1 研究对象
1.1 细胞株
购自上海细胞库的人宫颈癌细胞Hela , 人子宫颈鳞癌细胞Siha,人食管鳞癌细胞Eca109进行研究。
1.2 miR-101的mimics和inhibitor
miR-101的mimics和inhibitor由上海英骏生物技术有限公司设计并合成,并带有荧光标记。
同时还合成了mimics和inhibitor的阴性对照。
1.3 引物设计与合成
PCR引物由上海英骏生物技术有限公司合成
Real-time PCR引物探针序列如下表:
Primer Sequence5’→3’
U6-F CTCGCTTCGGCAGCACA
U6-R AACGCTTCACGAATTTGCGT
miRNAs通用Sense引物 GTGCAGGGTCCGAGGT
hsa-miR-101 TACAGTACTGTGATAACTGAA
hsa-miR-101-RT GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACTTCAGT
hsa-miR-101-AS GCGTGCTACAGTACTGTGATAACTG
1.4 主要试剂
DMEM 培养基: Gibico 公司,美国
胎牛血清(FCS): Gibico 公司,美国
四甲基偶氮唑盐(MTT):Invitrogen 公司,美国
胰蛋白酶酶:Gibico公司
LipofectamineTM2000:Invitrogen 公司,美国
Trizol: Invitrogen 公司,美国
PCR 产物纯化试剂盒:北京百泰克公司
DEPC: Amreseo 公司,美国
免疫组织化学一抗试剂盒:
兔抗人β-tubulin 多克隆抗体:SantaCruz 公司,美国
Opti-MEM: Invitrogen 公司,美国
RIPA裂解液:北京百泰克公司
primeScript TM one step RT-PCR kit: TaKaRa 宝生物工程有限公司,大连
EP管和离心管:Axygen公司,美国
SYBR Green PCR premix: TaKaRa 宝生物工程有限公司,大连
Rnase: Invitrogen 公司,美国
细胞凋亡试剂盒:Invitrogen公司,美国
DAB显色试剂盒:北京中杉金桥生物技术有限公司
10×RT 缓冲液:epicentre公司
Taq DNA聚合酶:Takara公司
RNeasy Mini Kit: Qiagen公司
其他试剂,如:氯仿、异丙醇、无水乙醇、甲醛等均为国产分析纯。
1.5 主要仪器
实时荧光定量PCR仪IQ5:BIO-rad 公司,美国
低温离心机:Sigma,美国
倒置显微镜:OLYMPUS 公司,日本
酶标仪:3550UV,BioRad公司,美国
干燥箱:202-2型,上海市实验仪器总厂
湿热灭菌器:MOU-313p,SANYO,日本
电热恒温箱:DNp9082,上海精密实验设备有限公司
超净工作台:上海依普监实验室设备有限公司
制冰机:SIM-F124 型,SANYO公司,日本
精密电子天平:Sartorius 公司,德国
超纯水装置:Milli-Qplus 型,Millipore 公司,美国
微量核酸蛋白检测仪:Nanodrop1000, Thermo Scientific,美国
台式低速离心机:TD5A-WS,上海湘仪离心机仪器有限公司
干热灭菌器:MOV-313P,SANYO 公司,日本
微型离心机:Mini-41c,珠海黑马医学仪器有限公司
紫外分析装置:FR-110,上海夏日科技有限公司
立式压力蒸汽灭菌器:YXQ-LS-3011,上海博迅实业有限公司医疗设备厂
微量加样器:Eppendorf 公司,德国
电子天平:赛多利斯公司,美国
恒温水槽:NTT-2100,TOKYORIKAKIKAI,日本
高速离心机:5810R、5415D,Eppendorf 公司
研磨仪:MM301,Retsch
2 内容与方法
2.1 细胞培养
2.11 复苏细胞及培养
