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首页合作平台在线期刊中华实用医药杂志2005年第5卷第10期药品检验

核因子-kappaB的实验研究

来源:INTERNET
摘要:1986年Sen和Baltimore首先报道核因子-kappaB(NF-κB),随后十多年中NF-κB在细胞核内外信息传递中的作用越来越受到许多领域研究者的关注。NF-κB能诱导或协同调控多种具有重要生物医学意义的基因,如编码炎性细胞因子、趋化因子、干扰素、MHC蛋白、生长因子、细胞粘附因子的基因和病毒基因等。NF-κB首先在淋巴细胞中被......

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  1986年Sen和Baltimore首先报道核因子-kappaB(NF-κB),随后十多年中NF-κB在细胞核内外信息传递中的作用越来越受到许多领域研究者的关注。NF-κB能诱导或协同调控多种具有重要生物医学意义的基因,如编码炎性细胞因子、趋化因子、干扰素、MHC蛋白、生长因子、细胞粘附因子的基因和病毒基因等。它参与机体炎症反应 [1] 、血管再生、凋亡等生理和病理生理过程 [2] 。NF-κB首先在淋巴细胞中被作为免疫球蛋白kappa轻链基因表达的调节因子而发现,后来在其他许多细胞中也发现可有NF-κB表达 [3] 。作为一个核心调节因子,它参与了心脏病、肝脏病、肾脏病,甚至五官科等疾病的发生。基于它在体内分布广泛,且具有多样化的生物学作用,在基础与临床研究中日益受到重视。但NF-κB的研究方法,并不是广为人知,在此作一介绍。
    
  1 细胞中NF-κB的测定
    
  1.1 凝胶电泳迁移率转变分析(Electrophoretic mobility shift assay,EMSA) [4]  EMSA特异性强,是一种简单、快速和极为灵敏的用于检测样品中DNA序列特异性蛋白质的方法。NF-κB活化入核后,可以与靶基因启动子上游特异的κB序列结合。将同位素标记的NF-κB特异的DNA序列,与核粗提物相互作用后进行电泳,那么与DNA特异结合的NF-κB因为具有较大的分子量而使迁移速度明显减慢,因而产生了与游离DNA位置不同的对应于NF-κB/DNA复合物的清晰电泳条带,根据同位素的信号强弱可以直接反映NF-κB/DNA复合物形成的多少。
   
  1.1.1 抽提核蛋白 [5]  药物作用细胞1h后收集细胞,预冷的PBS漂洗2次,以BufferA(10mM Hepes,pH7.9,10mM KCl,0.1mM EDTA,0.1mM EDTA,1mM DTT,0.5mM PMSF)重悬,10min后加入l0%NP40至终浓度0.6%,混匀后l2000rpm4℃离心20s,弃上清,以Buffer B(20mM Hepes,pH7.9,0.4M NaCl,1mM EDTA,1mM EDTA,0.1mM PMSF)重悬,4℃孵育20min,1200Orpm4℃离心20s,取上清即为核蛋白,-70℃冻存或即刻使用。
   
  1.1.2 结合反应 取2μg核蛋白抽提物,与2μl5×binding buffer、20~50fmol(30000~50000cpm)的γ- 32 P-ATP标记的NF-κB特异寡核甘酸探针混匀 [6] ,以去离子水补足总体积10μl,室温孵育10min。
   
  1.1.3 电泳 参照试剂盒说明灌制PAGE凝胶,待凝胶聚合后,于0.5×TBE缓冲液中电泳。
   
  1.1.4 曝光 将凝胶转移至滤纸,保鲜膜包裹,干胶仪抽干,置于磷屏曝光过夜后于FUJI FILM FLA5000凝胶成像系统拍照分析。
    
  2 组织中NF-κB的测定
    
  2.1 逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR) [1]
    
  2.1.1 组织总RNA的提取 (1) 称取l00mg组织,剪碎后加500μl GIT变性液,在匀浆器内匀浆,依次加入2M醋酸纳50μ1,水饱和酚500μl,氯仿100μl,每步均需混匀,旋涡震荡器混匀10s,冰浴5~15min。(2)4℃10000g离心10min后,小心吸取上清移入1.5ml Eppendorf管中,切忌吸入蛋白,加入等体积的异丙醇,-20℃放2h。(3)4℃12000g离心20min后,弃上清;沉淀用100μl GIT变性液重溶,加入等体积异丙醇混匀。-20℃放置1h。(4)4℃12000g离心20min后,弃上清,用75%乙醇洗1遍,至此可加入1ml无水乙醇于-70℃保存备用。(5)干燥后DEPC水溶解RNA沉淀,取1μl在紫外分光光度计测出A260及A280的值,计算所提总RNA的含量。
   
