第三章 材料與方法
第二節 實驗方法
二、 藥物配製
Triazinone triepoxide TATT分子量為297.26 g/mol。以微量天平(準 確至0.0001 mg)取約1.2 mg triazinone triepoxide TATT,以10l DMSO 溶解,以含10% FBS的DMEM配製成不同濃度triazinone triepoxide TATT。利用不同濃度的triazinone triepoxide TATT(0、2、4、8、10 μM)
分別處理HT-29細胞,於不同的時間(0、6、12、24、48 hr)將細胞 收取後進行實驗。
Cisplatin、carboplatin和oxaliplatin分子量分別為300、371.3和 397.29 g/mol。以微量天平(準確至0.0001 mg)取0.0001~0.0003 g的 cisplatin、carboplatin和oxaliplatin,以10 μl 0.9% NaCl溶解,以含10%
FBS的DMEM配製成4 M之cisplatin、carboplatin和oxaliplatin。利用 配製好的4 M之cisplatin、carboplatin和oxaliplatin分別處理HT-29與 HUVEC細胞24小時後,將細胞收取後進行實驗。
薑黃素(curcumin)的分子量為368.5 g/mol。以DMSO溶解,先 配製較高濃度(30 mM)的庫存液(stock solution)。配製好的藥物 存放於-20℃,在兩個星期內需使用完畢。實驗時將庫存液(30 mM)
以DMEM稀釋1000倍(30 μM)。
三、細胞存活率分析(cell viability analysis)
原理:主要是利用活細胞粒線體中琥珀酸去氫酶(succinate dehydrogenase)將黃色的 3-(4,5-dimethyl
thiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide(MTT)tetrazolium 還原 成藍紫色之產物 MTT formazan。MTT 只能測存活的細胞,加入之 DMSO 會將還原態藍紫色的 MTT-formazan 結晶溶解,再以 ELISA reader 測量吸光值(波長 590 nm)。
將 HT-29 細胞與 HUVEC 細胞以 1.2×103 cells/100 μl /well 的細胞 密度種於 96-well microplate,放至 5% CO2、37℃恆溫培養箱中培養 24 小時,將上清液吸掉,給予不同濃度(0、6.25、12.5、25、50 μM)
的 triazinone triepoxide TATT、cisplatin、carboplatin 與 oxaliplatin(溶 在含 10% FBS 的 DMEM)培養 24 小時。將培養液吸乾淨後,避光 加入 MTT 試劑 100 μl /well,置入 5% CO2、37℃恆溫培養箱中培養 4 小時,把 MTT 試劑吸掉,再加入 DMSO 50 μl /well,等待 5 分鐘,
以 ELISA reader 讀取 OD 590 nm 之吸光值。當活的細胞越多,藍紫 色的結晶會越深,代表細胞存活率越高,因此,可做為細胞存活率的 指標。
MTT 試劑配製
將 5 mg 的 MTT 粉末溶在 1 ml 的 PBS,分裝在褐色的微量離心管,
避光進行儲存,放至-20℃冰箱冷藏,需用鋁箔紙包覆離心管。使用 時需要以 PBS 進行 10 倍稀釋。
MTT powder 5 mg
1X PBS Buffer 加至 1 ml
四、西方墨點法(western blot analysis)
(ㄧ)、蛋白質之製備
將 HT-29 細胞以 1×106cells/10 ml/dish 的細胞密度種於 10 cm dish,以含有 1%FBS 的 DMEM 培養 24 小時,給予溶於含有 10% FBS 的 DMEM 之化合物處理,再置於 5% CO2、37℃恆溫培養箱中培養。
將細胞刮下並收至離心管,於 4℃下以 3000 rpm 離心 10 分鐘,去除 上清液,加入 0.5 ml PBS 清洗細胞 3 次,於室溫下以 3000 rpm 離心 10 分鐘,去除上清液,加入 Lysis buffer 放冰上,每隔五分鐘 vortex 一次,重覆 6 次共 30 分鐘後,於 4℃下以 12000 rpm 離心 5 分鐘,
收集細胞上清液,將上清液置於-80 度冰箱備用。
Lysis buffer 配製
M-PER@ Mammalian Protein Extraction Reagent 250 μl phosphate inhibitor 1 μl
protease inhibitor 1 μl
(二)、蛋白質定量
