2018年7月24日
本方案描述了一种利用小鼠脾细胞发现可改变分子钟基因表达的病原体相关分子模式的技术。
该方法有助于解答免疫学和生物节律学领域中的关键问题,例如微生物组分如何改变分子钟。该技术的主要优势在于操作简便、可评估不同微生物组分对分子钟的影响,且具有高度可重复性。开始实验前,通过向RPMI 1640培养基中添加胎牛血清至终浓度10%,配制培养基。在50毫升离心管中,为每种待测PAMP分别配制10毫升刺激培养基,加入所列的PAMP至培养基中。
用预先配制的70%乙醇喷洒小鼠躯干,并用纸巾擦拭。将小鼠仰卧放置,略微向右侧倾斜。接着,使用解剖剪在小鼠左侧、前后肢之间的中点处沿体侧剪除毛发。
用镊子夹住腹膜,小心切开,避免损伤脾脏。用镊子取出脾脏,并放入含有约10毫升预冷培养基的无菌50毫升离心管中,置于冰上。随后,将脾脏连同2毫升培养基转移至一个小型无菌培养皿中。
通过将脾脏在两片无菌磨砂玻片的磨砂面之间研磨来充分匀浆。匀浆完成后,用移液器将含有脾细胞的两毫升培养基通过40微米尼龙细胞滤网转移至50毫升离心管中。向每支含有脾细胞的50毫升离心管中加入八毫升冷培养基,使每管总体积达到10毫升。
使用血细胞计数板测定每毫升的细胞数量。向6孔培养板中每孔加入约1 × 10⁶个细胞。接种细胞后,向每孔加入3 mL培养基或3 mL刺激培养基。
然后将培养板置于37摄氏度、5%二氧化碳条件下孵育3小时。使用连接P1000微量移液器的1,000微升移液器吸头,刮取孔底部的细胞。用同一吸头将含有细胞的培养基转移至15毫升离心管中。
在室温下以167 × g离心5分钟,使细胞沉淀。弃去上清液,并用5 mL磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤细胞沉淀。再次在室温下以167 × g离心5分钟,弃去上清液后,向细胞沉淀中加入600 µL裂解缓冲液。
根据试剂盒制造商的说明,使用RNA提取试剂盒从脾细胞中分离RNA,并进行可选的柱上DNA消化步骤。根据逆转录试剂盒的说明书,对每个样品进行cDNA的合成。在20 µL的总体积反应体系中,每个样品使用10 µL的RNA。
取少量对照样品的 mRNA 加入一个 0.5 毫升离心管中,用于制备在进行定量 PCR 时所需的 cDNA 标准曲线。加入 10 微升 2X 逆转录酶预混液。逆转录反应完成后,在反应管中加入 10 微升水,作为标准曲线稀释系列的起始浓度。
进行十倍梯度稀释:将45微升水加入四个0.5毫升离心管中,分别标记为10⁻¹、10⁻²、10⁻³和10⁻⁴。使用P20微量移液器将5微升起始浓度样品加入第二个标记为10⁻¹的离心管中。通过反复吹吸数次混匀,然后从10⁻¹管中转移5微升至标记为10⁻²的离心管中,混匀。
使用P20微量移液器从10⁻²管中转移5 µL至标记为10⁻³的试管中,并混匀。最后,使用P20微量移液器从10⁻³管中转移5 µL至标记为10⁻⁴的试管中,并混匀。配制反应体系,使其包含0.5 µL引物探针试剂、5 µL基因表达主混合液、2 µL水和2.5 µL cDNA。
将RNA样品加入96孔qPCR板中。孵育针对多种分子钟基因的引物探针检测体系,并包含一个内参对照的检测体系,然后将其加载到qPCR仪中,以确定mRNA水平的相对定量。在实验设置中,选择定量分析、相对标准曲线法和TaqMan化学法。
接下来,将反应体系调整为10微升。将相关信息输入到板布局中。对分离得到的RNA进行qPCR,以评估分子钟基因clock、Per2、Dbp和Rev-erbα的相对表达水平。
在PAMP刺激后,与对照细胞相比,生物钟基因的表达水平无显著差异。与未刺激的对照组相比,经LPS和ODN1826刺激的细胞中Per2的表达水平显著升高。在所测试的PAMP中,仅有LPS可改变Rev-erb alpha的表达,其mRNA水平显著低于未刺激的对照组。
在用每种PAMP刺激后,与对照组相比,Dbp的mRNA水平显著降低。采用此方法后,除PAMP外的其他分子也可用于评估其对脾细胞分子钟的影响。
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本方案描述了一种利用小鼠脾细胞发现可改变分子钟基因表达的病原体相关分子模式的技术。该方法有助于解答免疫学与时间生物学领域的关键科学问题。
本方案使免疫学与时间生物学研究人员能够在受控的离体系统中评估病原体相关分子模式如何影响核心昼夜节律钟基因。通过分离小鼠脾细胞并用明确的PAMPs进行刺激,该方法可通过qPCR提供钟基因调控的定量且可重复的读数。此方法通过将先天免疫激活与昼夜节律紊乱相联系,支持免疫调节药物研发中的靶点风险评估,而昼夜节律紊乱在炎症性和代谢性疾病机制研究中正受到越来越多的关注。
该方法适用于早期发现阶段的工作流程,适用于免疫介导的昼夜节律通路调控作为待验证假设的研究,特别是在炎症或代谢性疾病模型中。