  2.1.2 逆转录(RT)反应 于DEPC处理0.5ml Eppendorf管中,按加入如下所示试剂(总RNA10μg、M-MLV1μl、5×RT buffer4μl、0.1M DTT2μl、4×d NTP1μl、下游引物P11μl、去Rnase水补至20μl)快速离心混匀;37℃1h,95℃10min灭活M-MLV逆转录酶,快速离心使蒸汽沉于管底。
   
  2.1.3 PCR反应 在上述20μl RT产物的0.5ml Eppendorf管中,继续加入如下所示试剂(10×PCR buffer10μl、15mM MgCl 2 8μl、4×dNTP1μl、上游引物P21μl、超纯水58μl)快速离心混匀。95℃变性5min,离心使蒸汽沉于管底,加入2μl(IU/μ1)TaqDNA聚合物,快速离心混匀,加入100μl液体石蜡。
   
  循环条件:94℃变性,1min;56℃退火,1min;72℃延长,1.5min。共循环32次,末次72℃延伸10min,取PCR产物10μl经1.5%的琼脂糖凝胶电泳鉴定,在紫外灯下观察电泳结果并拍照。
   
  2.1.4 定量分析 将PCR产物电泳凝胶图像扫入计算机,利用数字凝胶成像分析系统对电泳条带进行光密度定量,并根据各条带与GAPDH光密度的比值进行定量统计分析。 相对系数公式:相对系数=NF-κB的表达强度/GAPDH的表达强度。
   
  2.2 免疫印记法(Western-Blot) [7,8]
    
  2.2.1 组织匀浆制备 称取100mg组织,冰上剪碎后,加入1ml匀浆缓冲液A(1×PBS,含0.5%去氧胆酸钠、0.1%的SDS,用时加100μmol/L的PMSF,30μmol/L的抑肽酶)匀浆,冰上孵育30min,再4℃20000g离心30min,沉淀以缓冲液B(缓冲液A加1%NP-40)悬浮,4℃震荡混匀,再4℃20000g离心20min,取上清,用Bradford法测定蛋白含量,-80℃冰箱保存。
   
  2.2.2 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 [1]  采用Laemmli UK等法进行SDS-PAGE电泳:备玻璃板,安装电泳槽。灌注12%的分离胶,在分离胶上面加入约3m1的覆盖物(0.1%的SDS)。凝胶聚合完成后,倒掉SDS,用去离子水冲洗凝胶上部数次,吸水纸吸净残存的液体。配制5%的成层胶。将成层胶注入分离胶上部,插入梳子。在成层胶聚合的同时,将样品与样品缓冲液混合,100℃加热5min。在成层胶聚合完成后,将电泳缓冲液倒入电泳槽后,拔掉梳子。将蛋白质分子量标准与组织匀浆液(50μl)按次序上样。电泳:开始时电压为100V/cm,染料进入分离胶后,将电压增至200V/cm,直至染料到达分离胶底部,断开电源。
   
  2.2.3 蛋白质的电转移 转膜液4℃预冷,剪一角作标记,将待转移胶浸在转移缓冲液中漂洗一下,剪与凝胶大小一样的whatman3MM滤纸和醋酸纤维膜(Hybond ECL),将膜用蒸馏水漂洗一下。将上述滤纸和膜用电泳转移液浸泡10min。将转印夹层安装在半干转移仪中,加生物水,灰面对槽里面,30mA恒流转移1h。转移结束后,依次去掉滤纸、SDS-凝胶,在醋酸纤维膜上作好标记。
   
  2.2.4 封闭 用PBS缓冲液洗膜5min,将膜浸于封闭液中,摇床摇60min。
   
  2.2.5 靶蛋白与第一抗体反应 第一抗体溶液的配制:用抗体稀释液稀释NF-κB抗体(l:200),封闭结束后,用PBS洗膜2次,将膜放入盛有一抗的溶液的塑料袋中封口,室温2h,取出膜于TBST溶液中漂洗,10min×3次。
   
  2.2.6 靶蛋白与第二抗体反应 将膜放入盛有辣根过氧化物酶标记的二抗溶液的塑料袋中封口,室温摇床1h,取出膜于TBST溶液中漂洗,10min×2次,TBS溶液洗10min×2次。
   
  2.2.7 显色 将ECL Western blot system试剂盒中溶液Ⅰ和溶液Ⅱ等体积混合。将膜取出,甩去多余的液体,将含有蛋白质的膜面向上,放在保鲜膜上,加上述显色液,室温温育1min。在暗房中,将膜正面朝下放在感光胶片上,曝光15min。依次放入显影液、定影液中显影定影。
   
  2.3 免疫组织化学法(LSAB法) [9,10]  其它方法如EMSA不能区分NF-κB的活性是来自何种细胞。而免疫组织化学方法可通过直观的定位明确NF-κB表达的细胞学来源。
   
