呂天羽,王 康,劉建軍,何建凡,李德萍,唐 敏,王玉新,戴 勇*
(1.廈門市第二醫(yī)院,福建 廈門361021;2.深圳市人民醫(yī)院,暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院,廣東 深圳518020;3.深圳市疾病預(yù)防控制中心,廣東 深圳518020;4.重慶醫(yī)科大學(xué),重慶400016)
1.1.1 動物模型 雄性近交系lewis(RT11)大鼠6只,F(xiàn)344(RT11v1)大鼠6只,(均購自北京維通利華實驗動物有限公司)體重260-280g。隨機分組,F(xiàn)344大鼠為供體lewis大鼠為受體,獲得同種異基因移植模型[1]。術(shù)后不給予免疫抑制劑干預(yù)治療。術(shù)后3d動物仍存活則認(rèn)為大鼠腎移植急性排斥反應(yīng)動物模型建模成功。
1.1.2 標(biāo)本收集 術(shù)后3d、7d取出移植腎,每個時間點樣本為3只。標(biāo)本一部分行HE染色病理學(xué)檢查;另一部分液氮保存,待用。
1.1.3 試劑 固相pH梯度干膠條(pH4-7,13cm;pH3-11,13cm)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、TEMED、2Dclean-up kit、2DQuant Kit 購 于 Amersham Pharmacia Biotech公司;甲叉雙丙烯酰胺、丙烯酰胺、過硫酸胺、硝酸銀、碳酸鈉、甘油、甘氨酸購于BBI公司;丙酮購于Sigma公司;蛋白酶抑制劑(Complete Mini,EDTA-free)購于 Roche公司,其他試劑為國產(chǎn)分析純試劑。
1.1.4 主要儀器 IPGphor等電聚焦儀、SHE600垂直電泳儀、高精度掃描儀、ImageMaster 2D5.0凝膠分析軟件為安瑪西亞公司(Amersham Pharmacia Biosciences)公司產(chǎn)品。
1.2.1 溶液成分 樣品裂解液、IPG溶脹液、平衡液、銀染溶液均參照郭堯君[2]著《蛋白質(zhì)電泳實驗技術(shù)》配制。
1.2.2 腎臟雙向凝膠電泳 ①腎臟組織蛋白的制備取液氮中大鼠移植腎,室溫解凍,研磨成細(xì)粉末狀。按組織凈重:裂解液=1∶10比例其中加入蛋白酶抑制劑混合制劑 Complete Mini,EDTA-free,1片/10ml。冰上繼續(xù)研磨。收集液體,4℃12 000×g 60分鐘后收集上清液。再經(jīng)以下處理(1)組織蛋白樣品純化(2)樣品蛋白濃度測定。所得樣品-80℃冰箱保存,備用。②雙向凝膠電泳 按IPGphor TM等電聚焦系統(tǒng)指南進(jìn)行雙向電泳。③染色 銀染色和考馬斯亮藍(lán)染色都是采用郭堯君[3]的染色方法并作適當(dāng)改動。
1.2.3 2DE圖像采集與分析
染色的凝膠經(jīng)透射掃描用ImageMaster2D5.0軟件分析,不同膠匹配點相對含量的比值>2或者<0.5認(rèn)為存在差異。
大鼠腎移植后7d可以看到腎小動脈周淋巴細(xì)胞浸潤,結(jié)締組織增生,腎小動脈外膜結(jié)締組織增生,淋巴細(xì)胞浸潤。
從四種不同角度對腎臟組織進(jìn)行蛋白質(zhì)圖譜分析,分析結(jié)果如表1。
表1 雙向凝膠電泳檢測結(jié)果
腎移植急性排斥反應(yīng)是排斥反應(yīng)中最常見的一種類型。但是到目前為止,對于早期診斷腎移植急性排斥反應(yīng)的發(fā)生仍沒有可靠的依據(jù)。應(yīng)用新的研究技術(shù)進(jìn)一步探索其早期診斷的特征性標(biāo)記物,成為了各國研究人員關(guān)注的焦點。雙向電泳技術(shù)作為蛋白質(zhì)組學(xué)研究的經(jīng)典方法,它當(dāng)然成為了現(xiàn)今研究的熱點。因此建立一個專門針對腎臟組織成分變化的方案才能更好地應(yīng)用蛋白質(zhì)組技術(shù)開展腎移植排斥反應(yīng)的研究。本研究以大鼠腎臟組織蛋白為樣品,對樣品制備、等電聚焦(IEF)上樣量、凝膠染色等進(jìn)行比較和條件的優(yōu)化,獲得滿意的大鼠腎臟組織蛋白2DE圖譜。
