本文的目的是介绍一种从小鼠体内采集不同白色脂肪组织、处理脂肪样本并提取RNA的逐步操作流程。
方法文章
本文的目的是介绍一种从小鼠体内采集不同白色脂肪组织、处理脂肪样本并提取RNA的逐步操作流程。
与其他组织相比,白色脂肪组织含有较少的RNA和蛋白质,因此在进行实时PCR和Western Blot等下游应用时面临挑战,因其主要成分为脂质。从脂肪组织样本中提取RNA也较为困难,需要额外步骤以避免脂质干扰。本文介绍了一种从小鼠中采集三种解剖位置不同的白色脂肪组织、处理样本并进行RNA提取的实验方法。我们进一步描述了cDNA的合成以及利用实时PCR进行基因表达分析的实验步骤。本方案可有效减少采集过程中动物毛发和血液对脂肪组织的污染,以及不同脂肪组织之间的交叉污染。该方法经过优化,能够确保提取RNA的数量和质量满足要求。本方案可广泛应用于各类需要获取小鼠脂肪组织样本进行常规实验(如实时PCR)的动物模型,但不适用于原代脂肪细胞培养中的RNA提取。
肥胖是一种全球性流行病,可能导致2型糖尿病等并发症1。饮食诱导的肥胖动物模型和基因修饰动物模型常被用于肥胖及其相关并发症的研究。传统上,白色脂肪组织被认为是储存多余能量的场所,主要由脂质构成,而棕色脂肪组织则将能量转化为热量2,3。脂肪组织具有动态特性,其体积会随着食物摄入量和体力活动等多种因素的变化而发生扩张或收缩。因此,为了确定导致这些变化的影响因素,必须进行充分的脂肪组织采集与处理4。
在白色脂肪组织中,皮下脂肪库和内脏脂肪库具有不同的特性(如解剖定位和功能)是普遍公认的2,5。因此,为了避免出现相互矛盾的结果或较大的变异性,在采集脂肪垫时需注意避免不同脂肪库之间的交叉污染。
此外,从小鼠白色脂肪组织中分离RNA或蛋白质时存在三个主要挑战。首先,在肥胖小鼠中收集脂肪垫并非易事,因为不同白色脂肪储存部位之间的边界并不总是清晰可辨,这与其他器官(如肾脏和心脏)不同。6第二,由于脂肪组织含有较高的脂质,在提取RNA或蛋白质时,脂质会在上层形成一层漂浮物,阻碍对样本的直接接触。第三,与棕色脂肪组织或其他组织相比,白色脂肪组织的RNA和蛋白质含量显著较低,这在使用幼龄小鼠、饲喂正常(N)饮食的小鼠以及预期脂肪质量较低的小鼠时尤为突出,成为主要关注问题。即 基因敲除模型、药物处理、运动训练等7,8.
因此,选择合适的方法从脂肪组织中分离RNA至关重要。除酚/氯仿抽提法外,另一种方法是使用商业化试剂盒。这类试剂盒通常基于初始的酚抽提步骤,随后通过离心柱进行RNA纯化9。然而,这些试剂盒通常成本较高,获得的RNA得率较低,且RNA质量可能不稳定,但操作更省时。相比之下,本文所述酚溶液/氯仿抽提法最大的优势在于可从同一样本中同时分离RNA、DNA和蛋白质10。由于小鼠脂肪垫通常体积较小,提取的RNA和蛋白质量较少(尤其是在瘦型小鼠模型中),这些方案能够最大限度地从少量样本中获取更多数据。
本文的目的是详细描述一种方法,以确保从小鼠的三个白色脂肪组织库中充分采集样本,并获得高质量和足量的RNA。按照本方案获得的RNA可用于进行实时PCR检测。本方案不适用于从原代培养的脂肪细胞中分离RNA。
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实验中使用的小鼠护理遵循加拿大动物保护委员会制定的实验动物护理和使用标准。所有实验程序均获得CHUM研究中心大学动物护理与使用委员会的批准。
1. 雄性小鼠的尸检与脂肪组织采集
2. 用于RNA提取的白色脂肪组织研磨制备
注意:每个步骤均需佩戴手套,因为皮肤含有RNase,可促进RNA降解,从而影响样本质量和分离后的RNA得率。
3. 从研磨的脂肪组织中分离RNA
注意:苯酚溶液对皮肤有害。请穿戴实验服、手套和护目镜,并在通风橱内操作。分步流程图见图2。
4. 脂肪组织RNA浓度与纯度的测定
5. 逆转录(RT)
6. 脂肪组织中基因表达的实时 PCR 检测
注意:避免将荧光染料暴露于光线下。以下方案描述了参考基因 s1614 的扩增过程。引物和 PCR 条件应根据目标基因进行相应调整。
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在完成解剖程序后,从两组小鼠(正常饮食组和高脂饮食组)中采集了三种白色脂肪组织并称重。与正常饮食组小鼠相比,高脂饮食组小鼠的最终体重和体重增加均显著升高(表1)。此外,肥胖小鼠的前列腺周围脂肪(PGF)、肾周脂肪(PRF)和皮下脂肪(SCF)重量较正常饮食组增加了两倍以上。
在进行任何涉及分离RNA的实验之前,需按照步骤4.9所述评估其纯度。对于每份白色脂肪组织,采用酚溶液法提取的RNA样品质量均达到可接受水平,其OD260/OD280比值约为2.0,符合RNA纯度标准(表2)。实时PCR结果显示,与正常饮食(N饮食)小鼠相比,肥胖小鼠的PGF、PRF和SCF中瘦素(leptin)mRNA表达水平显著升高(图4A)。事实上,两组小鼠之间leptin mRNA表达的差异并非源于用于结果标准化的参...
