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第二章 實驗方法

4. Real-time Quantitative PCR

取50 ng/μl DNA 1 μl 和下列試劑混合:10 pmole target-specific primer 2 μl、

SYBR Green I 1 μl、MgCl2 1.2 μl、H2O 4.8 μl。Real-time quatitative PCR 設定條 件如下:Heart start 94℃ 5 分鐘,接下來為 31 個循環週次的設定條件,94℃ 30 秒、62℃ 30 秒、72℃ 30 秒、79℃ 2 分鐘。結果使用 LightCycler Analysis 分析。

5. 電泳(electrophoresis)

取6 μl PCR 產物,以 1.2%或 2.5% agarose gel、100 伏特電壓下,在 Mupid-2J 迷你水平電泳槽(Cosmo Bio, Tokyo, Japan),使用 0.5 倍 TBE 緩衝液(0.1 M Tris, 0.1 M boric acid, 2 mM EDTA-Na2, pH 8.0)進行瓊膠電泳。再以 ethidium bromide (50 μg/ml)進行 5~10 分鐘的染色,於紫外光線透視燈(Viber Lourmat photo-print 008-SD, Cedex, France)下檢視 DNA 的長度。結果再利用 Photo-captMW 定量系 統(UniEquip, Fraunhoferstrasse, Germany)分析 DNA 量。

十三、流式細胞儀(Flow cytometry)分析 1.細胞處理

將子宮內膜異位細胞Hec-1A 培養於 10 cm 培養皿,以無酚紅培養液 starvation 及給予不同藥物刺激不同時間之後,以PBS 沖洗一次,加入 1ml trypsin-EDTA 作 用1 至 3 分鐘,收集細胞液至 15 ml 離心管,600×g 離心 5 分鐘,丟棄上清液後 再以PBS 沖洗,於 600×g 離心 5 分鐘後,丟棄上清液並以 1ml PBS 均勻打散細 胞,加入染劑後使用流式細胞儀(BectonDickinson FACScan system, Mountain View, CA)進行分析。

2.粒線體數量(mitochondrial mass)偵測

MitoTracker Green FM 是常用來偵測粒線體生合成數量(mitochondrial mass) 的螢光染劑,因MitoTracker Green FM 含有 thiol-reactive chloromethyl moiety 可 以 在 粒 線 體 膜 上 形 成 胜 肽 和 蛋 白 質 的 穩 定 結 合 物(peptide and protein conjugates) , 不 需 藉 助 粒 線 體 膜 電 位 , 染 劑 即 可 堆 積 在 粒 線 體 的 lipid environment(Oubrahim et al, 2001)。將細胞以 1%的 paraformaldehyde 固定 5 分 鐘,PBS 清洗 2 次, 加入染劑反應 15 分鐘,在一小時內以流式細胞儀偵測螢 光反應。

3. 細胞凋亡(apoptosis)測定

細 胞 膜 的 基 本 成 分 主 要 有 三 種 磷 脂 質 , 分 別 為 磷 脂 醯 乙 醇 胺 (phosphatidylethanolamine)、磷脂醯膽鹼(phosphatidylcholine)與磷脂醯絲胺酸 (phosphatidylserine, PS)。在正常狀態的細胞中,PS 是存在於細胞膜的雙層磷脂 質內葉(inner leaflet)的蛋白質,當細胞凋亡機制被啟動時,細胞凋亡初期(early apoptosis) DNA 尚未斷裂,細胞膜雙層磷脂質的不對稱性分佈消失,細胞膜的塌 陷、崩解造成 PS 由細胞膜內側轉移至外葉(outer leaflet),而 Annexin-V 對 PS 具 有極高親和力,在鈣離子存在下(Ca2+ dependent)可與細胞表面的 PS 緊密結合,

藉由 Annexin-V 與螢光物質 FITC 的結合,可用於偵測早期細胞凋亡的發生。

Propidium iodide (PI)是核酸(nucleic acid)的特異性染劑,常用於區別細胞存活與 否,在細胞核崩解、DNA 斷裂成片段的細胞凋亡後期(late apoptosis),可藉由觀 察同時染上Annexin-V 與 PI 的細胞進行測定。以無酚紅培養液 starvation 及給予

不同藥物刺激不同時間處理細胞之後,移除細胞培養液,以PBS 清洗細胞兩次,

再依據TACSTM Annexin V-FITC Apoptosis Detection Kits (R&D Systems, Inc., Minneapolis, State)的作用,完成後 Annexin-V incubation reagent 需放置在冰上並 避光。將加藥處理後收集下來的細胞與reagent 在室溫下避光作用 15~30 分鐘進 行結合反應(binding reaction),最後以 1×結合緩衝液(binding buffer)洗去未與細胞 結合上的染劑兩次之後,並在1 小時內以流式細胞儀完成偵測。

4.活性氧自由基(Reactive oxygen species, ROS )的測量

2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate (H2DCFDA)是用於測量細胞內 ROS 含量的螢光染劑。2’,7’-dichlorofluorescin diacetate (DCFH-DA)具有兩個親脂性基 團,故可通透細胞膜進入細胞,DCFH-DA 在細胞內會被酯酶(esterase)分解成無 法穿過細胞膜的2’,7’-dichlorofluoresin (DCFH),當細胞中有 ROS 存在時,ROS 會與DCFH 反應,生成具有綠色螢光的 2’,7’-dichlorofluorescein (DCF)化合物。