使用 Bio-Rad protein assay kit 進行蛋白質含量之分析,以牛血清 蛋白(bovine serum albumin,BSA)作為標準品並製作標準曲線,利 用酵素免疫分析儀(ELISA reader)在波長 590 nm 下測吸光值,並求 出趨勢線方程式及 r2值(r2值需> 0.95)。將蛋白質標準品稀釋成濃度 0、0.25、0.5、0.75、1、1.25 mg/ml,分別取 10 μl 後,加入 490 μl Bradford 染劑(需 5 倍稀釋)混合均勻,每 well 加入 100 μl 染劑(四重複)
呈色,反應 10 分鐘。
蛋白質標準品配製
10 mg/ml BSA(l) 1X PBS Buffer(l) 最終濃度(mg/ml)
0 150 0
3.8 146.2 0.25
7.5 142.5 0.5
11 139 0.75
15 135 1
19 131 1.25
5X 稀釋 Protein assay dye 配製
Bradford 染劑 2 ml
D.D. water 8 ml
(三)、樣品蛋白質的定量
取出3 μl 蛋白質樣品與 27 μl 的 PBS 稀釋 10 倍,於 96 well plate 中,每 well 加入稀釋好的 10 μl 蛋白質樣品,再加入 490 μl 染劑(四 重複)呈色。根據標準曲線的回歸公式,計算細胞蛋白質樣品液中蛋 白質含量。
(四)、聚丙烯醯胺膠體電泳(SDS-PAGE eletrophoresis)
1. 下層膠(separating gel):根據蛋白質分子量大小與各蛋白質之間 分離效果,選擇適當濃度之膠體,故 acrylamide/Bis 最終濃度可為 12 和 15%。
separating gel 配製
Separation gel(10 ml) 12% 15%
Acrylamide(30 %) 4 ml 5 ml Tris(1.5 M,pH 8.8) 2.5 ml 2.5 ml SDS(10%) 0.1 ml 0.1 ml APS(10%) 0.1 ml 0.1 ml TEMED 0.004 ml 0.004 ml M.Q. water 3.3 ml 2.3 ml
2. 上層膠(stacking gel):膠體中 acrylamide/Bis 最終濃度為 5%。
stacking gel 配製
stacking gel(3 ml) 5%
Acrylamide(30 %) 0.5 ml Tris(1.0 M,pH 6.8) 0.38 ml SDS(10%) 0.03 ml APS(10%) 0.03 ml
TEMED 0.003 ml
M.Q. water 2.1 ml
3. 蛋白質樣品製備:取適當之細胞蛋白質樣品液與 6 倍的 Loading dye 混和後置於 100℃水中煮沸 10 分鐘,置於冰上備用。
6X SDS gel loading dye 配製
2-mercaptoethanol 0.6 ml
SDS 1 g
Bromphenol Blue 1.2 mg 100% glycerol 3 ml
M.Q. water 2.9 ml
將以上成分混合溶解後,取 1 ml 出來再加入 1 M 的 DTT 1.5ml
4. 電泳條件:於電泳槽中倒入 1X running buffer(以水將 10X 稀釋成 1X running buffer),再將等量樣品與標準分子量 marker 分別注入各樣 品槽中,固定電流為 60 mA,固定電壓為 100 V,電泳時間約為 2 小 時。
10X running buffer 配製:
Glycine 187.7 g 過)、濾紙,類似三明治夾層,置於轉印緩衝液(1X transfer buffer),
使蛋白質由膠片(負極)往 PVDF 膜(正極)方向移動。固定電流為 400 mA,轉印時間為 1.5 至 2 小時。
1X transfer buffer 配製:
Tris-base 3.03 g
Glycine 14.4 g
100% methanol 200 ml
M.Q. water 加 800 ml 並調 pH 值 pH8.1-8.4
6. 免疫螢光之偵測:PVDF 膜置於含 5% non-fat milk 之 TBST 緩衝 液中,於室溫進行 blocking 2 小時。經 blocking 過的 PVDF 膜以 TBST 清洗 5 分鐘,重複 3~5 次。加入稀釋之一級抗體,於 4℃下反應過夜
(至少 16 小時),以 TBST 清洗 5 分鐘,重複 3~5 次。再加入適當稀 釋之二級抗體,並於室溫下反應 1 小時後,以 TBST 清洗 5 分鐘,重 複 3~5 次,最後將 HRP substrate 與 HRP substrate peroxidase soluation 以 1:1 比例混合,使樣本發出螢光後,利用 X-ray film 進行感光成 像,並利用 Image J 影像軟體(USA National Institutes of Health,NIH)
