第三章 材料與方法
第二節 方法
本實驗以膽道結紮手術作為誘導大鼠之急、慢性肝毒性的方法,
除瞭解在其急、慢性肝毒性中肝功能,另外分別就其及急性期和慢性 期肝毒性之纖維化程度作分析外,更利用免疫化學染色和螢光雙重染 色作為分析 BMP-7 之蛋白質表現位置,以及使用 RT-PCR 來觀察 核酸(mRNA)之表現量的差異。
一、實驗動物分組:
實驗前將大鼠隨機分為四組 每組 6 隻
Sham control group:對照組,施以剖腹手術,未做膽道結紮手術,為 期4 週
BDL 3D group:施以膽道結紮手術,為期 3 天 BDL 2W group:施以膽道結紮手術,為期 2 週 BDL 4W group:施以膽道結紮手術,為期 4 週
二、膽道結紮手術:
將大白鼠用乙醚迷昏後,以腹腔注射 (intra-peritoneal, I.P.) 的方
的中線將皮層與肌肉層剪開,打開其腹腔翻開其他臟器,沿著肝臟的 各肝葉向下找,於十二指腸上方可找到總膽管 (Common bile duct),
將總膽管上下兩端以手術用縫合線結紮綁緊,總膽管中間以剪刀剪 斷,將所有臟器歸位後,注入約2ml 的生理食鹽水,將肌肉層與皮層 縫合,注射一劑抗生素 (Ancillina, 約 0.5ml) ,於傷口處塗上碘酒,
待大鼠回復活動力後在送回動物中心飼養,飼養時間分別為期3 天、
2 週、4 週。
犧牲時,將大白鼠用乙醚迷昏後,剖腹採下腔動脈血,取下全部肝臟。
三、肝功能測定-血清生化值
由下腔動脈採血所收集之血液於室溫靜置 1 小時使其凝固,再以 3000rpm,4℃離心 10 分鐘,來分離血清。取上清液以自動生化測定 儀測定GOT、GPT、Total bilirubin、ALP。
四、組織脫水、包埋與切片
將肝臟組織浸泡於 10%中性福馬林固定至少 24 小時後,再移至 水槽以流動的水沖洗約15 分鐘。接著進行組織脫水,置入組織脫水 機 Duplex process,依一定程序以漸增濃度之酒精 70% alcoholÆ 80
% alcoholÆ 80% alcoholÆ 95% alcoholÆ 95% alcoholÆ 100%
alcoholÆ 100% alcoholÆ 二甲苯 (Xylene) Æ XyleneÆ 軟蠟
(Paraffin) Æ Paraffin,此過程經 14小時後,再於蠟缸中取出組織用 Tissue block system 進行包埋固定,最後進行組織切片,厚度 5µm,
置放玻片於室溫通風一天使其乾燥。
五、組織染色 (Hematoxylin & Eosine stain;H/E stain)
將各別含有肝臟組織切片的玻片置於 65℃烘箱 30 分鐘至溶 蠟,再用二甲苯 (Xylene) 浸泡 5 分鐘共 3 次使之脫蠟,接著浸泡於 濃度漸減之酒精 (100% alcohol,5 分鐘Æ 100% alcohol,5 分鐘Æ 95
% alcohol,5 分鐘Æ 95% alcohol,3 分鐘Æ 75% alcohol,3 分鐘) 水化後,以流動的水沖洗3 分鐘,將玻片置於 Hematoxylin 染缸浸 泡30~90 秒,使細胞核呈藍色,再以流動的水沖洗 10 分鐘,將玻片 置於 Eosine 染缸浸泡 30~60 秒,使組織纖維與細胞質呈不等程度的 粉紅色。接著浸泡於濃度漸增之酒精 (75% alcoholÆ 95% alcoholÆ 95% alcohol Æ 100% alcoholÆ 100% alcohol) 進行脫水,再經 Xylene 浸潤組織後,以封片膠封片放置於室溫下通風致乾燥,於光 學顯微鏡 (Olympus,BX50) 觀察並照相。
六、免疫組織化學染色法 (Immunohistochemistry stain;IHC) 將含有肝臟組織切片的玻片置於 65℃烘箱 30 分鐘至溶蠟,再用 二甲苯 (Xylene) 浸泡 5 分鐘共 3 次使之脫蠟,接著浸泡於濃度漸減 之酒精 (100% alcohol,5 分鐘Æ 100% alcohol,5 分鐘Æ 95%
alcohol,5 分鐘Æ 95% alcohol,3 分鐘Æ 75% alcohol,3 分鐘)水化 後,以流動的水沖洗3 分鐘。將玻片放置於含 0.01M Citrate buffer (pH antibody),而對照組則加入 1X PBS 緩衝液作為 Negative control,
皆於4 ℃下反應 16 小時 (overnight),再以 1X PBS 緩衝液浸泡震搖 5 分鐘,連續 3 次。接著加入含有 biotin-conjugated 之二級抗體 (Second antibody) ,於 37℃下反應一小時,再以 1X PBS 緩衝液浸泡 震搖5 分鐘,連續 3 次。接著加入 Avidin-Biotin Complex Kit (10µl A + 10µl B +100µl 1X PBS, ABC kit) 於 37℃下反應一小時,再以 1X