(1)本研究首先用13cm(pH3-11NL)的膠條進(jìn)行IEF,發(fā)現(xiàn)組織蛋白廣泛分布于等電點(PI)3-11的范圍。大鼠腎移植同種異基因移植物檢測到(626±49)個蛋白點,平均匹配率為65.76%;經(jīng)ImageMaster2D5.0凝膠軟件分析發(fā)現(xiàn)差異蛋白主要分布在PI4 5-7.0范圍處,為更清晰觀察和比較異基因移植物中差異性表達(dá)的蛋白分布情況,以下研究均采用13cm(pH4-7L)IPG膠條。
(2)組織樣品中的非蛋白雜質(zhì)如鹽、外源帶電小分子、去污劑等多種小分子,這些物質(zhì)會影響IEF,使電壓難以達(dá)到IEF所需,最終可能影響2DE的分離效果。本研究選用丙酮沉淀和2Dclean-upkit純化樣品,與處理前相比這兩種方法均能得到清晰的蛋白點。但丙酮處理會致血清PI5-6處蛋白丟失,影響該區(qū)域差異蛋白的比較,為確保差異表達(dá)的蛋白均能呈現(xiàn)出來本研究采用2Dclean-upkit來處理樣品。
(3)樣品蛋白含量測定的準(zhǔn)確性會直接影響IEF上樣量的確定和2DE圖譜蛋白點呈現(xiàn)的多少。如果異基因移植物樣品的蛋白上樣量太低,在2DE圖譜染色呈現(xiàn)的蛋白點也很少,從而影響異基因移植物中蛋白質(zhì)表達(dá)的比較。蛋白上樣量過大的話對蛋白點的分離效果就不好,較模糊。本研究采用的蛋白不同上樣量中,120μg蛋白能得到最佳的圖譜效果,有差異表達(dá)的蛋白點顯示較為清晰。但是這一上樣量不一定就是最合適的,在今后的實驗中仍需摸索。
(4)蛋白質(zhì)被分離后,能否被有效檢測,染色方法起到很重要的作用。2DE的染色方法有許多種??捡R斯亮藍(lán)染色[4]雖特異性高,但是對上樣的劑量要求大,在相同上樣量的情況下,與經(jīng)改良的銀染方案[5]相比較,其敏感性較差。最終以銀染色法的電泳圖譜更為滿意。
通過對以上幾種有可能影響組織蛋白質(zhì)雙向電泳的各因素比較,本研究獲得了優(yōu)化后的大鼠異基因移植物蛋白質(zhì)圖譜衍變的研究方案,即:使用13 cmIPG膠條(pH4-7L)進(jìn)行等電聚焦、2Dclean-upkit純化蛋白樣品、改良的銀染色法方案,為條件優(yōu)化后的大鼠異基因移植物蛋白質(zhì)2DE銀染圖譜。在相同條件下,分別對不同時間點的樣品進(jìn)行3次雙向電泳實驗,掃描圖譜經(jīng)ImageMaster2D5.0凝膠軟件分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計后顯示:移植后3d異基因移植物中檢測到(512±62)個蛋白點,平均匹配率為76 32%;移植后7d異基因移植物中檢測到(478±56)個蛋白點,平均匹配率為73.11%,提示本項研究采用的蛋白質(zhì)雙向電泳技術(shù)方案有較好重復(fù)性,為今后異基因移植物研究提供了一個新的實驗體系。
[1]王 康,戴 勇,李德萍,等.大鼠原位腎移植模型腎靜脈吻合方法的改良[J].中華器官移植雜志,2006,27(1):54.
[2]郭堯君.雙向電泳.見:郭堯君.蛋白質(zhì)電泳實驗技術(shù)[M].第2版.北京:科學(xué)出版社,2005,203-207.
[3]郭堯君.SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳.見:郭堯君.蛋白質(zhì)電泳實驗技術(shù)[M].第2版.北京:科學(xué)出版社,2005:106-108.
[4]Candiano G,Bruschi M,Musante L,et al.Blue silver:A very sensitive colloidal Coomassie G-250staining for proteome analysis[J].Electrophoresis 2004,25(9):1327.
[5]王劍青,戴 勇,鄧國安,等.尿毒癥患者血清蛋白質(zhì)組份的雙向凝膠電泳-飛行時間串聯(lián)質(zhì)譜分析研究[J].中華腎臟病,2005,9(21),506.