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高脂饮食喂养后,与正常饮食喂养的小鼠相比,肥胖小鼠的体重和白色脂肪组织重量均增加。使用苯酚溶液提取的RNA具有良好的纯度。瘦素(leptin)是一种主要由脂肪组织产生的脂肪因子,已知其与脂肪质量呈正相关16。正如预期,随着脂肪质量的增加,肥胖小鼠中瘦素mRNA的表达也相应升高。
该方法包含若干关键步骤。其中最主要的一步是避免不同白色脂肪组织储存部位之间的交叉污染,因为已知不同的脂肪组织储存部位具有不同的功能2,5。污染可能导致后续应用中产生误导性结果。此外,由于脂肪暴露于空气中后容易干燥,因此若需称重,建议在不同小鼠之间以规律且一致的速度收集白色脂肪组织,否则脂肪垫的总重量可能不准确。为了获得高质量和高得率的RNA,遵循近期发表的MIQE指南具有重要意义17。特别是,在研磨过程中将样品制成极细的粉末,有助于最大化得率,从而在RNA提取过程中增加组织粉末与苯酚溶液之间的接触...
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作者无任何利益冲突需要披露。
本工作由加拿大糖尿病协会资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 1 mL 注射器 | |||
| 1X TE 溶液(10 mM Tris-HCl 和 1 mM EDTA•Na2,pH 8.0) | |||
| 22 G 针头 | |||
| 26 G 针头 | |||
| 75% 乙醇 | |||
| 金属浴(干式加热器) | |||
| 氯仿 | Sigma | C2432-500mL | |
| dATP | Thermo scientific | R0141 | |
| dCTP | Thermo scientific | R0151 | |
| dGTP | Thermo scientific | R0161 | |
| DNase I(1 U/µl) | Thermo scientific | EN0521 | |
| dTTP | Thermo scientific | R0171 | |
| Faststart Universal SYBR green Master (Rox) | Roche | 4913922001 | |
| Faststart universal SYBR green master (Rox) 荧光染料 | Roche | 4913914001 | |
| 滤芯吸头 | |||
| 镊子 | Instrumentarium | HB275 | |
| 纱布 | |||
| 锤子 | |||
| 高脂啮齿类动物饲料 | Bio-Serv, Frenchtown, NJ | F3282 | |
| 异丙醇 | Laboratoire MAT | IH-0101 | |
| 瘦素正向PCR引物(5’-GGGCTTCACCCCATTCTGA-3’)10 uM | |||
| 瘦素反向PCR引物(5’-GGCTATCTGCAGCACATTTTG-3’)10 uM | |||
| 液氮 | |||
| Maxima 逆转录酶(酶及5x缓冲液) | Thermo scientific | EP0742 | |
| 纳米纯水(即超纯水) | |||
| 丁腈检查手套 | |||
| 丁腈手套 | |||
| 正常啮齿类动物饲料 | Harlan Laboratories, Madison, WI | Harlan 2018 | |
| P1000 移液器 | |||
| P2 移液器 | |||
| P20 移液器 | |||
| P200 移液器 | |||
| 苯酚溶液(TRIzol) | Ambion Life Technologies | 15598018 | |
| 预先标记的铝箔 | |||
| 石英分光光度计比色皿 | |||
| PCR管条架 | |||
| RT-PCR管条架 | |||
| 随机六聚体 | Invitrogen | 58875 | |
| 实时PCR Rotor Gene系统 | Corbett research | RG-3000 Rotor-Gene thermal cycler | |
| 带制冷功能的台式离心机 | |||
| RiboLock RNase抑制剂 | Thermo scientific | EO0381 | |
| 无RNase的1.5 mL离心管 | |||
| 无RNase的1.5 mL螺口管 | |||
| 无RNase的PCR管条(0.2 mL)及管盖 | |||
| 无RNase水 | Hyclone | SH30538.02 | |
| RT-PCR仪 | Qiagen | Rotor-Gene Corbett 3000 | |
| RT-PCR管条(0.1 mL)及管盖 | |||
| S16正向PCR引物(5’-ATCTCAAAGGCCCTGGTAGC-3’)10 uM | |||
| S16反向PCR引物(5’-ACAAAGGTAAACCCCGATCG-3’)10 uM | |||
| 分光光度计 | Biochrom | Ultrospec 3100 pro | |
| 不锈钢研钵和研杵 | |||
| 手术垫 | 自制,由泡沫板包裹一次性吸水垫制成 | ||
| 手术剪 | Intrumentarium | 130.450.11 | |
| 热循环仪 | |||
| 热循环仪 | Biometra | Thermocycler | |
| 涡旋混合器 | |||
| 药匙 |
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