首页 / 专利库 / 光学 / 光度学 / 自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法

自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法

阅读:693发布:2022-12-11

专利汇可以提供自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且自噬基因Beclin-1在家兔 激素 股骨头缺血 坏死 中的表达方法,利用HE 染色 计数空缺骨陷窝,透射电镜检测骨细胞、成骨细胞自噬型细胞死亡情况,RT-PCR、western blotting检测Beclin1的mRNA与蛋白表达,免疫 荧光 检测GFP-Beclin1蛋白表达;并通过给实验组动物注射3-MA(3-Methyladenine,3-甲基腺嘌呤)来调控这一 生物 学过程,进一步探讨SANFH的发病机制。结果RT-PCR:SANFH组的Beclin1 mRNA呈高表达,3-MA 治疗 组中骨细胞的Beclin1 mRNA表达量较SANFH组均降低。Western Blot:第一周、第二周SANFH组中Beclin1蛋白高表达,3-MA治疗组中Beclin1蛋白表达明显下降。免疫荧光染色:SANFH组中骨细胞、成骨细胞的GFP-Beclin1融合蛋白表达均较对照组升高,给予3-MA后可以部分减弱GFP-Beclin1融合蛋白表达。,下面是自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法专利的具体信息内容。

1.自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、造模:取5月龄日本大白兔36只,体重2.5-3.5kg,标准饮食,单笼饲养;随机分成3组;对照组:单纯肌肉注射生理盐,2ml/只/次,共4次,间隔一周;SANFH组:肌肉注射甲基强的松龙,4mg/kg,共4次,间隔一周;3-MA治疗组:肌肉注射甲基强的松龙,4mg/kg,共4次,间隔一周,并于注射甲基强的松龙后随即肌肉注射3-MA2ul/只,共4次,间隔一周;分别将每组实验动物于一周、二周、三周、四周处死,每次处死3只;
步骤二、标本制作,造模一周、二周、三周、四周后采用耳缘静脉注射空气的方法分别处死实验动物,每次处死3只,相对无菌条件下取出实验动物双侧后肢的股骨头;取一侧股骨头分为三部分进行显微镜观察;另一侧股骨头于-80℃冷冻保存,用于进一步检测Beclin1mRNA与蛋白表达;
步骤三、光镜下组织形态学观察
石蜡包埋组织,制成厚4um切片,HE染色,之后将实验切片在光镜下观察,计算空缺骨陷窝百分比;正常空缺骨陷窝率为8%-12%,同等制片条件下股骨头软骨下空缺骨陷窝率超过此数目即提示坏死;
步骤四、透射电镜观察自噬体
包括:(1)固定脱;(2)在20℃的条件下对透射电镜标本进行梯度酒精脱水;(3)渗透;
(4)包埋聚合;(5)利用LeicaEMUC6超薄切片机制作超薄切片,经染色等处理后在FEITECNAI SPIRIT透射电镜下进行标本的观察、分析并摄片;
步骤五、RT-PCR检测细胞内Beclin1 mRNA水平
包括如下步骤:
(1)组织mRNA的抽提;
(2)引物设计;
GC含量接近45-55%,上下游引物GC含量要保持接近的原则设计引物;选择长度为18-
27bp之间,5'端GC含量较多,3'端AT含量较多的引物;以公式Tm=4*(G+C)+2*(A+T)-5计算Tm值,Tm接近72℃;最终得到Beclin1的上游引物序列为5’-ATCCTGGACCGTGTCACCATCCAGG-
3’,下游引物序列为5’-GTTGAGCTGAGTGTCCAGCTGG-3’,目的片段为363bp;β-Actin的上游引物序列为5’-ACTCGTCATACTCCTGCT-3’,下游引物序列为5’-GAAACTACCTTCAACTCC-3’,目的片段132bp;
(3)逆转录cDNA;
1)取模板RNA及解冻试剂,涡旋混匀,离心后收集残留于管壁的液体,置于上;
2)配制引物溶液:EP管3000rpm离心5分钟;每管加50μl RNase-Free ddH2O,生成储存液,浓度为100μM;取新RNase-Free离心管,取5μl储存液,45μl RNase-Free ddH2O,配制引物工作液,浓度为10μM;
3)按下表所述DNA去除体系配制混合液,完全混匀;简短离心,并置于42℃,孵育3min;
然后置于冰上放置;
4)按表2的反转录反应体系配制混合液;
5)将反转录反应中的Mix,加入g DNA去除的反应液中,混匀;
6)42℃,孵育15min;
7)95℃,孵育3min后置于冰上,得到c DNA用于后续实验,或者低温保存;
(4)mRNA的荧光定量PCR
1)室温融化引物、cDNA及解冻试剂,轻轻混匀,离心后收集残留于管壁的液体。cDNA模板稀释10倍使用;
2)按下表配制反应体系
3)将配制好的反应体系移入八连管,每管反应总体积为20μl,短暂离心收集残留在管壁的液体;将八连管放入PCR仪,按下表设置反应程序;
4)数据用仪器ABI 7500Fast荧光定量PCR仪原机软件进行分析
步骤六、Western Blot鉴定蛋白表达量
1组织总蛋白的提取
将实验标本置于研钵中,放入少量液氮,研磨,待组织变软,再加液氮,再研磨,反复三次;取20mg研磨组织,放入200ul预冷的组织蛋白抽提试剂,冰上孵育20分钟;4℃10,000×g离心15分钟;收集上清,进行下一步的实验;
2细胞总蛋白浓度测定
1)各稀释梯度的BSA蛋白标准液的制备;
2)BCA蛋白定量的工作液的制备:工作液由50份的BCA(A反应液)与1份4%硫酸(B反应液)组成;实验有标准品18个孔,样品8个孔,每孔需配置BCA工作液200ul,需量取A反应液
5200ul,B反应液104ul,将溶液混合,现配现用;
3)在96孔板中依次加入10ulBSA蛋白标准液,标准孔重复两次;在样品孔中加入1ul待测蛋白样品和9ulPBS,将待测样品稀释;
4)每孔加入200ul配制好的BCA工作液;混匀30s,在37℃孵育30min,其后冷却至室温;
酶标仪检测570nm吸光值时各孔的吸光度;比照已知BSA量制作的标准曲线为y=0.0007x+
0.0373,R2=0.9963;
5)参照标准曲线,根据各样品蛋白的校正吸光值,读出各样品的蛋白浓度,通过体积和稀释度计算原来样品蛋白量;
3SDS-PAGE电泳
1)配制10%分离胶,用移液器将配制好的分离胶缓慢加入装配好的玻璃板中,液面高度距玻璃板的顶端3cm,液面上加一层双蒸水,放置20min至分离胶完全凝固后,见分离胶与双蒸水之间有一折射线;
2)制备5%浓缩胶,滤纸吸去分离胶表面的双蒸水,用移液器将配制好的浓缩胶加入玻璃板至顶端,小心插入梳子,注意不产生气泡,放置20min至浓缩胶完全凝固;
3)电泳槽中加入电泳缓冲液,垂直拔出梳子,据蛋白定量结果计算每孔加入等量蛋白,将蛋白样本和蛋白上样缓冲液按4:1混合,95℃煮沸5min,取出后置于冰上;
4)将分子量蛋白标准3-MAmarker和准备好的蛋白样本依次加入到各个上样孔内;
5)连接电泳仪,80V电压电泳1小时至使溴酚蓝染料接近分离胶顶端,然后调至160V电压电泳1.5-2小时至溴酚蓝接近分离胶底部即停;
4蛋白质转膜
1)取出分离胶,切除多余部分,量取目的蛋白所在的胶面大小,据胶面大小切取一张比分离胶稍大的NC膜,6张大小与凝胶相当的滤纸,与分离胶胶一起浸泡于转膜缓冲液中;NC膜需浸泡于双蒸水中10min后也转移转膜缓冲液中;