将冻存于液氮罐内的Hela , Siha , Eca109 细胞冻存管从布袋里取出,迅速放入37℃左右的水浴锅中快速晃动,该过程中应注意冻存管的顶部要保持在水面以上,以防冻存管忽然遇热裂开污染细胞。当摇晃至管内的冻存液完全融化后,用含70%乙醇的棉球轻轻擦拭冻存管消毒,放入超净台中。用移液管将冻存管中的液体移入15ml的离心管中,加入8ml左右的培养液,拿另一只15ml离心管与之配平,放入离心机中,1000rpm 离心5min,弃去上清液,再加入培养液,同上一步,再离心一次,目的是将残存的冻存液洗干净,以防影响细胞的生长。5min的离心后,弃上清液,加入6ml的已配好的培养液(Hela 和Eca109细胞的培养液是含10%胎牛血清的DMEM,Siha 细胞的培养液是含10%胎牛血清的1640),吹打沉在管底的细胞均匀的分布在培养液中,然后用移液管将6ml的液体移入培养瓶中,置于37℃, 5 %CO2 饱和湿度的细胞培养箱中进行培养。24小时后换液观察细胞的生长状况。
2.1.2 细胞传代
在倒置显微镜中观察细胞的生长状况,当细胞生长密度到达80%以上时可进行细胞传代。弃去培养瓶中的培养液,加入3ml左右的37℃预热好的PBS缓冲液洗涤细胞一次,向瓶中加入10滴左右37℃预热好的0.25%胰蛋白酶溶液,将其均匀的分布于瓶底,与细胞充分接触,然后上下轻轻摇晃培养瓶底,可看见有细沙一样的透明物质脱落,倒置显微镜下观察可见贴壁细胞收缩,形状从多角形慢慢变成圆形,细胞的间隙变大后,立即加入各细胞所适合的含10%胎牛血清的培养液,以此终止胰蛋白酶的消化作用。然后,用吸管反复吹打瓶底,使贴壁细胞完全从壁上脱下,悬浮于培养液中,然后记数一次,按照记数结果计算出传代的瓶数。将培养瓶中的悬浮细胞平均分配与各培养瓶中,补足培养液至每瓶5-6ml,置于37℃, 5 % CO2 饱和湿度的细胞培养箱中继续培养。
2.1.3 细胞冻存
取对数生长期的细胞,弃去培养液,用0.25% 的胰蛋白酶消化3-5min后,加入含10%胎牛血清培养液,用吸管反复吹打贴壁细胞,将细胞悬浮液收集到15ml离心管中,1000rpm离心5 min, 弃去胰蛋白酶及培养液,加入配好的冻存液(5ml的培养基,4ml的胎牛血清,1ml的DMSO,混匀抽滤),用吸管轻轻反复吹打细胞使其形成单细胞悬液,均匀分装至无菌的冻存管中,每管冻存细胞悬液约1.5ml左右,约3×106个细胞,用封口膜将其密封,放置于4 ℃冰箱内30min,再放置于-20℃冰箱中30min,移至-80℃冰箱内过夜,次日早上转移至液氮罐中保存。
2.1.4 细胞接种
取对数生长期细胞,在转染前一天用PBS缓冲液洗涤细胞,0.25%胰蛋白酶消化使培养液内细胞呈悬浮状态,记数后,按照每孔约3×104个细胞的密度将细胞悬液接种于24孔细胞培养板中,然后每孔加入500ml的培养液,置于37℃, 5 % CO2 饱和湿度的细胞培养箱中培养,24h小时后观察细胞,当细胞生长密度达到80%-90%的融合面积时,准备进行转染。实验分为4组,空白对照组,阴性对照组,上调实验组和下调实验组,每组设3个复孔。
2.1.5 细胞计数
将胰蛋白酶消化并终止后的悬浮液用枪头取出54ul滴在塑料膜上,加入6ul的台盼蓝染色,混匀,取10ul悬液滴在计数板上,放在倒置显微镜下计数。数出计数板四个大格中的细胞数(按照数左不数右,数上不数下,如果有三四个细胞聚在一起,按一个细胞进行计数的原则),套入计数公式中,即可得到细胞的计数结果。
2.2 细胞转染步骤
2.2.1 转染前准备
转染前一天,每孔板的细胞弃去培养液,加入500ul的OPti-MEM,这样可以使细胞处于同步的饥饿状态。
2.2.2 稀释siRNA
用50ul DEPC 水重悬1OD的siRNA(mimics/ inhibitor 以及阴性对照的siRNA),震荡混匀溶解。
2.2.3 制备siRNA- lipofectamine2000 复合物
(1)稀释1ul microRNA-101的mimics/ inhibitor于50ul OPti-MEM中,混匀。
(2) 摇匀lipofectamine2000, 然后稀释1ul于50ul OPti-MEM中,混匀,孵化5 min。
(3) 将稀释后的mimics/ inhibitor和lipofectamine2000混匀,放置20min。
2.2.4 细胞转染
(1)将siRNA- lipofectamine2000 复合物每培养瓶加入10ul, 24孔细胞培养板每孔加入1ul, 96孔细胞培养板每孔加入0.5ul,
(2)每培养瓶补加1000ul OPti-MEM,24孔细胞培养板每孔加入200ul OPti-MEM , 96孔细胞培养板每孔加入45ul OPti-MEM,正常组不用加siRNA- lipofectamine2000 复合物,直接加OPti-MEM即可。
(3)24小时后弃去原来的培养液,换成含10%胎牛血清的培养液。
(4)在倒置显微镜下避光拍照,观察转染效率。