螢光化合物DCF 藉由 488 nm 的雷射光源激發(excitation),並且在 520 nm 處能 放射(emission)最大的螢光值,藉流式細胞技術與螢光強度來偵測細胞內 ROS 含 量變化,評估細胞整體氧化壓力的程度。將加藥處理後收集下來的細胞,加入1 ml PBS 均勻拍散細胞,避光環境下加入 5 μM H2DCFDA,作用 15 分鐘,在 1 小時內以流式細胞儀進行偵測。

5.粒線體膜電位分析

使 用 5,5',6,6'-tetrachloro-1,1',3,3'-tetraethylbenzimidazolylcarbocyanine iodide (JC-1)偵測細胞中粒線體Δψ的變化。粒線體在呼吸及氧化磷酸化過程中,將產

生的能量以電化學位能儲存於粒線體 IM(約 250mV),稱之為 mitochondrial membrane potential (Δψ),為外正內負的形式。JC-1 螢光染劑為親脂性的陽離子 化合物,加入細胞染色後,會和粒線體 IM 的負電荷結合,當Δψ在低膜電位(<

100mV)時會以 monomer 的形式存在,excitation 在光源 488 nm 處,emission 在 525 nm 放出綠色螢光;而當Δψ 逐漸升高,JC-1 會行聚合作用(polymerization) 在粒線體IM 形成的 J-aggregates,在 590 nm 放出橘紅色螢光。以紅綠螢光強度 的比值,便可算出細胞中粒線體膜電位差的高低(Smiley et al, 1991)。JC-1 因較 傳統粒線體膜電位的染劑有更高的敏感性和解析分辨能力。將加藥處理後收集 下來的細胞,加入1 ml PBS 均勻拍散細胞後,避光環境下加入 5 μM JC-1,作 用15 分鐘,於一小時內以流式細胞儀進行偵測。

十四、雷射共軛焦顯微鏡

1. 雷射共軛顯微鏡(confocal microscopy)

本實驗使用共軛焦顯微鏡(TCS SP5 AODS, Leica, Germany)來觀察 ERβ在細 胞內的分布情形。共軛焦顯微鏡原理與光學顯微鏡相似,主要差別在於共軛焦 顯微鏡以不同波長雷射光作為光源,由於雷射光波長較可見光長短,使得共軛 焦顯微鏡的解析力介於光學與電子顯微鏡之間,解析度達0.18 μm,可以讓我們 穿透細胞的表層組織,運用多次及多面的切片式掃描,可進行胞器體積的測量,

觀察細胞中的胞器功能與位置分佈,深入了解細胞內部的三度空間結構。

2. Transfection

在6 well 中種入 5×105細胞,分別取Lipofectamine 2000 12 μl 與 5 μg target

DNA 與 OPTIMEM 作用靜置 5 分鐘,各別加入細胞中,6-8 小時候在換回新的 culture medium,72 小時後篩藥(取 600 μg/ml G418 篩選),篩選完後取100 μg/ml 繼續培養。

3.螢光染劑及細胞免疫螢光染色

在6-well 的培養盤上放入滅過菌的 cover glass (直徑 22 mm),將 Hec-1A 細 胞培養於cover glass 上,第二天細胞約四成滿時,分別加藥後移除細胞培養液,

以4°C PBS 清洗 2 次停止細胞週期,加入 50 nM 的 MitoTracker Red CMXRos (Molecular Probes)於 37°C 下避光反應 30 分鐘,以 HEPES buffer (20mM)洗滌 10 分鐘,重複 2 次後,再以 4% paraformaldehyde 室溫作用 30 分鐘固定細胞,用 PBS 清洗細胞 2 次,之後加入含有 0.2% Triton X-100 之 PBS 作用 10 分鐘,目 的是將細胞膜打洞。再以PBS 清洗 2 次後,加入 blocking solution (3% BSA in PBS) 在 37°C 作 用 1 小 時 。 去 除 blocking solution 後 , 加 入 一 級 抗 體 rabbit anti-ERβ Ab、Mouse anti-cytochrome c 4°C 反應一個晚上。移去一級抗體後,以 PBS 清洗細胞 5 分鐘,重複 3 次。再加入二級抗體 FITC-conjugated AffiniPure Goat anti-Rabbit IgG、FITC-conjugated AffiniPure goat anti-mouse IgG 37°C 反應 2 小時。移去二級抗體後,以 PBS 清 洗細胞 5 分鐘,重複 3 次。取 8 μl 的螢 光抗退劑VECTASHIELD® Mounting medium 滴於載玻片上,延緩螢光隨時間減 退(photobleaching)的速度,維持螢光至少在 50%以上。將 cover glass 覆蓋於上,

把周圍的水分吸乾,避免氣泡產生,周圍用透明指甲油封片。MitoTracker® Red 主要用來標記粒線體的位置,以雷射共軛顯微鏡觀察,可瞭解其細胞內分佈,

為常見的粒線體螢光標定物質。MitoTracker® Red 激發波長為 588nm,放射波長 為 622nm,在細胞內觀察到的絲狀或點狀的紅色螢光,即為粒線體。利用雷射 掃瞄共軛焦顯微鏡觀察紅光的粒線體再對照免疫螢光染色後的綠光FITC,觀察 ERβ及 Cytochrome c 在細胞內粒線體中分佈的情形。

十五、統計分析

Student’s paried t test 作分析,p<0.05 表示具有統計意義。實驗結果以 mean ± standard error mean (S.E.M.) 表示。

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