PBS 緩衝液浸泡震搖 5 分鐘,連續 3 次。再加入 DAB 呈色劑 (0.05g DAB + 100ml 1X PBS + 67µl H2O2) 反應 3~5 分鐘至呈色,再以二次 水浸泡震搖5 分鐘,連續 3 次。接著浸泡於 Hematoxylin 中 40 秒作 為背景染色,再以流動的水沖洗10 分鐘。放置於烘箱中使其乾燥,
再浸泡於二甲苯 (Xylene),便可使用封片膠封片放置於室溫下通風致 乾燥後,於光學顯微鏡 (Olympus,BX50) 觀察並照相。
七、膠原纖維的特殊染色 (Masson-Trichome stain)
將切片脫臘,脫水處理,標本用 Bouin's 固定液固定﹐若用其他 固定液所固定者﹐在切片染色前﹐必須在用 Bouin's 重新固定一晚﹐
或在 56℃ 溫箱中泡浸一小時。涼後洗於流動自來水中﹐直到切片表 面上之黃色完全洗去為止。再用 DDW 沖洗一次,Weigert's iron hematoxylin 10 分鐘,DDW 沖洗 10 分鐘,染 Biebrich scarlet-acid fuchsin 6-15 分鐘,DDW 沖洗 10 分鐘,Phospomolydic
/phosphotungstic acid 10-15 分鐘,Aniline blue 5-10 分鐘,1% acetic acid 3-5 分鐘。利用 95%酒精連續脫水二次,利用 100%酒精連續脫水二 次,利用 Xylene 連續清洗 3 分鐘三次﹐然後封片。
八、核糖核酸 (Ribonucleic acid;RNA)的萃取
將暫存放於-80℃的肝臟組織取出秤重分裝 (0.2g /管),將其放入 2.0 ㏄滅菌平底離心管 (ependoff) 中,加入 400µl Tri-solution reagent 於4℃環境下以組織均質機進行均質,每 10 秒休息一次避免過熱,
再用 23G、26G 針頭反覆均質。接著加入 600µl Tri-solution reagent 進行震盪混勻後,於冰上靜置5 分鐘。接著加入 200µl 的 chloroform 進行震盪混勻,再放於冰上靜置5 分鐘。接著於 4℃ 離心 13000 rpm,45 分鐘。離心後,抽取 200µl 上清液放於另一個 1.5 ㏄滅菌離 心管中,接著加入 200µl Isopropanol 和 200µl PS&PG Removal solution 進行震盪混勻。接著於 4℃ 離心 12000 rpm,1 小時。離心
將抽取所得的 Total RNA 取 2 µg,利用電泳的方式 (1.0% agarose gel) ,根據 RNA 18S、28S 的表現情況來判定 RNA 質的好壞。
十、反轉錄聚合酶連鎖反應 (Reverse transcription- polymerase chain reaction;RT-PCR)
取 0.2 ml 之微量離心管,將含有 1 μg 之 RNA 萃取液及所要測 之 primer 各 0.5 μl 與 one step RT-PCR 試劑充分混合,以聚合連鎖 反應之儀器進行反應, 將所得的 DNA 產物以電泳分析法來評估 mRNA 含量的改變。配置 1.0% agarose gel (0.5 g agarose + 50ml 0.5X TBE buffer + 2.5 μl EtBr),用微波爐 (750W, 40sec) 加熱溶解後,置 於造膠台中靜置冷卻;將含有 7 μ1 RT-PCR 產物與 1 μ1 6X DNA loading dye 充分混合,加入膠的 well 中,以 100V 跑電泳 25 分鐘,
以數位UV 照相裝置照相並存電腦檔,用密度分析軟體 Gel-Pro Analyzer V. 3.0 分析,以每組之 GAPDH 為基準值,比較各組之相 對變化。
One-Step RT-PCR 試劑量:
RNA (0.5μg/μl) 2μl 5X Reaction Mix 5μl
Anti-sense Primer(10μM) 0.5μl Nuclease free water to 25μl
RT-PCR反應條件:
cDNA synthesis 50℃ 30’
95℃ 2’
PCR cycle(35 cycles) 94℃ 1’
55℃ 1’
72℃ 1’
Final extension 72℃ 4’
Hold 4℃ ∞
十一、肝臟組織冷凍切片的製作
將大白鼠犧牲之後,將其肝臟取下,取一小部分肝臟留作冷凍切 片之用,將此部分肝臟以鋁箔紙及 OCT 包埋液包埋,浸泡於已預先 用乾冰預冷的 -30 ℃ Isopenyenane 燒杯中靜置,使其凝固後,最後 以冷凍切片機,將肝臟組織切至厚度為 15µm 於 -80 ℃冰箱保存。