2)在承有转膜液的托盘中打开转膜夹,在转膜夹的黑面上依次放置海绵垫、三张滤纸、分离胶、NC膜、三张滤纸、海绵垫,尽量使各层之间没有气泡,然后盖紧转膜夹,放入转膜槽中;
3)倒入转膜液,连接电泳仪,1353-MA转膜1.5小时;
5膜的封闭和抗体孵育
1)取出NC膜,紧贴胶面的膜面为蛋白面,将膜的蛋白面朝上,在承有封闭液的玻璃皿中室温缓慢震摇封闭1h;
2)根据目的蛋白大小,参考标准蛋白3-MArker估计目的蛋白位置,将NC膜剪开,蛋白面向离心管中心分别放在承有稀释后一抗的10ml离心管中4℃翻转摇匀机过夜;一抗稀释比例为:Beclin1(1:1000),内参β-Actin(1:1000);
3)将膜从一抗孵育管中取出,在承有TBST的玻璃皿中室温缓慢震摇洗涤3次,每次
10min,洗涤时膜的蛋白面朝上;
4)避光稀释荧光二抗,稀释比例为1:10000,将蛋白膜的蛋白面向离心管中心转移入承有稀释后二抗的10ml离心管,室温避光翻转摇匀1h;
5)将膜从二抗中取出,在TBST中缓慢震摇洗涤2次,每次10min;在TBS中缓慢震摇洗涤
10min,洗涤时膜的蛋白面朝上;
6)将膜取出后放入ODESSY荧光红外扫描系统中检测目的蛋白的表达情况;
步骤七、免疫荧光检测GFP-Beclin1蛋白表达
1)修块:取出甲固定的股骨头组织,修为厚约3mm,长宽约1cm组织块,流水冲洗24h;
2)脱水:60%乙醇60分→75%乙醇60分→80%乙醇40分→85%乙醇30分→90%乙醇30分→95%乙醇Ⅰ30分→95%乙醇Ⅱ30分→100%乙醇Ⅰ30分→100%乙醇Ⅱ30分;
3)透明:二甲苯Ⅰ15分→二甲苯Ⅱ20分;
4)包埋:60℃,蜡缸Ⅰ60分→蜡缸Ⅱ60分,包埋后常温保存蜡块,切片时预冷30分;
5)切片:石蜡切片厚度为4um,42℃水温展片,50℃烤片机烤30分,60℃温箱过夜,保存;
其中,所用载玻片经过APES 3-丙基三乙烷挂胶处理;
6)烤片:60℃温箱2h以上;
7)脱蜡:二甲苯Ⅰ、Ⅱ各10分钟;
8)水化:100%乙醇Ⅰ10分→100%乙醇Ⅱ10分→95%乙醇Ⅰ5分→95%乙醇Ⅱ5分→80%乙醇5分;
9)PBS摇床洗5分*3次;
10)抗原修复:微波炉热修复法,将切片置柠檬酸抗原修复液内(pH6.0),微波炉热修复(95℃~98℃10min),室温冷却,0.01mol/LPBS浸洗5min*3次;
11)一抗:Beclin1一抗稀释200倍,滴加于切片上,将组织完全盖住,湿盒37℃温育1h;
12)PBS摇床洗5分*5次;
13)二抗:避光稀释二抗200倍,滴加稀释后的二抗,将组织完全盖住,湿盒37℃温育1h;
14)PBS摇床洗5分*5次;
15)DAPI染核:DAPI稀释500倍后,滴加,完全盖住组织为宜,湿盒常温10分钟,PBS摇床洗5分*5次;
16)封片:40%的甘油封片;
17)使用荧光显微镜观察并采集相关图片;
步骤八、统计处理
用spssl3.0统计软件进行结果统计;mean士SD描述,两组之间比较进行t检验,四组间比较进行方差分析,统计结果用以P<0.05有差异,具有显著性统计学意义。
2.根据权利要求1所述的自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法,其特征在于,所述步骤二中,一侧股骨头分为三部分进行显微镜观察;具体为①第一部分置于10%甲醛溶液固定,供光镜进行观察;②第二部分置于5﹪戊二醛溶液,供透射电镜进行观察;③第三部分置于10%甲醛溶液固定,供免疫荧光进行观察。
3.根据权利要求2所述的自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法,其特征在于,步骤三中,HE染色的具体步骤为:A、二甲苯Ⅰ5min;B、二甲苯Ⅱ5min;C、95%乙醇Ⅰ3min;D、95%乙醇Ⅱ3min;E、80%乙醇1min;F、蒸馏水1min;G、苏木精液染色10min;H、流水稍洗去苏木精液3s;I、1%盐酸乙醇3s;J、稍水洗30s;K、促蓝液返蓝30s;L、流水冲洗
15min;M、蒸馏水过洗2s;N、0.5%曙红液染色3min;O、蒸馏水稍洗2s;P、80%乙醇稍洗2s;Q、
95%乙醇Ⅰ5min;R、95%乙醇Ⅱ5min;S、无水乙醇5min;T、无水乙醇5min;U、二甲苯Ⅰ5min;V、二甲苯Ⅱ5min;W、二甲苯Ⅲ5min;X、中性树胶封固。
4.根据权利要求3所述的自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法,其特征在于,所述步骤四、透射电镜观察自噬体的具体操作为:
(1)固定脱钙:首先将股骨头标本进一步切割成大小2mm3的组织标本块,并将其放置于
5%戊二醛中在4℃的冰箱中固定24小时;然后再将骨标本置于2.5%戊二醛-5.5%EDTA-Na2混合固定并脱钙24小时到72小时,期间行间断性摇荡,直到达到大头针可以扎透为止;
用PBS液充分冲洗标本2次,每次10分钟;弃除废液,在4℃的环境中将骨标本于1%锇酸的四氧化锇固定液中固定2小时;
(2)在20℃的条件下对透射电镜标本进行梯度酒精脱水:在30%酒精中15分钟——
50%酒精中15分钟——70%酒精中4小时——在80%酒精中15分钟——95%的酒精中15分钟——在无水乙醇中15分钟——在无水乙醇中15分钟;
(3)渗透:环氧丙烷15分钟;环氧丙烷与EPON812于室温下进行等比例混合2小时;环氧丙烷与EPON812于室温下1:2混合4小时;在37℃下纯EPON812,4小时;
(4)包埋聚合:配置A液-EPON812(1ml)+DDSA(1.6ml),充分搅拌约2小时;B液-EPON812(10ml)+MNA(9ml),充分搅拌约2小时;将A液与B液充分混合1小时之后滴加0.345ml DMP-30并于1小时后进行包埋;样品包埋后置入烤箱进行聚合:经过37℃16小时——45℃12小时——60℃14小时,聚合变硬后取出样品并用温水去除胶囊壳,最后将包埋块清理干净以备切片;
(5)利用Leica EMUC6超薄切片机制作超薄切片,经染色等处理后在FEI TECNAI 
SPIRIT透射电镜下进行标本的观察、分析并摄片。
5.根据权利要求4所述的自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法,其特征在于,所述步骤五中,组织mRNA的抽提具体步骤为:
1)将50mg保存骨组织加入1mlTRNzol,使用仪将其处理;
2)将匀浆样品于15-30℃静置5min,使其核酸蛋白复合物完全分离;
3)4℃12,000rpm离心10min,取上清;
4)将其加入0.2ml氯仿,盖好盖,旋涡混合15sec,室温静置3min;
5)4℃12,000rpm离心15min,样品分为三层,将上层样品移至新离心管;
6)加入相同体积的异丙醇,使其混匀,室温静置20-30min;
7)4℃12,000rpm离心10min,去上清,离心后RNA在管侧和管底形成胶状沉淀;
8)加入1ml 75%乙醇(RNase-Free ddH2O配置)洗涤沉淀;4℃5,000rpm离心3min,弃上清;
9)室温晾干,加入50ul RNase-Free ddH2O,反复吹打、混匀,使RNA充分溶解。

说明书全文

自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法

技术领域

[0001] 本发明涉及激素股骨头缺血坏死研究领域,特别涉及自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法。

背景技术

