小時,
置於37℃ 5% CO2培養箱反應。等待培養時間到之後,收集懸浮細 胞,PBS洗滌2次,利用4 ℃70% 的酒精固定細胞形態,-20 ℃冰箱隔 夜存放。隔天,將細胞懸浮液以1200 rpm、5分鐘離心去除酒精上清 液,再以PBS清洗兩次之後,將細胞徹底打散,加入500 μL的PI stain 染劑,避光30分鐘之後轉移到FACS專用小管,進行流式細胞計數儀
檢測,以一秒細胞數不超過300顆細胞,每個數據收集10000顆細胞,
數據以Modfit LT®軟體進行處理分析。每個實驗組皆以三重複增加實 驗的準確度。
七、粒線體膜電位△Ψm的分析 1.原理:
在細胞凋亡過程中粒腺體膜電位會耗散,主要是由於多個蛋白 質組成的通透性轉變孔道(PT孔道)打開,使得粒腺體內膜發生通透性 改變,造成粒線體內膜H+梯度下降。利用親脂性染劑DiOC6 (3,3,- Dihexyloxacarbocyanine iodide) 作為粒線體膜電位的探針。DiOC6可 以穿透細胞膜並且與粒線體基質結合,藉由發散出的螢光強度不同來 偵測出粒線體膜電位的改變。
2.實驗步驟:
將2×105 HL-60細胞種於6 cm dish,以濃度75 μg/mL的香椿萃取 液,分別培養0、2、4、6小時後,收集懸浮細胞,PBS洗滌2次,加 入500 μL的100 μM DiOC6於試管中,要全程避光,培養於37℃培養 箱中30分鐘,再移至FACS管,再以流式細胞計數儀偵測【62】。
八、活性氧化物測定(Reactive oxygen species) 1.原理:
利用2,7- dichlorofluorescein diacetate(H2DCF-DA)的螢光特性對 細胞進行染色,以分析細胞內ROS的生成量。H2DCF-DA是一種脂溶 性染劑,可以通透細胞膜,本身具有螢光,進入細胞後會被細胞內的
乙醯脂酶(esterases)去乙醯化形成非螢光性的DCFH,接著會被H2O2 氧化成具螢光性的DCF,以此特性,去評估細胞內H2O2的濃度變化。
2.實驗步驟:
將2×105 HL-60細胞種於6 cm dish,以濃度75 μg/mL的香椿萃取 液,分別培養0、0.5、1、1.5、2小時後,收集懸浮細胞,PBS洗滌2 次,加入500 μL的10 mΜ H2DCF-DA於試管中,要全程避光,培養於 37℃培養箱中30分鐘,再移至FACS管,再以流式細胞計數儀偵測
【62】。
九、西方墨點法(Western blotting)分析細胞蛋白質的表現 1.原理:
細胞有許多不同種類的蛋白質,不易直接測得特定蛋白質的含 量,因此利用此法以特定的抗體找出特定的蛋白質,判斷其含量的相 對多寡。由於抗體和抗原能專一性結合,所以可利用此特性標定特定 的蛋白質,稱為免疫標定法。先加入能和欲標定蛋白質抗原位置結合 的專一性抗體(一級抗體;Primary antibody),充分反應後,再加入能 和 一 級 抗 體 上 之 抗 原 位 置 結 合 的 另 一 專 一 性 抗 體( 二 級 抗 體 ; Secondary antibody),兩次抗體結合後,使抓取目標蛋白質的作用更 精準,且二級抗體上結合了酵素,可以分解特定之基質(Substrate)而 呈色,可供測量含量時使用。
2.試劑:
(1)Antibody & lysis buffer:
(a) Primary antibody:β-actin、caspase 8、Fas、Fas-L、Bid、caspase 9、Cyclin D1、CDK4、Cyclin E、CDK2、Cyclin A、Cyclin B、
CDC2、Rb、P-Rb、P15、P27、P21、SOD、Catalase。
(b) 30% Acrylamide/Bis solution (29:1)
(c)10% SDS:取 10g SDS,最後用二次水定量到 100 ml。
(d)Ammonium persulfate:取 0.1g (NH4)S2O8溶於1 ml 二次水。
(e)1M Tris (pH=6.8):取 12.1g Tris base 溶在 40 ml 二次水,以 1N HCl 調至 pH=6.8,最後用二次水定量到 100 ml,用 0.45 μm filter 過濾,4 ℃儲存 1 個月。