十二、間接性免疫化學螢光雙重染色法 (indirect double immunofluorescence assay)
將大白鼠的肝臟冷凍切片 (15 µm) 置於室溫下靜置 10 分鐘,加 入 4 % Para formaldehyde 於室溫下靜置 10 分鐘,running water 10 分鐘,以 1X PBS 緩衝液浸泡震搖 3 次,每次 5 分鐘。往後的每個 步驟需注意避免讓組織呈現乾燥的情況。在使用 0.1M Citrate acid buffer (PH 6.0) 微波 750W 加熱 10 分鐘用以增加抗原和抗體的結 合 ,以 1X PBS 緩衝液浸泡震搖 3 次,每次 5 分鐘。浸泡 1 % Triton X-100/PBS 室溫下靜置 20 分鐘,以擦手紙吸去 1 % Triton
X-100/PBS,以 1X PBS 緩衝液浸泡震搖 3 次,每次 5 分鐘。加入 阻斷試劑 (5 % Skim milk) 於 37 ℃ 反應 overnight,以防止之後抗 體的非特異性結合,降低其偽陽性。以擦手紙吸去 Skim milk 之後,
以1X PBS 緩衝液潤濕一次,加入 PBS 稀釋後的一級抗體 (Primary antibody) 於 4 ℃ 反應 overnight。以 0.01 % Tween20/PBS 緩衝液 浸泡震搖3 次,每次 10 分鐘,用以洗去 Primary antibody ,加入 PBS 稀釋後的二級抗體 (Secondary antibody) 於 37 ℃ 反應一小時。以 0.01 % Tween20/PBS 緩衝液浸泡震搖 3 次,每次 5 分鐘,用以洗去
時。以 0.01 % Tween20/PBS 緩衝液浸泡震搖 3 次,每次 5 分鐘,用 擦手紙拭去多餘的 0.01 % Tween20/PBS 緩衝液,用封片膠封片。用 共軛焦顯微鏡 (Lecia TCS SP2) 下觀察並分析照相。
十三、蛋白質萃取
將暫存放於 -80℃的肝臟組織取出秤重分裝 (0.2g /管),將其放 入2.0 ㏄滅菌平底離心管 (ependoff) 中,加入 400µl RIPA reagent 於 4℃環境下以組織均質機進行均質,接著加入 600µl RIPA reagent 補 滿至1ml 進行震盪混勻後,離心 12000rpm,4oC,20 分鐘,收集上 清液。
十四、蛋白質定量
根據 BCATM Protein Assay Kit 實驗操作手冊進行實驗。將蛋白 質液置於沸水中煮5分鐘,迅速放置冰上,取部份蛋白質液出來稀釋 100倍後進行訂量,取 25μl 蛋白質稀釋液和 25μl 等倍稀釋的標準溶 液 BSA 加入 96 well ELISA microplate,加入 200μl working
reagent,37oC反應30分鐘,以 ELISA reader 測 562nm 吸光值。根 據標準曲線計算樣品蛋白質濃度。
十五、西方點墨法 (Western blot)
將蛋白質用 1X sample buffer 稀釋成 10 mg/ml,置於沸水煮5分 鐘,迅速放置冰上,取 20μl 蛋白質分別加入膠體凹槽中,利用 8 % SDS-PAGE 及 100V 電壓分離蛋白質。
轉漬 (transfer) 時,先將轉漬槽、濾紙、NC 膜用 transfer buffer 沾濕,再取下 SDS-PAGE,將 stacking gel 去除,留下 separating gel,
依序將濾紙、NC 膜、separating gel、濾紙,疊在轉漬槽上,蓋上蓋 子,以 90mA 轉漬2小時30分,轉漬期間在 4oC 下進行,轉漬完成 後,將已附著蛋白質的 NC 膜放置於 5% 脫脂奶粉中,於室溫下作 用2小時進行 blocking 後取出。
將 blocking 的 NC 膜從 5% 脫脂奶粉中取出後,用 TTBS 洗 20分鐘,接著將 NC 膜置於一級抗體中,4 ℃ 下反應16小時
(overnight),用 TTBS 洗4次,每次15分鐘,接著將 NC 膜置於接有 biotin-conjugated 之的二級抗體中,室溫下作用1小時後取出,用 TTBS 洗4次,每次15分鐘,接著將 NC 膜置於接有 ABC kit (100µl A + 100µl B + 10ml TTBS) 中,室溫下作用1小時後取出,用 TTBS 洗 4次,每次15分鐘,最後以 ECL 試劑組呈色,利用富士冷光螢光照
十六、統計分析方法
本研究實驗數據以平均值±標準差 (Mean±SD) 來表示。在比較 各組間差異時,採用變異數分析 (One-Way Analysis of Variance;
One-Way ANOVA) 各組間的變異,當組間變異達統計上顯著差異,
進一步以LSD (Least Significant Difference) 進行事後檢定。