[0002] 股骨头缺血性坏死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)是由于各种原因导致的股骨头血液供应障碍或者细胞变性,进一步恶化发生股骨头的塌陷、结构改变以及关节功能障碍的一种疾病。ONFH通常分为两大类,即创伤性股骨头坏死和非创伤性股骨头坏死,其中非创伤性股骨头坏死以激素性股骨头缺血性坏死(Steroid-induced 
avascular necrosis of femoral head,SANFH)为主。自1957年首次报道以来,该病日益增多,病程较长,病因复杂,容易致残。相关研究显示,激素性股骨头坏死临床治疗极其困难,且效果差,因此又有“不死的癌症”之称。激素导致SANFH具有复杂的生物学过程。因此,探明SANFH的发病机制,仍然是该领域研究的重要内容。我们的前期研究结果表明,激素对股骨头节段血管中PDGF与VEGF的超强抑制而引起的血供中断与SANFH存在关联性,诸多促血管生长因子及差异表达基因的调控在SANFH中发挥着重要作用。
[0003] 近期研究认为,细胞的死亡方式包括程序性细胞死亡和细胞坏死。其中凋亡和自噬为程序性细胞死亡两大主要分型。自噬是体内重要代谢途径,激素与缺血缺状态是引起的自噬重要诱因,而激素本身又可以引起细胞缺血缺氧。自噬调控的失调与多种疾病有关,如衰老,炎症性疾病,自身免疫病,肿瘤等。自噬型细胞死亡已成为近期医学领域研究疾病发生发展过程的热课题。
[0004] 而在SANFH的发生过程中,股骨头局部发生缺血缺氧改变时骨细胞、成骨细胞会发生怎样的病理变化?其中的骨细胞、成骨细胞的死亡方式是什么?而又有哪些因素可以促进或抑制上述变化的发生,仍然存在诸多疑问。SANFH发生过程中,是否也存在过度的自噬型细胞死亡?在可能导致的骨细胞、成骨细胞自噬型细胞死亡的过程中是否存在Beclin1基因表达增强?3-MA在调控上述病理变化过程中是否也能扮演同样类似的色?上述所有这些疑点都将成为本次课题研究的重要内容。
[0005] 应用肾上腺皮质激素引起的SANFH(Steroid-induced avascular necrosis of femoral head,激素性股骨头缺血坏死)具有复杂的生物学过程,其发病机制仍不清楚。自噬型细胞死亡已成为近年来医学领域研究组织器官衰老、死亡、损伤等发病机制的重要研究方向。我们的前期研究结果表明:激素对股骨头节段血管中PDGF与VEGF的抑制而引起的缺血缺氧状态及其众多差异表达基因的调控与SANFH发生存在关联性。推测由激素导致
SANFH发生过程中极有可能存在细胞自噬型死亡这一生物学特性。
[0006] 如果我们能够通过实验证实在SANFH模型中,存在骨细胞、成骨细胞过度的自噬型细胞死亡,并存在骨细胞、成骨细胞Beclin1基因表达增强。同时,通过3-MA干预、抑制Beclin1蛋白活性,进一步减少骨细胞、成骨细胞自噬发生,进而抑制骨细胞、成骨细胞自噬型细胞死亡,则能进一步证实Beclin1基因表达增强在SANFH中对骨细胞、成骨细胞自噬型细胞死亡所起的作用以及3-MA在逆转SANFH中扮演的重要角色,从而有助于为探明SANFH的发病机理及防治开辟新的思路。

发明内容

[0007] 为解决上述现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法,通过对家兔直接大剂量注射糖皮质激素,诱导出典型的激素性股骨头缺血坏死的动物模型,在此基础上对股骨头进行组织形态学、超微结构等观察;并运用RT-PCR、Western Blot、免疫荧光染色等方法进行综合分析。得出以下结论:SANFH与骨细胞及成骨细胞的自噬型细胞死亡关系密切,骨细胞、成骨细胞中Beclin1基因表达增强可能在骨细胞、成骨细胞自噬型细胞死亡中起着某种重要的作用,3-MA对于SANFH中自噬型细胞死亡可能起到抑制作用,有助于为SANFH病理学机制的进一步研究奠定基础,从而为SANFH的防治提供了一种新的思路或方法。
[0008] 为达到上述目的,本发明的技术方案为:
[0009] 自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法,包括如下步骤:
[0010] 步骤一、造模:取5月龄日本大白兔36只,体重2.5-3.5kg,标准饮食,单笼饲养;随机分成3组;对照组:单纯肌肉注射生理盐,2ml/只/次,共4次,间隔一周;SANFH组:肌肉注射甲基强的松龙,4mg/kg,共4次,间隔一周;3-MA治疗组:肌肉注射甲基强的松龙,4mg/kg,共4次,间隔一周,并于注射甲基强的松龙后随即肌肉注射3-MA 2ul/只,共4次,间隔一周;分别将每组实验动物于一周、二周、三周、四周处死,每次处死3只;
[0011] 步骤二、标本制作,造模一周、二周、三周、四周后采用耳缘静脉注射空气的方法分别处死实验动物,每次处死3只,相对无菌条件下取出实验动物双侧后肢的股骨头;取一侧股骨头分为三部分进行显微镜观察;另一侧股骨头于-80℃冷冻保存,用于进一步检测Beclin1 mRNA与蛋白表达;
[0012] 步骤三、光镜下组织形态学观察
[0013] 取石蜡包埋组织,制成厚4um切片,HE染色,之后将实验切片在光镜下观察,计算空缺骨陷窝百分比;正常空缺骨陷窝率为8%-12%,同等制片条件下股骨头软骨下空缺骨陷窝率超过此数目即提示坏死;
[0014] 步骤四、透射电镜观察自噬体
[0015] 包括:(1)固定脱;(2)在20℃的条件下对透射电镜标本进行梯度酒精脱水;(3)渗透;(4)包埋聚合;(5)利用Leica EM UC6超薄切片机制作超薄切片,经染色等处理后在FEI TECNAI SPIRIT透射电镜下进行标本的观察、分析并摄片;
[0016] 步骤五、RT-PCR检测细胞内Beclin1 mRNA水平
[0017] 包括如下步骤:
[0018] (1)组织mRNA的抽提;
[0019] (2)引物设计;
[0020] GC含量接近45-55%,上下游引物GC含量要保持接近的原则设计引物;选择长度为18-27bp之间,5'端GC含量较多,3'端AT含量较多的引物;以公式Tm=4*(G+C)+2*(A+T)-5计算T m值 ,T m接 近7 2℃ ;最 终得 到B ec li n1的 上 游引 物序 列为 5’-
ATCCTGGACCGTGTCACCATCCAGG-3’,下游引物序列为5’-GTTGAGCTGAGTGTCCAGCTGG-3’,目的片段为363bp;β-Actin的上游引物序列为5’-ACTCGTCATACTCCTGCT-3’,下游引物序列为5’-GAAACTACCTTCAACTCC-3’,目的片段132bp;
[0021] (3)逆转录cDNA;
[0022] 1)取模板RNA及解冻试剂,涡旋混匀,离心后收集残留于管壁的液体,置于上。
[0023] 2)配制引物溶液:EP管3000rpm离心5分钟。每管加50μl RNase-Free ddH2O,生成储存液,浓度为100μM。取新RNase-Free离心管,取5μl储存液,45μl RNase-Free ddH2O,配制引物工作液,浓度为10μM。
[0024] 3)按下表所述DNA去除体系配制混合液,完全混匀。简短离心,并置于42℃,孵育3min。然后置于冰上放置。
[0025]
[0026] 4)按表2的反转录反应体系配制混合液。
[0027]
[0028] 5)将反转录反应中的Mix,加入gDNA去除的反应液中,混匀。
[0029] 6)42℃,孵育15min。
[0030] 7)95℃,孵育3min后置于冰上,得到cDNA用于后续实验,或者低温保存。
[0031] (4)mRNA的荧光定量PCR