(f)3×Protein loading dye 配方:5 mM Tris-HCl (pH=6.8)、2%
SDS、10% glycerol、0.1% bromopherol blue、100 mM dithreitol 或 5% α-ME (使用前加入)
(g)5×electrode buffe (pH=8.4):取 54.5 g Tris base、24.8 g Boric acid、4.7 g EDTA2Na、5g SDS,最後用二次水定量至 1000 ml。
(3)西方點墨法 (Western blotting):
(a)Transfer buffer (3 升):取 18.2 g Tris base、86.5 g Glycine、1200 ml methanol 最後用二次水定量至 3 升。
(b)Coomassies Brilliant Blue R250 (染色液):取 1 g Coomassie Brilliant Blue 加入 70 ml acetic acid 及 250 ml methanol 用水定 量至 500 ml。
(c)Gel destain solution:取 210 ml Acetric acid、300 ml Methanol 用水定量至3000 ml。
(i)SuperSignal substrate solution:將 SuperSignal I:SuperSignal II
=1:1 混合。(每次使用皆現配) 4)實驗步驟:
A. 細胞溶解萃取(Cell lysis extraction):
(a)將 TSL-1 加入含 2×105 cells/ml HL-60 的 10 cm dish 中,置於
(g)然後以離心機,使用 12,000 rpm 離心 30 分鐘。
(h)收集上清液即為核萃取物。
(i)以 Bio-rad 定量其蛋白濃度,保存在-20 ℃冰箱備用。
B. 蛋白質濃度定量分析(Protein concentration assay):
本定量法採用 Bio-rad 公司 Protein assay-micro assay 之做法。
(a)以二次水將牛血清白蛋白 (Bovine serum albumin;BSA,0.1 mg/mL)分別配製成 0、2、4、6、8、10 μg /ml 之標準溶液。
(b)再加入 200 μl Protein assay dye (BIO-RAD),振盪均勻靜置 5 分鐘。 30% Acrylamide Mix,0.2 mL 10% SDS,0.2 mL 10% ammonium persulfate 及 0.01 mL TEMED。
b. 10% SDS-PAGE:加 8 ml H2O,5 mL 1.5M Tris (pH=8.8),6.6 Ml 30% Acrylamide Mix,0.2 mL 10% SDS,0.2 mL 10% ammonium persulfate 及 0.01 mL TEMED。
c. 12% SDS-PAGE:加 6.6 mL H2O,5 mL 1.5M Tris (pH=8.8),
8.0 mL 之 30% Acrylamide Mix,0.2 mL 之 10% SDS,0.2 mL 之10% ammonium persulfate 及 0.01 mL TEMED。
(c)集離膠體溶液 (5% Stacking gel;總體積 5 mL):加入 3.5 mL H2O,0.625 mL 之 1.5 M Tris (pH=6.8),0.825 mL 之 30%
Acrylamide Mix,0.05 mL 之 10% SDS,0.05 mL 之 10%
ammonium persulfate 及 0.05 mL 之 TEMED。
(d)樣品前處理:取 50 μg 之蛋白質量於離心管,以 Sample buffer 補齊不足量的體積,使每個反應管的體積皆為相同,同時加入3 倍Protein loading buffer (此為樣品 1/3 倍的體積),混合均勻後,