進行分析。
TBST buffer 配製:
NaCl 43.875 g
Tris-base 12.114 g
Tween 20 5 ml
M.Q. water 加至 5 liters 並調 pH 值 7.4
五、細胞週期分析(cell cycle analysis)
原理:Propidium iodide(PI)是一種核酸染劑,會與細胞結合並 嵌入細胞核內的 DNA 與 RNA,為了避免干擾 PI 對 DNA 的測定,因 此 PI 染劑會加入 100 μg/ml RNase A。正常人體細胞的染色體,在 G0/G1 期具有 2 套染色體(2N),G2/M 期具有 4 套染色體(4N),
而 S 期介於 G0/G1 與 G2/M 期。當產生細胞凋亡時,有 DNA 片段化
情況發生,使染色體含量少於 2N,在 G0/G1 期前有 Sub-G1 的波峰 出現,因此,利用流式細胞儀可以得知細胞的染色體數目,觀察細胞 週期的變化,也可當作細胞凋亡的指標。
將 HT-29 細胞以 1×105 cells/2 ml/ well 的細胞密度種於 6 well plate,以含有 1%FBS 的 DMEM 培養 24 小時後,將 1%FBS 的 DMEM 吸掉並給予溶於含 10% FBS 的 DMEM 的不同濃度的藥物處理,於 5% CO2、37℃恆溫培養箱中培養 12、24 小時或以相同濃度(4 μM)
的 triazinone triepoxide TATT、cisplatin、carboplatin 和 oxaliplatin 分別 單獨處理或合併30 μM curcumin 處理後,將培養液收集至離心管,
加入 1 ml PBS 清洗細胞 2 次,以 500 μl 胰蛋白酶作用 3~5 分鐘,輕 拍培養盤使細胞懸浮,再加入500 μl DMEM 中和反應,混合後吸至 同濃度的離心管中,以 3000 rpm 離心 5 分鐘,倒掉上清液,輕拍離 心管將細胞打散。加入冰的 PBS 清洗兩次,於室溫下以 3000 rpm 離 心 5 分鐘,倒掉上清液。最後,一邊 vortex(轉速調整 2~3)一邊加 入 1 ml 的 75%酒精固定細胞,並增加細胞膜通透性,以便 PI 染劑可 以進入細胞核,靜置於 4℃冰箱下放置隔夜。
上機前取出固定好的細胞,以 3000 rpm 離心 5 分鐘,將酒精倒 掉,輕拍離心管分散細胞。加入冰的 PBS 清洗兩次,於室溫下以 3000 rpm 離心 5 分鐘,移除上清液,每個樣品加入 20 μl PI(2 μg/ml)、5 μl
RNase A(100 μg/ml)、800 μl PBS,避光反應 30 分鐘,細胞懸浮液 以篩網過濾至 Falcon tube,以流式細胞儀於 FL2-H 進行分析,激發 PI 釋放紅色螢光的波長為 530 nm,每管收集 10000 顆細胞,數據以 WinMDI 2.8 軟體(Windows Multiple Ducument Interface Flow
Cytometry Application)進行處理分析。
PI 染劑配製:
PI(2 μg/ml) 20 μl RNase A(100 μg/ml) 5 μl
1X PBS 800 μl
六、細胞早期凋亡分析(cell apoptosis analysis)
原理:在正常細胞中,磷脂絲氨酸(Phosphatidylserine,PS)只 分佈在細胞膜脂質雙層的內側。在細胞凋亡早期,細胞膜中的磷脂絲 氨酸由脂膜內側往外側翻。而 Annexin V 是一種分子量為 35~36 kDa 的 Ca2+依賴性磷脂結合蛋白,與磷脂絲氨酸有高度親和力,可與暴露 的磷脂絲氨酸結合,因此 Annexin V 被作為檢測細胞早期凋亡的靈敏 指標之一。
將HT-29細胞以1×105 cells/2 ml/ well的細胞密度種於6 well
plate,以含有1%FBS的DMEM培養24小時,將1%FBS的DMEM吸掉,
給予溶於含10% FBS的DMEM的不同濃度的藥物處理,置入5%
CO2、37℃恆溫培養箱中培養12、24小時或以相同濃度(4 μM)的
triazinone triepoxide TATT、cisplatin、carboplatin和oxaliplatin分別單獨 處理或合併30 μM curcumin處理後,將培養液收集至離心管,加入1 ml PBS清洗細胞2次,以500 μl胰蛋白酶作用3~5分鐘,輕拍培養盤使細 胞懸浮,再加入500 μl DMEM中和反應,混合後吸至同濃度的離心管 中,以3000 rpm離心10分鐘,倒掉上清液,輕拍離心管將細胞打散,