[0032] 1)室温融化引物、cDNA及解冻试剂,轻轻混匀,离心后收集残留于管壁的液体。cDNA模板稀释10倍使用。
[0033] 2)按下表配制反应体系
[0034]
[0035]
[0036] 3)将配制好的反应体系移入八连管,每管反应总体积为20μl,短暂离心收集残留在管壁的液体。将八连管放入PCR仪,按下表设置反应程序。
[0037]
[0038] 4)数据用仪器ABI 7500 Fast荧光定量PCR仪原机软件进行分析
[0039] 步骤六、Western Blot鉴定蛋白表达量
[0040] 1.2.5.1组织总蛋白的提取
[0041] 将实验标本置于研钵中,放入少量液氮,研磨,待组织变软,再加液氮,再研磨,反复三次。取20mg研磨组织,放入200ul预冷的组织蛋白抽提试剂,冰上孵育20分钟。4℃10,000×g离心15分钟。收集上清,进行下一步的实验。
[0042] 1.2.5.2细胞总蛋白浓度测定
[0043] 1)各稀释梯度的BSA蛋白标准液的制备。
[0044]
[0045] 2)BCA蛋白定量的工作液的制备:工作液由50份的BCA(A反应液)与1份4%硫酸(B反应液)组成。实验有标准品18个孔,样品8个孔,每孔需配置BCA工作液200ul,需量取A反应液5200ul,B反应液104ul,将溶液混合,现配现用。
[0046] 3)在96孔板中依次加入10ulBSA蛋白标准液,标准孔重复两次。在样品孔中加入1ul待测蛋白样品和9ulPBS,将待测样品稀释。
[0047] 4)每孔加入200ul配制好的BCA工作液。混匀30s,在37℃孵育30min,其后冷却至室温。酶标仪检测570nm吸光值时各孔的吸光度。比照已知BSA量制作的标准曲线为y=0.0007x+0.0373,R2=0.9963。
[0048] 5)参照标准曲线,根据各样品蛋白的校正吸光值,读出各样品的蛋白浓度,通过体积和稀释度计算原来样品蛋白量。
[0049] 1.2.5.3 SDS-PAGE电泳
[0050]
[0051] 1)配制10%分离胶,用移液器将配制好的分离胶缓慢加入装配好的玻璃板中,液面高度距玻璃板的顶端3cm,液面上加一层双蒸水,放置20min至分离胶完全凝固后,见分离胶与双蒸水之间有一折射线。
[0052] 2)制备5%浓缩胶,滤纸吸去分离胶表面的双蒸水,用移液器将配制好的浓缩胶加入玻璃板至顶端,小心插入梳子,注意不产生气泡,放置20min至浓缩胶完全凝固。
[0053] 3)电泳槽中加入电泳缓冲液,垂直拔出梳子,据蛋白定量结果计算每孔加入等量蛋白,将蛋白样本和蛋白上样缓冲液按4:1混合,95℃煮沸5min,取出后置于冰上。
[0054] 4)将分子量蛋白标准3-MA marker和准备好的蛋白样本依次加入到各个上样孔内。
[0055] 5)连接电泳仪,80V电压电泳1小时至使溴酚蓝染料接近分离胶顶端,然后调至160V电压电泳1.5-2小时至溴酚蓝接近分离胶底部即停。
[0056] 1.2.5.4蛋白质转膜
[0057] 1)取出分离胶,切除多余部分,量取目的蛋白所在的胶面大小,据胶面大小切取一张比分离胶稍大的NC膜,6张大小与凝胶相当的滤纸,与分离胶胶一起浸泡于转膜缓冲液中。NC膜需浸泡于双蒸水中10min后也转移转膜缓冲液中。
[0058] 2)在承有转膜液的托盘中打开转膜夹,在转膜夹的黑面上依次放置海绵垫、三张滤纸、分离胶、NC膜、三张滤纸、海绵垫,尽量使各层之间没有气泡,然后盖紧转膜夹,放入转膜槽中。
[0059] 3)倒入转膜液,连接电泳仪,1353-MA转膜1.5小时。
[0060] 1.2.5.5膜的封闭和抗体孵育
[0061] 1)取出NC膜,紧贴胶面的膜面为蛋白面,将膜的蛋白面朝上,在承有封闭液的玻璃皿中室温缓慢震摇封闭1h。
[0062] 2)根据目的蛋白大小,参考标准蛋白3-MArker估计目的蛋白位置,将NC膜剪开,蛋白面向离心管中心分别放在承有稀释后一抗的10ml离心管中4℃翻转摇匀机过夜。一抗稀释比例为:Beclin1(1:1000),内参β-Actin(1:1000)。
[0063] 3)将膜从一抗孵育管中取出,在承有TBST的玻璃皿中室温缓慢震摇洗涤3次,每次10min,洗涤时膜的蛋白面朝上。
[0064] 4)避光稀释荧光二抗,稀释比例为1:10000,将蛋白膜的蛋白面向离心管中心转移入承有稀释后二抗的10ml离心管,室温避光翻转摇匀1h。
[0065] 5)将膜从二抗中取出,在TBST中缓慢震摇洗涤2次,每次10min。在TBS中缓慢震摇洗涤10min,洗涤时膜的蛋白面朝上。
[0066] 6)将膜取出后放入ODESSY荧光红外扫描系统中检测目的蛋白的表达情况。
[0067] 步骤七、免疫荧光检测GFP-Beclin1蛋白表达
[0068] 1)修块:取出甲固定的股骨头组织,修为厚约3mm,长宽约1cm组织块,流水冲洗24h
[0069] 2)脱水:60%乙醇60分→75%乙醇60分→80%乙醇40分→85%乙醇30分→90%乙醇30分→95%乙醇Ⅰ 30分→95%乙醇Ⅱ 30分→100%乙醇Ⅰ 30分→100%乙醇Ⅱ 30分
[0070] 3)透明:二甲苯Ⅰ 15分→二甲苯Ⅱ 20分
[0071] 4)包埋:60℃,蜡缸Ⅰ 60分→蜡缸Ⅱ 60分,包埋后常温保存蜡块,切片时预冷30分[0072] 5)切片:石蜡切片厚度为4um,42℃水温展片,50℃烤片机烤30分,60℃温箱过夜,保存。注:所用载玻片经过APES(3-丙基三乙氧烷)挂胶处理
[0073] 6)烤片:60℃温箱2h以上
[0074] 7)脱蜡:二甲苯Ⅰ、Ⅱ各10分钟
[0075] 8)水化:100%乙醇Ⅰ 10分→100%乙醇Ⅱ 10分→95%乙醇Ⅰ 5分→95%乙醇Ⅱ 5分→80%乙醇5分
[0076] 9)PBS摇床洗5分*3次
[0077] 10)抗原修复:微波炉热修复法,将切片置柠檬酸抗原修复液内(pH6.0),微波炉热修复(95℃~98℃10min),室温冷却,0.01mol/LPBS浸洗5min*3次。
[0078] 11)一抗:Beclin1一抗稀释200倍,滴加于切片上,将组织完全盖住,湿盒37℃温育1h。
[0079] 12)PBS摇床洗5分*5次
[0080] 13)二抗:避光稀释二抗200倍,滴加稀释后的二抗,将组织完全盖住,湿盒37℃温育1h。
[0081] 14)PBS摇床洗5分*5次
[0082] 15)DAPI染核:DAPI稀释500倍后,滴加,完全盖住组织为宜,湿盒常温10分钟,PBS摇床洗5分*5次。
[0083] 16)封片:40%的甘油封片
[0084] 17)使用荧光显微镜观察并采集相关图片。
[0085] 步骤八、统计处理
[0086] 用spssl3.0统计软件进行结果统计;mean士SD描述,两组之间比较进行t检验,四组间比较进行方差分析,统计结果用以P<0.05有差异,具有显著性统计学意义。
[0087] 进一步的、所述步骤二中,一侧股骨头分为三部分进行显微镜观察;具体为①第一部分置于10%甲醛溶液固定,供光镜进行观察;②第二部分置于5﹪戊二醛溶液,供透射电镜进行观察;③第三部分置于10%甲醛溶液固定,供免疫荧光进行观察。
[0088] 进一步的、步骤三中,HE染色的具体步骤为:A、二甲苯Ⅰ 5min;B、二甲苯Ⅱ 5min;C、95%乙醇Ⅰ 3min;D、95%乙醇Ⅱ 3min;E、80%乙醇1min;F、蒸馏水1min;G、苏木精液染色
10min;H、流水稍洗去苏木精液3s;I、1%盐酸乙醇3s;J、稍水洗30s;K、促蓝液返蓝30s;L、流水冲洗15min;M、蒸馏水过洗2s;N、0.5%曙红液染色3min;O、蒸馏水稍洗2s;P、80%乙醇稍洗2s;Q、95%乙醇Ⅰ 5min;R、95%乙醇Ⅱ 5min;S、无水乙醇5min;T、无水乙醇5min;U、二甲苯Ⅰ 5min;V、二甲苯Ⅱ 5min;W、二甲苯Ⅲ 5min;X、中性树胶封固。
