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本論文中600位口腔癌病人之血液檢體來自中國醫藥大學附設醫院耳鼻喉科

並取得病人同意,病例之確診由耳鼻喉科之醫師蔡銘修醫師、花俊宏醫師及曾憲 彰醫師三位醫師確認,其中包括446位男性與154位女性,平均年齡66.5歲(標準 差10.4),其中有吸煙習慣者有452位,嚼檳榔習慣者377位,飲酒習慣者有423 位。以腫瘤部位之不同又再細分,病變位於舌部的有296位、病變位於頰黏膜的 有170位、病變位於口腔底的有35位、病變位於臼齒後三角區的有26位、病變位 於齒槽脊的有17位、病變位於上顎的有13位、病變位於嘴唇的有13位而病變位於 其他部位則有30位。

對照組 (control)

本論文中 600 位對照組之血液檢體來自前往中國醫藥大學附設醫院進行健

康檢查之健康志願者,成為對照組之志願者,皆已由臨床醫師確認並無癌症或相 關疾病之病史,在取得志願者之同意之後,再依口腔癌病人之性別及年齡分布,

挑選與口腔癌病人接近之志願者進行採樣。其中包括432 位男性與 168 位女性,

平均年齡63.3 歲(標準差 8.6),其中有吸煙習慣者有 428 位,嚼檳榔習慣者 361 位,飲酒習慣者有402 位。將對照組志願者之各項特徵與病人組相比較,其年齡 之P 值為 0.73,性別之 P 值為 0.36,具有吸菸習慣者之 P 值為 0.12,具有嚼檳 榔習慣者之P 值為 0.34,具有飲酒習慣者之 P 值為 0.19。(表一)

檢體收集與問卷 (Questionnaire)

每位口腔癌患者採集 3-5 毫升(ml)之全血於含有乙二胺四醋酸(EDTA) 抗凝

劑之採血管中,並進行有組織性之問卷調查。問卷內容包括患者個人之基本資 料,例如年齡、聯絡方式、居住地等,以及個人病史與已知口腔癌危險因子,例 如抽煙、嚼檳榔及喝酒之習慣,以及家族成員是否帶有口腔癌或其他種類之癌症 等。

實驗藥品

一般無機鹽與有機溶劑均為分析級,除非特別標示,皆購自美商Merck公司

(New Jersey, USA)及Sigma chemical公司(Missouri, USA)。dATP、dCTP、

dGTP、dTTP、限制酶、聚合酶鏈鎖反應(Polymerase chain reaction, PCR)所使

用 之Taq DNA Polymerase 及 其 它 酵 素 皆 購 自 New England Biolabs 公 司

(Massachusetts, USA)及Hoffmann-La-Roche(SR product, U.K)。

DNA萃取 (DNA extraction)

抽取志願者血液檢體約3-5 ml左右,放入含有乙二胺四醋酸(EDTA) 抗凝劑 的管子,上下搖晃均勻,於1500 rpm 下離心15分鐘,之後會發現全血分成三層,

最上面一層是血清,中間一層是包含白血球的buffy coat,最底層則為紅血球。以 吸管吸取介於血漿和紅血球之間的buffy coat,置入含有3 ml RBC lysis buffer的管

中充分混合均勻,並靜置於碎冰上三十分鐘以充分讓紅血球溶解。將紅血球溶解 之後的細胞懸浮液於室溫下以500 rpm離心20分鐘,小心倒掉上層紅色的紅血球 溶解液,留下濃縮白血球部份。將0.8ml之GenoMaker reagent(真興公司)加入 濃縮白血球,用振盪器打散試管底部的白血球,並分裝至1.5 ml微量離心管,靜 置於室溫下5分鐘,將白血球溶解並釋放出DNA。之後加入chloroform至1.5 ml,

混合均勻,於冷凍離心機以12000 rpm 離心10分鐘,吸取上清液至乾淨的1.5 ml 微量離心管,加入和上清液等量的isopropanol(可沉澱DNA),上下輕輕搖晃使 上下兩層液體充分混合,待有白色絲狀物出現,即為DNA,接著以12000 rpm 離 心5分鐘。小心倒掉上清液,加入300 μl的酒精(75% alcohol)以進行鹽類的洗滌