加入1 ml PBS 使細胞懸浮,以3000 rpm離心10分鐘,移除上清液,
將每一所需藥物作用時間的細胞計數為 1 × 105 cells/ml,加入1X binding buffer,各取100l懸浮液分裝至5 ml 離心管,以annexin V-FITC染色。每一個懸浮液各自加入annexin V-FITC(0.5g/ml),
於避光環境下作用15分鐘,加入400l的1X binding buffer終止作用,
以流式細胞儀於FL1-H進行分析,以488 nm波長激發annexin V-FITC 釋放綠色螢光,每管收集10000顆細胞。數據最後則以WinMDI 2.8軟 體(Windows Multiple Ducument Interface Flow Cytometry Application)
進行分析。
1X binding buffer配製:
HEPES 2.38 g
NaCl 8.18 g
CaCl2 0.28 g
M.Q. water 加至1 liter並調pH值7.4
七、共軛聚焦顯微鏡(confocal microscope)觀察粒線體電位(△Ψm)
的改變
在 6 well plate 中置入無菌的蓋玻片,進行 UV 照射過夜,再將 HT-29 細胞以 1×105 cells/2 ml/well 的細胞密度種於 6 well plate,以含 有 1%FBS 的 DMEM 培養 24 小時,將 1%FBS 的 DMEM 吸掉,給予 溶於含 10% FBS 的 DMEM 的單獨 4 μM 的 triazinone triepoxide TATT、10 μM 的 cyclosporin A 與事先以 10 μM 的 cyclosporin A 預處 理 4 小時候再加入 4 μM 的 triazinone triepoxide TATT 的兩者合併處 理,置入 5% CO2、37℃恆溫培養箱中培養 24 小時,加入 rhodamine 123
(5 mΜ)並在 37℃避光的環境下反應 30 分鐘,再以 PBS 將蓋玻片 清洗三次,以 100%冰的 methanol 固定細胞 15 分鐘,經 PBS 清洗三 次後將蓋玻片固定在加附 poly-L-Lysine 的載玻片上,以 Leica TCSNT 雷射掃描共軛影像系統和 Leica DMRBE 顯微鏡 Leica 630 fluotar objective 鏡頭擷取影像。在波長 488 nm、功率 25 Mw 的雷射激發後,
在電腦上即時以斷層掃描方式擷取細胞的中央部位影像。
八、收取細胞質蛋白質(cytosolic protein extraction)與粒線體蛋白 質(mitochondrial protein extraction)
將 HT-29 細胞以 1×106 cells/10 ml 的細胞密度種於 10 cm dish,
以含有 1%FBS 的 DMEM 培養 24 小時後,將 1%FBS 的 DMEM 吸掉,
給予溶於含 10% FBS 的 DMEM 的藥物處理不同時間,在冰上刮取細
胞,移至 50 ml 的離心管中,在 4℃的環境中以 3000 rpm 進行離心 10 分鐘,將上清液吸掉,加入 1 ml 的 1X PBS 沖洗,將細胞液移至 微量離心管中,以 3000 rpm 離心 10 分鐘,將上清液吸掉,加入 4℃
的TSE buffer 300 μl(每 10 盤 10 cm dish 的細胞量加入 300 μl 的 TSE buffer),輕輕的 pipetting 至細胞打散,再以 26 G x1/2”的針與 24 Gx1”
(0.55x25 mm)的針頭,對細胞液進行抽吸 5 分鐘,再以 4℃ 3000 rpm 離心 15 分鐘,取上清液移至新的微量離心管,再進行 4℃ 3000 rpm 離 心 15 分鐘,取上清液移至新的微量離心管,最後進行 4℃ 14000rpm 離心 30 分鐘,上清液為 cytosolic protein 的懸浮液,沉澱物為
mitochondrial pellet。mitochondrial 的 pellet 加入與 pellet 等量的 Lysis buffer(M-PER@ Mammalian Protein Extraction Reagent:phosphate inhibitor:protease inhibitor=250 μl:1 μl:1 μl)在 4℃的環境下等待
mitochondrial pellet。mitochondrial 的 pellet 加入與 pellet 等量的 Lysis buffer(M-PER@ Mammalian Protein Extraction Reagent:phosphate inhibitor:protease inhibitor=250 μl:1 μl:1 μl)在 4℃的環境下等待