[0089] 进一步的、所述步骤四、透射电镜观察自噬体的具体操作为:
[0090] (1)固定脱钙:首先将股骨头标本进一步切割成大小2mm3的组织标本块,并将其放置于5%戊二醛中在4℃的冰箱中固定24小时;然后再将骨标本置于2.5%戊二醛-5.5%EDTA-Na2混合固定并脱钙24小时到72小时,期间行间断性摇荡,直到达到大头针可以扎透为止;用PBS液充分冲洗标本2次,每次10分钟;弃除废液,在4℃的环境中将骨标本于1%锇酸的四氧化锇固定液中固定2小时;
[0091] (2)在20℃的条件下对透射电镜标本进行梯度酒精脱水:在30%酒精中15分钟——50%酒精中15分钟——70%酒精中4小时——在80%酒精中15分钟——95%的酒精中15分钟——在无水乙醇中15分钟——在无水乙醇中15分钟;
[0092] (3)渗透:环氧丙烷15分钟;环氧丙烷与EPON812于室温下进行等比例混合2小时;环氧丙烷与EPON812于室温下1:2混合4小时;在37℃下纯EPON812,4小时;
[0093] (4)包埋聚合:配置A液-EPON812(1ml)+DDSA(1.6ml),充分搅拌约2小时;B液-EPON812(10ml)+MNA(9ml),充分搅拌约2小时;将A液与B液充分混合1小时之后滴加0.345ml DMP-30并于1小时后进行包埋;样品包埋后置入烤箱进行聚合:经过37℃16小时——45℃12小时——60℃14小时,聚合变硬后取出样品并用温水去除胶囊壳,最后将包埋块清理干净以备切片;
[0094] (5)利用Leica EM UC6超薄切片机制作超薄切片,经染色等处理后在FEITECNAI SPIRIT透射电镜下进行标本的观察、分析并摄片。
[0095] 进一步的、所述步骤五中,组织mRNA的抽提具体步骤为:
[0096] 1)将50mg保存骨组织加入1mlTRNzol,使用仪将其处理;
[0097] 2)将匀浆样品于15-30℃静置5min,使其核酸蛋白复合物完全分离;
[0098] 3)4℃12,000rpm离心10min,取上清;
[0099] 4)将其加入0.2ml氯仿,盖好盖,旋涡混合15sec,室温静置3min;
[0100] 5)4℃12,000rpm离心15min,样品分为三层,将上层样品移至新离心管;
[0101] 6)加入相同体积的异丙醇,使其混匀,室温静置20-30min;
[0102] 7)4℃12,000rpm离心10min,去上清,离心后RNA在管侧和管底形成胶状沉淀;
[0103] 8)加入1ml75%乙醇(RNase-Free ddH2O配置)洗涤沉淀。4℃5,000rpm离心3min,弃上清;
[0104] 9)室温晾干,加入50ul RNase-Free ddH2O,反复吹打、混匀,使RNA充分溶解。
[0105] 相对于现有技术,本发明的有益效果为:
[0106] 本发明自噬基因Beclin-1在家兔激素股骨头缺血坏死中的表达方法方法利用HE染色计数空缺骨陷窝,透射电镜检测骨细胞、成骨细胞自噬型细胞死亡情况,RT-PCR、
western blotting检测Beclin1的mRNA与蛋白表达,免疫荧光检测GFP-Beclin1蛋白表达;
并通过给实验组动物注射3-MA(3-Methyladenine,3-甲基腺嘌呤)来调控这一生物学过程,进一步探讨SANFH的发病机制。结果RT-PCR:SANFH组的Beclin1 mRNA呈高表达,3-MA治疗组中骨细胞的Beclin1 mRNA表达量较SANFH组均降低。Western Blot:第一周、第二周SANFH组中Beclin1蛋白高表达,3-MA治疗组中Beclin1蛋白表达明显下降。免疫荧光染色:SANFH组中骨细胞、成骨细胞的GFP-Beclin1融合蛋白表达均较对照组升高,给予3-MA后可以部分减弱GFP-Beclin1融合蛋白表达。结论骨细胞及成骨细胞的自噬型细胞死亡可能与SANFH关系密切。Beclin1基因表达增强很可能在骨细胞、成骨细胞自噬型细胞死亡中起着某种重要的作用;3-MA对于SANFH中自噬型细胞死亡可能起到抑制作用。通过3-MA可能抑制或降低其活性(抑制Beclin1基因表达),进而抑制或降低骨细胞、成骨细胞自噬型细胞死亡的发生,则有助于为SANFH病理学机制的进一步研究奠定基础,从而为SANFH的防治提供新的思路或方法。
附图说明
[0107] 图1为光镜下观察空缺骨陷窝,其中,图1a为SANFH组光镜下观察空缺骨陷窝,图1b为3-MA治疗组光镜下观察空缺骨陷窝;
[0108] 图2为透射电镜下对自噬的观察图,
[0109] 其中,注※ 胞膜出现发泡、内陷 自噬溶酶体 自噬体 细胞核;
[0110] 图3为不同时间段各组骨细胞中Beclin1的mRNA表达情况图;
[0111] 图4为骨细胞中Beclin1蛋白的表达图;
[0112] 图5为家兔股骨头骨细胞中Beclin1蛋白灰度值比值图;
[0113] 图6为实验第一周GFP-Beclin1融合蛋白表达(绿色)与DAPI(蓝色)merge图;
[0114] 图7为实验第二周GFP-Beclin1融合蛋白表达(绿色)与DAPI(蓝色)merge图;
[0115] 图8为实验第三周GFP-Beclin1融合蛋白表达(绿色)与DAPI(蓝色)merge图;
[0116] 图9为实验第四周GFP-Beclin1融合蛋白表达(绿色)与DAPI(蓝色)merge图;
[0117] 图10为家兔股骨头骨细胞、成骨细胞中GFP-Beclin1融合蛋白表达积分光密度值图。

具体实施方式

[0118] 下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案做进一步详细描述:
[0119] 实验例:
[0120] 1.材料与方法
[0121] 1.1材料
[0122] 1.1.1造模:5月龄日本大耳白兔36只,体重2.5-3.5kg,标准饮食,单笼饲养。随机分成3组。对照组:单纯肌肉注射生理盐水,2ml/只/次,共4次,间隔一周;SANFH组:肌肉注射甲基强的松龙,4mg/kg,共4次,间隔一周;3-MA治疗组:肌肉注射甲基强的松龙,4mg/kg,共4次,间隔一周,并于注射甲基强的松龙后随即肌肉注射3-MA2ul/只,共4次,间隔一周。分别将每组实验动物于一周、二周、三周、四周处死,每次处死3只。
[0123] 1.1.2主要试剂
[0124]
[0125]
[0126] 1.1.3主要溶液配制
[0127] 1)0.1M磷酸盐缓冲液(PBS)配制:
[0128]
[0129] 置于10000mL蒸馏水内,使其PH值在7.2-7.4。
[0130] 2)0.01M柠檬酸配制:
[0131] 柠檬酸三钠        6g
[0132] 柠檬酸            0.8g
[0133] 置于2000mL蒸馏水内,使其PH值为6.0左右。
[0134] 3)4%甲醛溶液配制:
[0135] 40%甲醛           50mL
[0136] PBS                450mL
[0137] 混合均匀后为4%甲醛溶液500mL(或叫10%福尔林溶液)
[0138] 4)Western Blot中液体的配制
[0139]
[0140]
[0141] 1.1.4主要仪器
[0142]
[0143]
[0144] 1.2方法
[0145] 1.2.1标本的制作