以97 ℃加熱 5 分鐘後,以便將蛋白質樣本變性 (Denature),立 即放回冰靜置5 分鐘,Speed down 後,再用含有 SDS 之 8%、
10% 或 12% Acrylamide gel (視蛋白質分子量大小而定),以電泳 方式將蛋白質分離。
(e)電泳:將鑄好的 SDS-PAGE 組合放入電泳槽內,注入 1×Electrode buffer 至 well 內,此時 well 內都充滿 1×Electrode buffer,分別 將標準品以確定蛋白質之分子量及Sample 小心加入,以固定於 垂直電泳槽內的Stacking gel 的 well 內,以避免 Sample 溢出,
先以80 伏特電壓跑 5% Stacking gel,20 分鐘,再慢慢調整電壓 至200 伏特,約跑 5-6 小時,再進行蛋白質轉移。
(f)蛋白質轉移(Transfer protein to PVDF membrane):先將 PVDF membrane 及 3M paper 裁剪與膠片大小相同。於 PVDF membrane
標記上膠片之蛋白質 Marker 的位置,方便偵測蛋白質訊號時比 對分子量大小位置。將轉漬夾打開後黑色面朝下放,取出一片海 綿墊片浸泡Transfer buffer 後放於其上面,並依序在海綿片上放 上3 MM paper、SDS-PAGE gel、PVDF membrane (先用 100%甲 醇濕潤5 秒、再放於 transfer buffer 中浸潤)、3 MM paper,最後 再放上一片海棉墊片後夾上轉漬夾(如圖),並使用玻棒壓一壓以 去除氣泡(夾層中間切勿有氣泡),放入濕式 transfer machine 中並 將transfer buffer 倒入電泳槽中,置於 4 ℃冰箱,以 35 伏特的電 流轉印14 小時(由負極到正極),使蛋白質轉印到 PVDF 上。轉印 後,將gel 取出,浸在 0.05% Commassin Brilliant Blue R250 染色 20 分鐘,再浸在 destain solution 中脫色,觀察是否 transfer 完全;
PVDF 則進行西方點墨法。
白
海棉墊片 3M paper PVDF 膜 膠
3M paper 海棉墊片 黑
(+)
(-)
(g)西方點墨法 (Western blotting):將 PVDF 用 PBS 清洗一下,並以 Blocking solution(2%)振盪 15 min,再以 Blocking solution(2%) 作為溶劑分別將欲測之一次抗體 (β-actin、caspase 8、Fas、Fas-L、
Bid、caspase 9、Cyclin D1、CDK4、Cyclin E、CDK2、Cyclin A、
Cyclin B、CDC2、Rb、P-Rb、P15、P27、P21、SOD、Catalase) 稀 釋至適當的濃度,加到 PVDF membrane 使其均勻的覆蓋於
Membrane 上,並置於水平式旋轉器上室溫振盪 2 小時,此時蛋白為 接上一級抗體。先用 PBS 清洗一次,再用 PBST 洗三次,每次 10 分鐘轉速為 100 rpm。再以 Blocking solution(5%)作為溶劑加入二 次抗體稀釋至適當的濃度,加到 PVDF membrane 使其均勻的覆蓋於 Membrane 上,並置於水平式旋轉器上室溫振盪 2 小時,先以 PBS 清 洗一次,再用 PBST 洗三次,每次 10 分鐘轉速為 100 rpm,以清洗 未結合上的二次抗體,同時也可以低背景值。將 PVDF membrane
Membrane 上,並置於水平式旋轉器上室溫振盪 2 小時,此時蛋白為 接上一級抗體。先用 PBS 清洗一次,再用 PBST 洗三次,每次 10 分鐘轉速為 100 rpm。再以 Blocking solution(5%)作為溶劑加入二 次抗體稀釋至適當的濃度,加到 PVDF membrane 使其均勻的覆蓋於 Membrane 上,並置於水平式旋轉器上室溫振盪 2 小時,先以 PBS 清 洗一次,再用 PBST 洗三次,每次 10 分鐘轉速為 100 rpm,以清洗 未結合上的二次抗體,同時也可以低背景值。將 PVDF membrane