2.3 实时荧光定量聚合酶链反应(real-time quantitative PCR, qRT –PCR)
2.3.1 实验前准备
导致RNA降解的最主要的物质是RNA酶,它的生物活性稳定并且可以广泛分布在灰尘中、各种实验器皿上、实验试剂中以及人体分泌的汗液唾液中。因此在进行提取RNA进行RNA分析技术的过程中最关键的因素是尽量减少RNA酶的污染,控制其对RNA的降解作用,实验过程中应该采取以下措施:
(1)实验室环境要洁净:操作实验人员必须带一次性手套、口罩 ,采用70%乙醇仔细擦拭移液器的内部和外部。
(2)Eppendorf管和枪头等采用一次性RNase-free的塑料制品。玻
璃和金属物品要事先进行高压灭菌160℃,2h。处理3Oh两次即可使用”
(3)溶液配置: 配置的各种溶液应加入0.1%DEPC在37℃处理12-16h,然后高
压去除残留的DEPC。不能高压灭菌的溶液,可以用DEPC处理过的无RNA酶的去离子水来配置所需溶液,然后用0.22um滤膜过滤除菌。
2.3.1 细胞总RNA的提取
(1)弃培养瓶中的培养基,用冷的PBS缓冲液轻轻冲洗2次,加入1000ul trizol,反复吹打至细胞脱壁并且融于trizol中。
(2)将吹打完的悬浮液移入1.5ml 离心管中,用移液枪吹打40下至完全混匀,冰上放置5 min。
(3)加入200ul氯仿至上述离心管中,剧烈震荡15s-30s,室温放置3-5min后4℃ 12000rpm 离心15min。
(4)这时离心完的液体已经分层,调50ul的移液枪慢慢轻轻吸取上清液至另个一1.5ml无菌离心管中并做好标记,大概移400ul左右。
(5)加入400ul 异丙醇,用力震荡摇匀,-20℃放置30min 后4℃ 12000rpm 离心10min。
(6)弃去上清,在离心管底部可以看见少许白色沉淀,即为RNA 样品,然后用70%乙醇1000ul漂洗一次,4℃ 7500 rpm 离心5min,弃去上清,剩下的液体拿1ul小枪慢慢将其洗干净,在通风橱室温晾干。
(7)晾干后每个样品中加入20ul-30ul的DEPC水,轻轻吹打待RNA 样品溶解后,每个样品取2ul进行RNA定量检测 OD 260/280吸光度的比值,样品比值>1.8为合格。
2.3.2 注意事项:
(1)在细胞样品中加入Trizol后,若发现液体粘稠,吹打后能牵起丝状物,说明
Trizol的量太少,可以再补加Trizol。
(2)加入Trizol后要尽量让其与贴壁细胞充分接触后再吹打,注意温度的控制,尽量保持在冰上进行,以免RNA降解。
2.3.3 逆转录反应合成cDNA
2.3.4 实时荧光定量PCR实验
2.4 MTT法
2.4.1 细胞接种
将处于对数生长期的Hela, Siha, Eca109细胞以每孔103-104个细胞均匀的接种于96孔细胞培养板中,每孔体积200ul, 四周边缘用无菌PBS 填充。
2.4.2 24小时后观察细胞的生长状况,当长到80%-90%左右时制备RNA- lipofectamine2000 复合物
(1)阴性对照组和上调实验组,下调实验组按每孔分别用0.5ul的阴性siRNA ,0.5ul mimics, 0.5ul inhibitor加入25ul OPti-MEM的量加入至离心管中, 正常实验组直接加25ul OPti-MEM。
(2)阴性对照组和上调实验组,下调实验组按每孔分别用0.5ul lipofectamine2000 加入25ul OPti-MEM的量加入至离心管中。
(3)室温孵育5min。
(4)将各组siRNA稀释物分别和ipofectamine2000稀释物均匀混合,室温孵育20min。
(5)将RNA- lipofectamine2000 复合物以每孔30ul均匀滴入各组转染孔再各加入170ul无血清无抗生素的培养液,24小时后弃去原来的培养液换成含10%胎牛血清的培养液放入细胞培养箱继续培养。
(6)分别在培养0h, 24h, 48h, 72h 后,将5×MTT用稀释液稀释成1×MTT溶液,待测孔每孔加入MTT稀释液50ul,37℃继续孵育4h后弃去孔内的上清液,每孔加入150ul DMSO,震荡10min 使其变成的紫色结晶物质充分的溶解。
(7)在490nm 波长下用酶标仪测定各孔吸光度值,记录结果,绘制生长曲线并计算细胞的生长抑制率。
2.4.3 注意事项
(1) 应选择适当的细胞接种浓度和培养时间,浓度不易过多,细胞代数不易超过2代。