[0146] 造模一周、二周、三周、四周后采用耳缘静脉注射空气的方法分别处死实验动物,每次处死3只,相对无菌条件下取出实验动物双侧后肢的股骨头。左侧股骨头分为三部分:①第一部分置于10%甲醛溶液固定,供光镜进行观察。②第二部分置于5﹪戊二醛溶液,供透射电镜进行观察。③第三部分置于10%甲醛溶液固定,供免疫荧光进行观察。右侧股骨头于-80℃冷冻保存,用于进一步检测Beclin1 mRNA与蛋白表达。
[0147] 1.2.2光镜下组织形态学观察
[0148] 取石蜡包埋组织块,制成厚4um切片,HE染色:A、二甲苯Ⅰ 5min;B、二甲苯Ⅱ 5min;C、95%乙醇Ⅰ 3min;D、95%乙醇Ⅱ 3min;E、80%乙醇1min;F、蒸馏水1min;G、苏木精液染色
10min;H、流水稍洗去苏木精液3s;I、1%盐酸乙醇3s;J、稍水洗30s;K、促蓝液返蓝30s;L、流水冲洗15min;M、蒸馏水过洗2s;N、0.5%曙红液染色3min;O、蒸馏水稍洗2s;P、80%乙醇稍洗2s;Q、95%乙醇Ⅰ 5min;R、95%乙醇Ⅱ 5min;S、无水乙醇5min;T、无水乙醇5min;U、二甲苯Ⅰ 5min;V、二甲苯Ⅱ 5min;W、二甲苯Ⅲ 5min;X、中性树胶封固。将实验切片在光镜下观察,计算空缺骨陷窝百分比。正常空缺骨陷窝率为8%-12%,同等制片条件下股骨头软骨下空缺骨陷窝率超过此数目即提示坏死。
[0149] 1.2.3透射电镜观察自噬体
[0150] (1)固定脱钙:首先将股骨头标本进一步切割成大小约2mm3的组织标本块,并将其放置于5%戊二醛中在4℃的冰箱中固定24小时;然后再将骨标本置于2.5%戊二醛-5.5%EDTA-Na2混合固定并脱钙24小时到72小时,期间行间断性摇荡,直到达到大头针可以扎透为止;用PBS液充分冲洗标本2次,每次10分钟;弃除废液,在4℃的环境中将骨标本于四氧化锇固定液(1%锇酸)中固定2小时。
[0151] (2)在20℃的条件下对透射电镜标本进行梯度酒精脱水:在30%酒精中15分钟——50%酒精中15分钟——70%酒精中4小时——在80%酒精中15分钟——95%的酒精中15分钟——在无水乙醇中15分钟——在无水乙醇中15分钟。
[0152] (3)渗透:环氧丙烷15分钟;环氧丙烷与EPON812于室温下进行等比例混合2小时;环氧丙烷与EPON812于室温下1:2混合4小时;在37℃下纯EPON8124小时。
[0153] (4)包埋聚合:配置A液-EPON812(1ml)+DDSA(1.6ml),充分搅拌约2小时;B液-EPON812(10ml)+MNA(9ml),充分搅拌约2小时。将A液与B液充分混合1小时之后滴加
0.345mlDMP-30并于1小时后进行包埋;样品包埋后置入烤箱进行聚合:经过37℃16小
时——45℃12小时——60℃14小时,聚合变硬后取出样品并用温水去除胶囊壳,最后将包埋块清理干净以备切片。
[0154] (5)利用Leica EM UC6超薄切片机制作超薄切片,经染色等处理后在FEITECNAI SPIRIT透射电镜下进行标本的观察、分析并摄片。
[0155] 1.2.4 RT-PCR检测细胞内Beclin1 mRNA水平
[0156] 1.2.4.1组织mRNA的抽提
[0157] 1)将50mg保存骨组织加入1mlTRNzol,使用仪将其处理。
[0158] 2)将匀浆样品于15-30℃静置5min,使其核酸蛋白复合物完全分离。
[0159] 3)4℃12,000rpm离心10min,取上清。
[0160] 4)将其加入0.2ml氯仿,盖好盖,旋涡混合15sec,室温静置3min。
[0161] 5)4℃12,000rpm离心15min,样品分为三层,将上层样品移至新离心管。
[0162] 6)加入相同体积的异丙醇,使其混匀,室温静置20-30min。
[0163] 7)4℃12,000rpm离心10min,去上清,离心后RNA在管侧和管底形成胶状沉淀。
[0164] 8)加入1ml75%乙醇(RNase-Free ddH2O配置)洗涤沉淀。4℃5,000rpm离心3min,弃上清。
[0165] 9)室温晾干,加入50ul RNase-Free ddH2O,反复吹打、混匀,使RNA充分溶解。
[0166] 1.2.4.2引物设计
[0167] GC含量接近45-55%,上下游引物GC含量要保持接近的原则设计引物。选择长度为18-27bp之间,5'端GC含量较多,3'端AT含量较多的引物。以公式Tm=4*(G+C)+2*(A+T)-5计算T m值 ,T m接 近7 2℃ 。最 终得 到B ec li n1的 上 游引 物序 列为 5’-
ATCCTGGACCGTGTCACCATCCAGG-3’,下游引物序列为5’-GTTGAGCTGAGTGTCCAGCTGG-3’,目的片段为363bp。β-Actin的上游引物序列为5’-ACTCGTCATACTCCTGCT-3’,下游引物序列为5’-GAAACTACCTTCAACTCC-3’,目的片段132bp。
[0168] 1.2.4.3逆转录cDNA
[0169] 1)取模板RNA及解冻试剂,涡旋混匀,离心后收集残留于管壁的液体,置于冰上。
[0170] 2)配制引物溶液:EP管3000rpm离心5分钟。每管加50μl RNase-Free ddH2O,生成储存液,浓度为100μM。取新RNase-Free离心管,取5μl储存液,45μl RNase-Free ddH2O,配制引物工作液,浓度为10μM。
[0171] 3)按下表所述DNA去除体系配制混合液,完全混匀。简短离心,并置于42℃,孵育3min。然后置于冰上放置。
[0172]
[0173] 4)按表2的反转录反应体系配制混合液。
[0174]
[0175] 5)将反转录反应中的Mix,加入gDNA去除的反应液中,混匀。
[0176] 6)42℃,孵育15min。
[0177] 7)95℃,孵育3min后置于冰上,得到cDNA用于后续实验,或者低温保存。
[0178] 1.2.4.4mRNA的荧光定量PCR
[0179] 1)室温融化引物、cDNA及解冻试剂,轻轻混匀,离心后收集残留于管壁的液体。cDNA模板稀释10倍使用。
[0180] 2)按下表配制反应体系
[0181]
[0182]
[0183] 3)将配制好的反应体系移入八连管,每管反应总体积为20μl,短暂离心收集残留在管壁的液体。将八连管放入PCR仪,按下表设置反应程序。
[0184]
[0185] 4)数据用仪器ABI 7500 Fast荧光定量PCR仪原机软件进行分析
[0186] 1.2.5 Western Blot鉴定蛋白表达量
[0187] 1.2.5.1组织总蛋白的提取
[0188] 将实验标本置于研钵中,放入少量液氮,研磨,待组织变软,再加液氮,再研磨,反复三次。取20mg研磨组织,放入200ul预冷的组织蛋白抽提试剂,冰上孵育20分钟。4℃10,000×g离心15分钟。收集上清,进行下一步的实验。
[0189] 1.2.5.2细胞总蛋白浓度测定
[0190] 1)各稀释梯度的BSA蛋白标准液的制备。
[0191]
[0192] 2)BCA蛋白定量的工作液的制备:工作液由50份的BCA(A反应液)与1份4%硫酸铜(B反应液)组成。实验有标准品18个孔,样品8个孔,每孔需配置BCA工作液200ul,需量取A反应液5200ul,B反应液104ul,将溶液混合,现配现用。
[0193] 3)在96孔板中依次加入10ulBSA蛋白标准液,标准孔重复两次。在样品孔中加入1ul待测蛋白样品和9ulPBS,将待测样品稀释。
[0194] 4)每孔加入200ul配制好的BCA工作液。混匀30s,在37℃孵育30min,其后冷却至室温。酶标仪检测570nm吸光值时各孔的吸光度。比照已知BSA量制作的标准曲线为y=0.0007x+0.0373,R2=0.9963。
