測量時樣品一般使用血清或者血漿,但是這種樣品對研究應(yīng)激的實驗來說卻存在許多問題,例如:取樣過程中的捕捉、麻醉、取樣前是否進食、取樣前短時間內(nèi)環(huán)境變化引起的躁動及皮質(zhì)醇的晝夜節(jié)律變化都會對動物的應(yīng)激實驗造成干擾。
在動作敏捷、個體較大的群養(yǎng)動物應(yīng)激研究中,問題更為突出:如多次采血帶來的動物福利問題;由于不能在短時間內(nèi)捕捉到動物,捕捉時目標動物和同籠的其他動物所受到的應(yīng)激影響;多次重復(fù)捕捉給動物帶來的影響。這些問題都可能會影響應(yīng)激相關(guān)研究實驗數(shù)據(jù)的可信性,阻礙了個體較大的群養(yǎng)動物(如獼猴——一種非常好的人類疾病研究模型)的應(yīng)激研究。因此,取樣技術(shù)的選擇在應(yīng)激研究中顯得尤其重要。
為了避免這些問題,毛發(fā)樣品是一種很好的選擇,血液里的物質(zhì)可以通過毛細血管滲透到毛囊細胞,后擴散到毛發(fā)里。因此,從毛發(fā)中可以提取出皮質(zhì)醇。
1、毛發(fā)提取過程
樣品粉碎是提取毛發(fā)皮質(zhì)醇非常關(guān)鍵的一步,從相關(guān)文獻中可以發(fā)現(xiàn)Davenport等對這一步驟的改進:起初為剪碎,后來使用了德國萊馳MM200 進行研磨粉碎。我們使用了德國萊馳MM400,并在文獻基礎(chǔ)上做了一定改進:將樣品放入液氮內(nèi)充分冷凍變脆后,再進行研磨,這樣既可以使研磨粉末更細、更均勻,又可以避免研磨過程中局部高溫對樣品造成的影響。
終用甲醇進行提取。
具體操作步驟:
(1)稱取 500 mg毛發(fā)樣品置于 15 mL玻璃試管中,加入10 mL異丙醇。在室溫下將該試管放于調(diào)速多用振蕩器上洗滌 3 min(頻率 100 次/min),共洗滌 2 次;洗滌后的樣品置于電熱恒溫干燥箱內(nèi),37℃干燥 8 h。
(2)干燥后將樣品放入 80 mL小燒杯內(nèi),用手術(shù)剪剪碎。之后放入 25 mL不銹鋼研磨罐內(nèi)(內(nèi)有 15 mm不銹鋼研磨球一個),擰緊后將罐放入液氮內(nèi)冷凍至液氮停止沸騰。將研磨罐裝入冷凍混合型球磨儀MM400,研磨 2.5 min(頻率 26 Hz)。
(3)稱取400 mg毛發(fā)粉末a,置于 10 mL離心管內(nèi),并加入 8 mL甲醇。室溫下,將離心管置于振蕩器,振蕩 24 h(頻率 230 次/min),提取皮質(zhì)醇。
(4)將離心管離心 5 min(離心力 12 000 g,),取 4 mL上清液移入 5 mL離心管內(nèi)。
(5)在 5 mL離心管內(nèi)取 2 mL上清液放入2 mL離心管,室溫用氮氣流進行干燥,樣品干燥后,加入 5 mL離心管內(nèi)的剩余樣品,繼續(xù)干燥(隨著甲醇的揮發(fā),離心管內(nèi)出現(xiàn)懸浮物。我們對這些懸浮物進行了研究)。
(6)干燥后加入 0.5 mL PBS (磷酸緩沖液:NaCl 8 g, KCl 0.2 g, Na2 HPO4 1.44 g, KH2 PO4 0.24 g,加去離子水定容至 1 L,將pH值調(diào)整到7.4)對樣品進行重構(gòu)。振蕩混勻后,放入−20℃冰箱內(nèi)儲存至檢測日。
2、實驗設(shè)計
(1)為排除離心管和 PBS (磷酸緩沖液)帶來的假陽性,我們將 0.5 mLPBS 放入離心管進行了放免檢測(n=3)。
(2)離心管壁可能會吸附皮質(zhì)醇,對皮質(zhì)醇濃度測量造成影響,為檢測這種影響,我們將重構(gòu)后的樣品的 1/2 移入新管,如果有吸附作用,則新管(n=10)中樣品由于經(jīng)過了兩次吸附,皮質(zhì)醇濃度應(yīng)低于原管(n=10)。
(3)為了檢驗懸浮物對測量結(jié)果是否有影響,我們對同一樣品的濁液(n=10)和清液(n=10)進行了比較。
(4)為了保證實驗操作的可靠性,我們對其中一批樣品(n=16)在不同時間進行了兩次放免測量。對同一只動物(n=16)的兩個樣品,不同時間做了同樣的處理。(5)為了證明毛發(fā)中的皮質(zhì)醇可以反映動物受到的應(yīng)激大小,我們對毛發(fā)中的皮質(zhì)醇濃度與動物受到的攻擊量(n=16)進行了相關(guān)分析。
3、實驗結(jié)果
4、討 論
整個提取過程中,離心管和 PBS 并沒有對樣品造成假陽性。這說明樣品皮質(zhì)醇來源于毛發(fā),而不是污染。離心管壁沒有吸附皮質(zhì)醇,因此不會對數(shù)據(jù)的可靠性造成影響。重構(gòu)后樣品是一種濁液,難以分離,不過我們實驗證明樣品里的懸浮物對結(jié)果不會造成影響,不需要分離。然而,我們建議檢測前將樣品混勻。同一樣品兩次測量的結(jié)果,其高度相關(guān)性表明了放免檢測操作過程穩(wěn)定,重復(fù)性好,測量結(jié)果可信。同一動物兩個樣品間的高度相關(guān)性為我們整個實驗操作的可靠性提供了證據(jù),同時也說明同一動物鄰近毛發(fā)的皮質(zhì)醇含量高度相關(guān)。受到的攻擊量雖然是血漿中皮質(zhì)醇濃度的間接指標,但是它與毛發(fā)皮質(zhì)醇濃度的中度相關(guān)性,以及我們實驗數(shù)據(jù)與文獻數(shù)據(jù)皮質(zhì)醇含量范圍的一致性(Davenport et al,2006),都說明了我們確實提取到了毛發(fā)中的皮質(zhì)醇,數(shù)據(jù)可信,同時毛發(fā)皮質(zhì)醇可以作為衡量應(yīng)激刺激大小的指標。由我們的經(jīng)驗及測量得到的樣品皮質(zhì)醇含量低值和試劑盒的靈敏度大致可以推算出:在獼猴毛發(fā)皮質(zhì)醇提取實驗中,為得到足夠濃度,毛發(fā)樣品量不宜低于 200 mg。
總結(jié):毛發(fā)皮質(zhì)醇濃度可以作為衡量慢性應(yīng)激刺激大小的指標。
文中使用的研磨設(shè)備——
德國RETSCH(萊馳)冷凍混合球磨儀MM400
冷凍混合型球磨儀MM400是一臺臺式多功能儀器。它主要運用于小量樣品的干磨、濕磨以及低溫研磨。
它能在幾秒鐘內(nèi)就可以達到混合、均化粉末和懸浮物的目的。此外,混合型球磨儀還特別適合用于生物細胞破壁以及DNA/RNA的收集。MM400以其*的性能和高超的靈活度而成為實驗室的*的儀器。
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