(2)设置调零孔(只加培养基100ul、MTT10ul、二甲基亚砜100ul)。
(3) 设置空白孔(细胞、药物溶解介质、培养液共100ul、10ulMTT 、100ul二甲基亚砜)。
(4) 96孔板边缘32孔用无菌PBS填充,因为边缘的32孔中水分蒸发很快,药物易被浓缩,对实验影响大。同时加入PBS液填充后,可以一定程度上保持中间孔的水分。
(5)培养过程中48h应该换液一次,因为100ul的培养液对于104-105次方的增殖期细胞来说,很难维持50h以上,如果营养不够的话,细胞会由增殖期渐渐趋向G0期而趋于静止,影响实验结果。
(6) 避免血清干扰。高的血清物质会影响试验孔的光吸收值。因此,一般选小于10%胎牛血清的培养液进行。在呈色后,尽量吸净培养孔内残余培养液。
(7)判断污染。如加入MTT后都有个别孔立即变为蓝黑色,则污染的可能性极大。在加MTT前可以先在镜下观察,看看是否有孔染菌,染菌的孔常常是临近的。
(8)MTT有致癌性,使用时要小心。
2.5 细胞凋亡
2.5.1 步骤(1) 取对数生长期细胞,进行转染(转染步骤如上所述)
(2)24小时后,将阴性对照组,正常组,上调实验组,下调实验组中培养瓶里的细胞消化下来,1000rpm 离心5min,弃去上清液,加入PBS后再次离心,之后将细胞收集于1.5ml的离心管中。
(3)将所收集的细胞加入1×binding buffer 100ul 重悬再分别加入2ul的PI和5ul的Annexin V 染色,避光置于冰上15min,再加入1×binding buffer 400ul,在30min内上流式细胞仪检测凋亡率。
2.5.2 注意事项:
(1)必须用活细胞进行检测,不能用能破坏细胞膜完整性的固定剂和穿透剂固定或穿膜。
(2)特殊细胞的染色方法:在消化或吹打时,有些细胞(如神经元细胞)很容易受到损伤,导致晚期凋亡或坏死比例非常高,不能反映真实结果。实验的解决方法可以先低速离心,吸取细胞培养板中的液体,留少许液体,加入适量PI和Annexin-V染色10min后,将漂浮细胞吸至离心管中,离心洗涤两次,用PBS漂洗贴壁细胞两次,加胰酶消化后将细胞悬液移至另一离心管中,离心洗涤,再与漂浮细胞合并后上流式细胞仪检测。应用该法可降低晚期凋亡和坏死比例,增加早期凋亡细胞比例。
(3)由于Annexin-V为钙离子依赖的磷脂结合蛋白,只有在钙离子存在的情况下与PS的亲和力才大,因而在消化细胞时,建议一般不采用含EDTA的消化液。
(4)必须设置阴性对照和补偿对照(分别转染)。
2.6 划痕实验
(1)取对数生长期的细胞,以3×104个细胞每孔的细胞悬液均匀接种于24孔细胞培养板,置于37℃,5%CO2孵育箱内孵育。
(2)24h 后观察细胞生长状态并进行转染,实验分组同前,每组设三个复孔。
(3)观察24孔细胞培养板中细胞的生长密度,直到到达80%-90%融合。
(4)弃培养液后用10ul无菌枪头在每孔底部画一条直线,确保每孔直线的粗细均等并保持划线的力度,以免带下大片细胞。
(5)PBS洗涤一次,加入新的培养液。
(6)倒置显微镜下观察划痕宽度及细胞密度比较一致的部分做标记,分别在第一天,第二天,第三天同一时间进行拍照测量划痕宽度并观察划痕的愈合速度。
2.7 免疫组化
(1)取对数生长期的细胞,以3×104个细胞每孔的细胞悬液均匀接种于24孔细胞培养板,置于37℃,5%CO2孵育箱内孵育。
(2)24h 后观察细胞生长状态并进行转染,实验分组同前,每组设三个复孔。
(3)转染24小时后,每孔用PBS漂洗2次,每次2min
(4)4%多聚甲醛处理(室温)20min。
(5)PBS再次漂洗3次,每次2min。
(6)3% H2O2处理细胞15min。
(7)PBS再次漂洗3次,每次2min。然后加入血清封闭液每孔5滴,37℃,20min。
(8)将一抗用PBS按1:100稀释,每孔加入一抗50ul,阴性对照孔用PBS代替一抗。然后4℃冰箱内过夜。
(9)第二天从冰箱中拿出24孔细胞培养板,PBS漂洗3次,每次2min。
(10)二抗(COX-2或EZH2)孵育,37℃,20min。
(11)PBS漂洗3次,每次2min
(12)DAB显色:DAB试剂盒中的A、B、C三种试剂按500ul 蒸馏水中各加4ul,混匀,在镜下观察显色情况,在没有背景的条件下可继续显色,一般在2-10min。
(13)PBS 冲洗,拍照,计数阳性率。
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