[0195] 5)参照标准曲线,根据各样品蛋白的校正吸光值,读出各样品的蛋白浓度,通过体积和稀释度计算原来样品蛋白量。
[0196] 1.2.5.3 SDS-PAGE电泳
[0197]
[0198] 1)配制10%分离胶,用移液器将配制好的分离胶缓慢加入装配好的玻璃板中,液面高度距玻璃板的顶端3cm,液面上加一层双蒸水,放置20min至分离胶完全凝固后,见分离胶与双蒸水之间有一折射线。
[0199] 2)制备5%浓缩胶,滤纸吸去分离胶表面的双蒸水,用移液器将配制好的浓缩胶加入玻璃板至顶端,小心插入梳子,注意不产生气泡,放置20min至浓缩胶完全凝固。
[0200] 3)电泳槽中加入电泳缓冲液,垂直拔出梳子,据蛋白定量结果计算每孔加入等量蛋白,将蛋白样本和蛋白上样缓冲液按4:1混合,95℃煮沸5min,取出后置于冰上。
[0201] 4)将分子量蛋白标准3-MA marker和准备好的蛋白样本依次加入到各个上样孔内。
[0202] 5)连接电泳仪,80V电压电泳1小时至使溴酚蓝染料接近分离胶顶端,然后调至160V电压电泳1.5-2小时至溴酚蓝接近分离胶底部即停。
[0203] 1.2.5.4蛋白质转膜
[0204] 1)取出分离胶,切除多余部分,量取目的蛋白所在的胶面大小,据胶面大小切取一张比分离胶稍大的NC膜,6张大小与凝胶相当的滤纸,与分离胶胶一起浸泡于转膜缓冲液中。NC膜需浸泡于双蒸水中10min后也转移转膜缓冲液中。
[0205] 2)在承有转膜液的托盘中打开转膜夹,在转膜夹的黑面上依次放置海绵垫、三张滤纸、分离胶、NC膜、三张滤纸、海绵垫,尽量使各层之间没有气泡,然后盖紧转膜夹,放入转膜槽中。
[0206] 3)倒入转膜液,连接电泳仪,1353-MA转膜1.5小时。
[0207] 1.2.5.5膜的封闭和抗体孵育
[0208] 1)取出NC膜,紧贴胶面的膜面为蛋白面,将膜的蛋白面朝上,在承有封闭液的玻璃皿中室温缓慢震摇封闭1h。
[0209] 2)根据目的蛋白大小,参考标准蛋白3-MArker估计目的蛋白位置,将NC膜剪开,蛋白面向离心管中心分别放在承有稀释后一抗的10ml离心管中4℃翻转摇匀机过夜。一抗稀释比例为:Beclin1(1:1000),内参β-Actin(1:1000)。
[0210] 3)将膜从一抗孵育管中取出,在承有TBST的玻璃皿中室温缓慢震摇洗涤3次,每次10min,洗涤时膜的蛋白面朝上。
[0211] 4)避光稀释荧光二抗,稀释比例为1:10000,将蛋白膜的蛋白面向离心管中心转移入承有稀释后二抗的10ml离心管,室温避光翻转摇匀1h。
[0212] 5)将膜从二抗中取出,在TBST中缓慢震摇洗涤2次,每次10min。在TBS中缓慢震摇洗涤10min,洗涤时膜的蛋白面朝上。
[0213] 6)将膜取出后放入ODESSY荧光红外扫描系统中检测目的蛋白的表达情况。
[0214] 1.2.6免疫荧光
[0215] 1)修块:取出甲醛固定的股骨头组织,修为厚约3mm,长宽约1cm组织块,流水冲洗24h
[0216] 2)脱水:60%乙醇60分→75%乙醇60分→80%乙醇40分→85%乙醇30分→90%乙醇30分→95%乙醇Ⅰ 30分→95%乙醇Ⅱ 30分→100%乙醇Ⅰ 30分→100%乙醇Ⅱ 30分
[0217] 3)透明:二甲苯Ⅰ 15分→二甲苯Ⅱ 20分
[0218] 4)包埋:60℃,蜡缸Ⅰ 60分→蜡缸Ⅱ 60分,包埋后常温保存蜡块,切片时预冷30分[0219] 5)切片:石蜡切片厚度为4um,42℃水温展片,50℃烤片机烤30分,60℃温箱过夜,保存。注:所用载玻片经过APES(3-氨丙基三乙氧硅烷)挂胶处理
[0220] 6)烤片:60℃温箱2h以上
[0221] 7)脱蜡:二甲苯Ⅰ、Ⅱ各10分钟
[0222] 8)水化:100%乙醇Ⅰ 10分→100%乙醇Ⅱ 10分→95%乙醇Ⅰ 5分→95%乙醇Ⅱ 5分→80%乙醇5分
[0223] 9)PBS摇床洗5分*3次
[0224] 10)抗原修复:微波炉热修复法,将切片置柠檬酸抗原修复液内(pH6.0),微波炉热修复(95℃~98℃10min),室温冷却,0.01mol/LPBS浸洗5min*3次。
[0225] 11)一抗:Beclin1一抗稀释200倍,滴加于切片上,将组织完全盖住,湿盒37℃温育1h。
[0226] 12)PBS摇床洗5分*5次
[0227] 13)二抗:避光稀释二抗200倍,滴加稀释后的二抗,将组织完全盖住,湿盒37℃温育1h。
[0228] 14)PBS摇床洗5分*5次
[0229] 15)DAPI染核:DAPI稀释500倍后,滴加,完全盖住组织为宜,湿盒常温10分钟,PBS摇床洗5分*5次。
[0230] 16)封片:40%的甘油封片
[0231] 17)使用荧光显微镜观察并采集相关图片。
[0232] 1.3统计处理
[0233] 用spssl3.0统计软件进行结果统计。mean±SD描述,两组之间比较进行t检验,四组间比较进行方差分析,统计结果用以P<0.05有差异,具有显著性统计学意义。
[0234] 2.结果
[0235] 2.1光镜下组织形态学观察
[0236] 对照组各周标本观察结果均未见明显空缺骨陷窝出现;SANFH组、3-MA治疗组两组中各周标本观察结果均可见不同程度的空缺骨陷窝出现,且百分比均大于正常空缺骨陷窝标准,即出现了激素性股骨头缺血坏死。如第二周SANFH组:空缺骨陷窝明显增加(图1a)。第二周3-MA治疗组:空缺骨陷窝增加,较SANFH组减少(图1b)。
[0237] 2.2透射电镜观察
[0238] 通过透射电镜我们在SANFH组和3-MA治疗组骨组织病理标本中可观察到:部分骨细胞出现核固缩现象(可同时存在凋亡),细胞内有肿胀的细胞器,胞膜出现发泡、内陷,早期自噬发生时胞浆及核质发暗,晚期时部分自噬体内出现灰白色;有包绕胞浆趋势的双层或多层膜样结构;可见包绕破碎、降解成分的单层膜结构(图2)。
[0239] 2.3荧光定量PCR检测组织中Beclin1 mRNA表达。
[0240] 荧光定量PCR检测骨细胞中Beclin1的mRNA表达情况。以β-Actin作为内参,由以下公式求出ΔΔCT=(CT靶基因-CTβ-Actin)实验组-(CT靶基因-CTβ-Actin)对照组,应用双ΔΔCT分析法计算出RQ=2-ΔΔCT(见图3),结果示:在实验的前三周,激素诱导股骨头坏死组兔子股骨头内骨细胞中Beclin1 mRNA均明显高于对照组,尤其是第一周,SANFH组骨细胞内Beclin1 mRNA表达量是对照组的16倍。且随着用药时间的延长,SANFH组骨细胞内Beclin1 mRNA表达量逐渐下降,而对照组骨细胞内Beclin1 mRNA表达量略有升高,至第四周SANFH组骨细胞内Beclin1 mRNA表达量低于对照组。给予3-MA治疗后骨细胞内Beclin1 mRNA表达量较SANFH组均降低。采用单因素方差分析不同时间段三组骨细胞Beclin1的mRNA表达均有统计学差异(p<0.05,见表2-1),进一步采用LSD-t检验进行两组之间比较,仅第一周对照组与3-MA治疗组差异无统计学意义,第三周对照组与SANFH组差异无统计学意义,其余各组间差异均有统计学意义(p<0.05)。
[0241] 表2-1不同时间段各组骨细胞中Beclin1的mRNA表达统计分析
[0242]
[0243] *P<0.05
[0244] 2.4 Western Blot鉴定骨细胞中Beclin1蛋白表达量