及DNA之沉澱作用,待DNA沉澱之後,以12000rpm離心5分鐘分離DNA;重覆此 步驟二次。把上清液倒掉,離心5分鐘,用微量吸取器吸去水,使其自然乾燥,

附著於管壁上的物質即為DNA pellet。靜置等待DNA到呈透明狀後,視DNA的量

加入滅過菌的二次水(dd water)100 μl(或50 μl)稀釋,將此微量離心管置放

於37℃培養箱溶解30 分鐘,讓DNA均勻混合溶解,並以1% agarose gel 加入2 μl

DNA 進行電泳確認,最後將DNA分裝後置於-20℃下保存。

單一核苷酸多型性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)位點之選擇

單一核苷酸多型性指的是DNA 序列上發生的單一核苷酸鹼基之間的變異,

在人群中,這種變異的發生頻率必須至少大於1%,否則被認定是點突變。人類 遺傳基因中的各種差異,有 90%都可歸因於 SNP 所引起的基因變異。在人類基 因組中,每隔100 至 300 個鹼基就會存在一處 SNP。每 3 個 SNP 中有兩個會是 胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)的相互轉變。

首先藉助於NCBI等資料庫,從已知的位點當中,精選出我們感興趣的SNP 位點,在本計劃中首先以位於Ku80基因上之位點為重心。我們首先必須尋找出

於台灣人族群中適合進行實驗之位點,因為相同的位點在不同之人種身上具有不 同之分布情形,有時差異相當巨大。例如,許多位點在西方人身上具有相當平均 之分布情形,但是在臺灣人身上卻完全不具有變異性,因此,在進行實驗之前,

先挑選出其分布率適合台灣人族群,且與本基因之功能相關之SNP位點以供實驗 進行,是相當重要的步驟。

單一核苷酸多型性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)位點之分型模式

進行 SNP 研究有許多種方法,其中一種最為人所知的就是 PCR-RFLP,由

於此方法之準確率高,操作過程簡易,不易發生難以判讀之結果,且實驗成本較 低廉,在現存的許多SNP 相關研究中,就有許多是以此 PCR-RFLP 方式所進行 的,證明此實驗方法雖然較為基礎,但是在正確性以及效率方面,其表現皆是令 人滿意的[40-42]。因此本計劃便是以這種方式進行研究,將此方法概述於下。

特異性引子的設計

首先針對我們所選擇的位點,選擇適當的特異性引子,用以增幅內含單一核

苷酸位點的 DNA 片段,在引子設計時,需注意 DNA 片段的長度須適中,應設 計在200 到 1000 bp 之間,以便於進行實驗。且引子設計好之後,須先進行 PCR,

以確定其反應溫度及實驗效果,並觀察其產物大小是否合乎預期。本實驗中針對 位於 ku80 基因上之三個單一核苷酸多型性位點,設計了以下三組,共六股之特 異性引子。

Ku80 G-1401T rs828907:

5’-TAGCTGACAACCTCACAGAT-3’

5’-ATTCAGAGGTGCTCATAGAG-3’

產物大小:252 bp

5’-TCTAACTCCAGAGCTCTGAC-3’

5’-AACTCTGAGCATGCGCAGAT-3’

產物大小:311 bp

Ku80 intron19 rs9288518:

5’-GGTGTGAAGACCTATCAATC-3’

5’-TTACAGAACAAGCCTTGCAC-3’

產物大小:275 bp

限制酵素的選擇

只有具辨識片段涵蓋單一核苷酸位點的限制酵素,才可以用來進行分型的試 驗。因此,當特異性引子設計完成後,下一步便是挑選適合的限制酵素,使PCR

產物經過酵素的作用後,在電泳時的產物能夠辨別不同的基因型,並確認不同基 因型之檢體,經限制酵素切割後之產物大小,方能進行實驗。本實驗中針對位於

ku80基因上之三個單一核苷酸多型性位點,設計了以下三支限制酵素,詳細資料

及產物切割後之大小如下。

Ku80 G-1401T rs828907 BfaⅠ

Ku80 C-319T rs11685387

SpeⅠ

cut from 311 bp C type into 108+203 bp T type

Ku80 intron19 rs9288518

BsrⅠ

cut from 275 bp A type into 110+165 bp G type

聚合酶鏈鎖反應(polymerase chain reaction, PCR)

聚合酵素連鎖反應(Polymerase Chain Reaction)就是在利用 Taq polymerase

在體外對特定的基因作大量複製和製造,使原本量少的樣本可以因為 PCR 而量 變多,大量放大。

由耐高溫的古細菌(hyperthermophilic archaea)如 Thermus aquaticus 分離出

的Taq DNA polymerase,因為對熱穩定,故可以在高溫條件的 PCR 反應中作用,

而不須在每一個循環後再添加一次DNA polymerase。

利用雙股DNA重複地分開和複製,而達到增幅所需片段的目的,每一次的 循環步驟如下:

(1)Denaturation:將目標DNA加熱至約94℃,打斷鹼基對間的氫鍵,雙

股DNA分開。

(2)Priming:

X 加入含有primers、DNA polymerase和足夠dNTP的混合液到目標 DNA中,將溫度降至約55℃使primers能夠黏上單股DNA。

Y Primers 的 作 用 是 提 供 3’OH 端 讓 DNA polymerase 能 合 成 DNA

(DNA polymerase一定要有3’OH端才能合成DNA)

Z 55℃能讓單股DNA再形成雙股,但因為有過多的primers,使得當 溫度降到55℃時,DNA不是和原本的另一股配對形成雙股,而是和 primers配對。

(3)Extension:將溫度升到72℃,使DNA polymerase以DNA為模板,進 行聚合反應,合成DNA的速率會增加。

於本研究中,我們以事先已抽取好的 genomic DNA 2.5~10 pmole 體積為 5 μl

當做模板,並以PCR 反應放大 Ku80 G-1401T rs828907,Ku80 C-319T rs11685387 及 Ku80 intron19 rs9288518 位置之基因片段。在總反應體積為 25 μl 的反應溶液

中加入0.5 μl 的 10 mM dNTP、各 0.5 μl 的 5’端和 3’端的兩股引子、滅菌後的二 次水15.5 μl、0.5 μl 的 Taq polymerase、配合 Taq polymerase 之 10 倍緩衝液(10 mM Tris-HCL, pH 8.3, 50 mM KCl, 2.0 mM MgCl2)2.5 μl 進行聚合酶鏈鎖反應。

將上述溶液置於1.5 ml 的 PCR 專用試管充分混合均勻後,放入聚合酶鏈鎖

反應循環儀(Bio-Rad mycycler)於 94℃加熱 5 分鐘後便進入 PCR 反應。PCR

的反應條件為94℃、30 秒,55℃、30 秒,72℃、30 秒進 35 個循環後再於 72℃

下反應10 分鐘。反應後的產物再以膠體凝膠電泳加以確認並比較產物大小,以 確認該次實驗有確實增幅出我們所想要增幅的片段。

凝膠電泳法(Gel electrophoresis)

核酸電泳主要利用核酸帶負電荷的特性,於電場中會穿過膠體,如:agarose

或polyacrylamide 膠體,而朝向正極移動。因為不同分子量的核酸,在膠體孔徑 中移動的速度會有差異,藉此將不同大小的核酸分開。Agarose 膠體為較普遍用

為電泳的材料,主要因為其製備方便及簡單,常使用在200 bp~50 kb 核酸片段間 的分析,且通常以水平式電泳槽來進行電泳。

核酸電泳後,膠體中的核酸可經ethidium bromide(EtBr)染色,EtBr會嵌入 核酸鹼基中,以紫外線照射,則核酸吸收紫外線波長的光線,再經EtBr放出可見

波長的光線,藉以觀察核酸之位置。EtBr染色之濃度為0.5 μg/ml。除了在電泳後,

再將膠體浸染於EtBr溶液外,亦可在製備膠體時,直接將EtBr加入膠體內,使核 酸在電泳進行中被染色,以節省電泳後,需要染色的時間,但經EtBr嵌合的核酸,

其電泳速率會降低,如:直線型核酸,約降低15%的移動速率。在本實驗中,我 們是採用膠體電泳之後再加以染色的方式進行實驗。

我們將混合均勻的PCR反應產物4 μl和1 μl的loading dye混合均勻,在電泳槽

中以0.5X TBE buffer作為電泳的介質,以100伏特進行約30分鐘的電泳,電泳完 成後將膠片置於EtBr中染色20分鐘,最後放在UV燈光下觀察結果。在經過確認 之後,我們可以清楚發現,PCR的產物大小符合我們的預期,Ku80 G-1401T

中以0.5X TBE buffer作為電泳的介質,以100伏特進行約30分鐘的電泳,電泳完 成後將膠片置於EtBr中染色20分鐘,最後放在UV燈光下觀察結果。在經過確認 之後,我們可以清楚發現,PCR的產物大小符合我們的預期,Ku80 G-1401T

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