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獼猴毛發(fā)皮質(zhì)醇測(cè)量方法探索

來源:弗爾德(上海)儀器設(shè)備有限公司   2020年07月23日 18:40  
    糖皮質(zhì)激素是一種應(yīng)激激素,可以調(diào)節(jié)糖、蛋白質(zhì)和脂肪的代謝,提高機(jī)體對(duì)傷害性刺激的抵抗力,在動(dòng)物生存中起到了相當(dāng)重要的作用。皮質(zhì)醇是人類和非人靈長(zhǎng)類糖皮質(zhì)激素的主要成分。因此,皮質(zhì)醇通常用作衡量動(dòng)物受到的應(yīng)激刺激的大小的指標(biāo)。


    測(cè)量時(shí)樣品一般使用血清或者血漿,但是這種樣品對(duì)研究應(yīng)激的實(shí)驗(yàn)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(jìn)食、取樣前短時(shí)間內(nèi)環(huán)境變化引起的躁動(dòng)及皮質(zhì)醇的晝夜節(jié)律變化都會(huì)對(duì)動(dòng)物的應(yīng)激實(shí)驗(yàn)造成干擾。
 

    在動(dòng)作敏捷、個(gè)體較大的群養(yǎng)動(dòng)物應(yīng)激研究中,問題更為突出:如多次采血帶來的動(dòng)物福利問題;由于不能在短時(shí)間內(nèi)捕捉到動(dòng)物,捕捉時(shí)目標(biāo)動(dòng)物和同籠的其他動(dòng)物所受到的應(yīng)激影響;多次重復(fù)捕捉給動(dòng)物帶來的影響。這些問題都可能會(huì)影響應(yīng)激相關(guān)研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信性,阻礙了個(gè)體較大的群養(yǎng)動(dòng)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(xì)血管滲透到毛囊細(xì)胞,后擴(kuò)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(xiàn)中可以發(fā)現(xiàn)Davenport等對(duì)這一步驟的改進(jìn):起初為剪碎,后來使用了德國(guó)萊馳MM200 進(jìn)行研磨粉碎。我們使用了德國(guó)萊馳MM400,并在文獻(xiàn)基礎(chǔ)上做了一定改進(jìn):將樣品放入液氮內(nèi)充分冷凍變脆后,再進(jìn)行研磨,這樣既可以使研磨粉末更細(xì)、更均勻,又可以避免研磨過程中局部高溫對(duì)樣品造成的影響。

    終用甲醇進(jìn)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(gè)),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?dú)饬鬟M(jìn)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(duì)這些懸浮物進(jìn)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(duì)樣品進(jìn)行重構(gòu)。振蕩混勻后,放入−20℃冰箱內(nèi)儲(chǔ)存至檢測(cè)日。
 

2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

    (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(jìn)行了放免檢測(cè)(n=3)。

    (2)離心管壁可能會(huì)吸附皮質(zhì)醇,對(duì)皮質(zhì)醇濃度測(cè)量造成影響,為檢測(cè)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(yàn)懸浮物對(duì)測(cè)量結(jié)果是否有影響,我們對(duì)同一樣品的濁液(n=10)和清液(n=10)進(jìn)行了比較。

    (4)為了保證實(shí)驗(yàn)操作的可靠性,我們對(duì)其中一批樣品(n=16)在不同時(shí)間進(jìn)行了兩次放免測(cè)量。對(duì)同一只動(dòng)物(n=16)的兩個(gè)樣品,不同時(shí)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(dòng)物受到的應(yīng)激大小,我們對(duì)毛發(fā)中的皮質(zhì)醇濃度與動(dòng)物受到的攻擊量(n=16)進(jìn)行了相關(guān)分析。


3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

    實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PBS測(cè)量結(jié)果為 0pg/mg,新管濃度值[(184.25±39.33)pg/mg] 與原 管[(196.38± 45.56)pg/mg]無顯著性差異(F(1,19)=0.041, P=0.843, one-way ANOVA)。濁液[(167.50±19.44) pg/mg]與清液(170±21.18)pg/mg]無顯著性差異(F(1,19)=0.011, P=0.918,one-way ANOVA),因此懸浮物對(duì)檢測(cè)結(jié)果沒有明顯影響。受到的攻擊量與毛發(fā)皮質(zhì)醇濃度具有中度相關(guān)性(r=0.591,P=0.008,Pearson correlation)。同一樣品兩次測(cè)量結(jié)果呈現(xiàn)高度相關(guān)性(r=0.939,P=0.000,Pearson correlation)。同一動(dòng)物的兩個(gè)樣品皮質(zhì)醇濃度也高度相關(guān)(r=0.893,P=0.000,Pearson correlation)。更重要的是我們得到的獼猴毛發(fā)皮質(zhì)醇濃度主要集中在50~300 pg/mg之間,與獼猴文獻(xiàn)數(shù)據(jù)(32.1~254.3 pg/mg )(Davenport et al,2006)接近。只有一只動(dòng)物毛發(fā)皮質(zhì)醇濃度超過了 400 pg/mg, 但是這只動(dòng)物的兩個(gè)樣品濃度值是一致的。因此,這可能是由動(dòng)物的個(gè)體差異造成的。

 

4、討  論 

    整個(gè)提取過程中,離心管和 PBS 并沒有對(duì)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(huì)對(duì)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(shí)驗(yàn)證明樣品里的懸浮物對(duì)結(jié)果不會(huì)造成影響,不需要分離。然而,我們建議檢測(cè)前將樣品混勻。同一樣品兩次測(cè)量的結(jié)果,其高度相關(guān)性表明了放免檢測(cè)操作過程穩(wěn)定,重復(fù)性好,測(cè)量結(jié)果可信。同一動(dòng)物兩個(gè)樣品間的高度相關(guān)性為我們整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作的可靠性提供了證據(jù),同時(shí)也說明同一動(dòng)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(biāo),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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)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(shí)提取到了毛發(fā)中的皮質(zhì)醇,數(shù)據(jù)可信,同時(shí)毛發(fā)皮質(zhì)醇可以作為衡量應(yīng)激刺激大小的指標(biāo)。由我們的經(jīng)驗(yàn)及測(cè)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(shí)驗(yàn)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(biāo)。

 

  文中使用的研磨設(shè)備——

德國(guó)RETSCH(萊馳)冷凍混合球磨儀MM400


    冷凍混合型球磨儀MM400是一臺(tái)臺(tái)式多功能儀器。它主要運(yùn)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(dá)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(xì)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(shí)驗(yàn)室的*的儀器。

 

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