[0245] 提取兔股骨头组织中的蛋白,进行Western Blot免疫印迹法蛋白分析实验,以内参(β-actin)为参照物,对细胞蛋白表达进行蛋白定量(见图4)。分别测量内参蛋白和Beclin1蛋白条带的灰度值,各组内参蛋白表达无统计学差异(F=0.619,P=0.975,且LSD-t检验进行两两对比,各组间内参蛋白表达均无统计学差异)。计算灰度值比值=灰度
值Beclin1/灰度值β-actin(见图5),进行单因素方差分析(见表2-2),结果显示实验第一周、第二周三组骨细胞中Beclin1蛋白表达有统计学差异(P<0.05),第三周、第四周三组骨细胞中Beclin1蛋白表达无统计学差异(P>0.05)。进一步进行LSD-t检验,结果显示第一周对照组与SANFH组Beclin1蛋白表达有统计学差异(P=0.033,P<0.05),SANFH组Beclin1蛋白表达明显增多,SANFH组与3-MA治疗组Beclin1蛋白表达也有统计学差异(P=0.007,P<0.05),经
3-MA治疗的兔子股骨头Beclin1蛋白表达明显下降,且接近对照组(P=0.267,P>0.05)。同样,在实验第二周也表现相同的趋势,SANFH组Beclin1蛋白表达明显增多(P=0.035,P<
0.05),经3-MA治疗的兔子股骨头Beclin1蛋白表达明显下降(P=0.024,P<0.05),且接近对照组(P=0.790,P>0.05)。而在实验的第三周、第四周,三组间Beclin1蛋白表达均无统计学差异(P>0.05)。
[0246] 表2-2骨细胞中Beclin1蛋白表达的统计分析
[0247]
[0248] *P<0.05
[0249] 2.5免疫荧光染色检测骨细胞、成骨细胞中GFP-Beclin1融合蛋白
[0250] 用带有荧光色素标记的抗体处理股骨头组织切片,荧光抗原与骨细胞、成骨细胞内的GFP-Beclin1融合蛋白特异性结合,在荧光显微镜下使GFP-Beclin1融合蛋白呈现出绿色荧光。DAPI(4,6-diamidino-2-phenylindole,4,6二脒基-2-苯吲哚)能与双链DNA特异性结合,结合后呈现蓝色荧光。将两种荧光图重叠,可以观察细胞内GFP-Beclin1融合蛋白表达情况(见图6至图9)。分别测量免疫荧光的积分光密度值(见表2-3,图10),结果显示不同时间段内SANFH组骨细胞内GFP-Beclin1融合蛋白表达均较对照组升高,细胞内可见绿色强荧光,与周围组织反差鲜明。给予3-MA治疗可以部分减弱GFP-Beclin1融合蛋白表达,骨细胞、成骨细胞内也可见绿色强荧光,但较SANFH组荧光强度弱,数量少。
[0251] 表2-3家兔股骨头骨细胞、成骨细胞中GFP-Beclin1融合蛋白表达积分光密度值
[0252]
[0253] 3.讨论
[0254] 股骨头缺血性坏死已成为一个世界难题,好发年龄为20—50岁。它通常是由于各种原因引起股骨头血供中断或受损,进一步导致股骨头结构发生变化,晚期常常伴有股骨头塌陷,从而引起患者髋关节疼痛及功能活动受限。而SANFH占股骨头坏死很大比例,因此研究SANFH的发病机制,有助于该病的诊断及治疗。研究发现该病发病机制可能同时受多因子调控。最为普遍接受的三个导致头坏死的机制是:机械血管中断,血栓性血管内闭塞以及血管外压缩。当然目前发病机制的学说有多种:如脂类代谢紊乱、二次碰撞、氧自由基代谢异常、细胞凋亡、局部血管内凝血等学说。因此探讨SANFH的发生、发展机制至关重要。
[0255] 近年,随着分子生物学的发展,研究者更多倾向于关注基因表达与调控在疾病中的作用,而程序性细胞死亡(凋亡型与自噬型)理论亦逐渐受到重视,业已成为研究组织器官衰老、损伤等发病机制的重要研究方向。然而,当程序性细胞死亡调控发生改变时便可引起疾病的发生。已有学者开始对骨细胞、成骨细胞凋亡型程序性细胞死亡在SANFH中的作用进行了初步探讨,对其发病机制有了新的认识。但对于自噬型程序性细胞死亡在SANFH中的作用至今未见公开研究报道。
[0256] 自噬是细胞对缺血缺氧等条件的一种应激反应,而在SANFH的发生过程中,主要原因之一即是股骨头局部发生缺血缺氧的改变,从而引起骨细胞、成骨细胞发生的一系列病理变化。因此我们推断激素性股骨头坏死与自噬存在着某种密切关联。
[0257] 研究结果表明,Beclin1是哺乳动物参与自噬的特异性基因,主要是通过与Ⅲ型磷脂酰肌醇3磷酸激酶(ClassⅢ PI3K)形成复合体来调节其他自噬相关基因(Autopha gy Associated Gene,ATG)编码蛋白,同时定位自噬前体结构来调控自噬。Idikio研究发现,肝癌与前列腺癌组织中Beclin1基因mRNA表达水平明显增高,Beclin-1与癌细胞的存活及治疗反应密切相关,并可能因其可调控细胞自噬而成为癌症治疗的靶点。多项证据表明
Beclin-1可能是自噬的“守门人”。Yue等研究发现,Beclin1基因的表达降低,活性降低,实验中将大鼠的Beclin1基因敲除,自噬体的形成明显缺失,因此认为Beclin1是自噬所必须的。Du等认为血管再生在心肌缺血及周围性血管疾病中起着重要作用,而细胞自噬又与血管再生存在关联性,通过研究发现,应用3-甲基腺嘌呤(3-Methyladenine,3-MA)对细胞自噬进行抑制的同时,血管再生亦受到抑制,从而通过调节细胞自噬可以治疗心血管疾病。
[0258] 本实验研究结果显示:RT-PCR检测组织中Beclin1 mRNA表达在前三周,尤其是第一周中,SANFH组Beclin1 mRNA表达量为对照组的16倍,表明Beclin1 mRNA表达确实在SANFH组呈高表达,可能存在自噬型细胞死亡。而在第四周中SANFH组骨细胞内Beclin1 
mRNA表达量低于对照组,也可以理解,可能此时股骨头基本已完全坏死。3-MA组中骨细胞内Beclin1 mRNA表达量较SANFH组均降低,采用单因素方差分析检验不同时间段三组骨细胞中Beclin1的mRNA表达均有统计学差异,表明3-MA对于SANFH中自噬型细胞死亡可能起到抑制作用。
[0259] Western Blot鉴定骨细胞中Beclin1蛋白表达量结果显示,实验第一周、第二周SANFH组中Beclin1蛋白高表达。经3-MA治疗的兔子股骨头Beclin1蛋白表达明显下降,且接近对照组。第三周、第四周无两者均无统计学差异。从蛋白水平证实,SANFH组中可能存在自噬性细胞死亡,3-MA可能对于SANFH中自噬型细胞死亡起到一定的抑制作用。
[0260] 免疫荧光染色检测骨细胞、成骨细胞中GFP-Beclin1融合蛋白,并测量免疫荧光的积分光密度值,结果显示不同时间段内SANFH组骨细胞、成骨细胞内GFP-Beclin1融合蛋白表达均较对照组升高,SANFH组中可能存在自噬性细胞死亡。而给予3-MA治疗后可以部分减弱GFP-Beclin1融合蛋白表达,表明3-MA对于SANFH中自噬型细胞死亡可能起到抑制作用。
[0261] 4、结论与展望
[0262] 本实验通过对家兔直接大剂量注射糖皮质激素,诱导出典型的激素性股骨头缺血坏死的动物模型,在此基础上对股骨头进行组织形态学、超微结构等观察;并运用RT-PCR、Western Blot、免疫荧光染色等方法进行综合分析。得出以下结论:SANFH与骨细胞及成骨细胞的自噬型细胞死亡关系密切,骨细胞、成骨细胞中Beclin1基因表达增强可能在骨细胞、成骨细胞自噬型细胞死亡中起着某种重要的作用,3-MA对于SANFH中自噬型细胞死亡可能起到抑制作用,有助于为SANFH病理学机制的进一步研究奠定基础,从而为SANFH的防治提供了一种新的思路或方法。但本实验不足之处是在体实验研究,是否受本体以及其它因素的影响,下一步的离体实验(细胞培养)将成为我们研究的重点。
[0263] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