  2.3.1 组化反应前的准备 在烤片机上对切片烘烤。然后依次用二甲苯1、二甲苯2、二甲苯3各15min进行脱腊。最后复水:依次为100%酒精1、100%酒精2、100%酒精3、95%酒精、80%酒精、70%酒精、50%酒精、ddH20各10min。

  2.3.2 组化反应 根据预实验结果选择合适抗体浓度(注:将切片放置切片染色缸漂洗所用的漂洗液均为PBS液,其浓度为0.01M,pH7.2)。(1)去除内源性过氧化物酶:漂洗5min×3次,0.3%双氧水-甲醛10min。(2)封闭:漂洗5min×3次,3%牛血清白蛋白封闭液加于切片上,放置湿盒中37℃,30min。然后吸纸吸去封闭液。(3)一抗孵育:抗体用PBS(0.1M pH7.2)做适当稀释,放置湿盒中4℃冰箱过夜。(4)二抗孵育:漂洗5min×3次,生物素化的二抗(0.5Mtris-HCL pH7.6适当稀释)加于切片,室温下湿盒中放置20min。(5)加链菌·亲和素液:漂洗5min×3次,链菌·亲和素液(0.5Mtris-HCl pH7.6适当稀释)加于切片,室温下湿盒中放置20min。(6)DAB显色:漂洗5min×3次,DAB与稀释液1:50配制,一边显色,一边在光镜下观察,适时PBS冲洗终止反应。(7)复染、脱水:苏木素衬染细胞核数秒,然后清水冲洗。脱水、二甲苯透明。
    
  3 小结
    
  综上所述,NF-κB是一种重要的转录因子复合物,在包括心脏病在内的多种疾病的病理过程中起关键作用。而对NF-κB的最新研究方法主要为以上4种,其特点及研究角度不同。如下:(1)EMSA主要用于细胞中NF-κB的检测;RT-PCR、Western-blot和免疫组化主要用于组织中NF-κB的检测。(2)免疫组化主要用于直观显示;EMSA、RT-PCR、Western-blot主要用于定性测定。(3)RT-PCR主要用于NF-κB的mRNA的检测;Western-blot主要用于NF-κB的蛋白质的检测。(4)免疫组化特异性最好,可用于细胞定位;EMSA最常用。利用上述NF-κB的基本实验方法,进一步探索NF-κB在细胞因子和其它促炎症分子生成中的作用,寻找和研究阻断NF-κB激活的有效制剂,可阐明疾病的发病机制,为治疗开辟新的途径。
     
  参考文献
    
  1 Ogata T,Miyauchi T,Sakai S,et al.Myocardial fibrosis and diastolic dysfunction in deoxycorticosterone acetate-salt hypertensive rats is ameliorated by the peroxisome proliferator-activated receptor-alpha activator fenofibrate,partly by suppressing inflammatory responses asso-ciated with the nuclear factor-kappa-B pathway.J Am Coll Cardiol,2004,43(8):1481-1488.
   
  2 李永渝,高占峰.急性胰腺炎与核因子-κB.世界华人消化杂志,2001,9(4):420-421.
   
  3 王广庆,陈玉林.核因子-κB的研究进展.生理学进展,1997,28(2):148-150.
   
  4 张宁,徐永健,张珍祥.一氧化氮对哮喘气道细胞因子表达的调控作用.中华微生物学和免疫学杂志,2003,23(6).
   
  5 檀国军,杨天祝.脑组织核因子-κB激活对实验性变态反应性脑脊髓炎的作用.生理学报,2003,55(1):.
   
  6 Diep QN,Benkirane K.PPAR alpha activator fenofibrate inhibits my-ocardial inflammation and fibrosis in angiotensin II-infused rats.J Mol Cell Cardiol,2004,36(2):295-304.
   
  7 范延红,赵连友.核因子κB在精氨酸血管升压素诱导大鼠心肌成纤维细胞一氧化氮合成中的作用.生理学报,2003,(8):55.

  8 Chen Y,Arrigo AP,Currie RW.William currie Heat shock treatment suppresses angiotensinⅡ-induced activation of NF-κB pathway and heart inflammation:a role for IKK depletion by heat shock?Am J Physi-ol Heart Circ Physiol,2004,287(3):1104-1114.
   
  9 何芳,王拥军.永久性脑缺血NF-κB p65的表达及白藜芦醇干预作用的研究.脑血管病杂志,2002,(2):.
   
  10 於亮亮,于皆平,冉宗学,等.核因子-κB与大肠肿瘤细胞凋亡及增生的关系.世界华人消化杂志,2002,10(3):309-312.
    
  作者单位:250031山东大学医学院
   
          山东大学齐鲁医院心内科
   
          山东大学心血管病研究中心

作者: 李安安 卜培莉 刘春喜 2005-8-3
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