设计:基因水平,斑马鱼整胚原位杂交染色观察。
时间及地点:于2014年9至11月在北京大学深圳研究生院遗传与发育实验室完成。
材料:
实验动物:Tubingen野生型斑马鱼,取自北京大学深圳研究生院遗传与发育实验室;
实验方法:
细胞周期蛋白D1探针的制备:
斑马鱼胚胎总RNA提取:收集受精后正常发育至24 h(hour past fertilization)的胚胎50枚,用Proteinase K处理脱膜,后按照TRIGene总RNA提取试剂盒使用说明提取斑马鱼胚胎总RNA,加入30 μL RNase free H2O,测定RNA浓度和纯度,于-80 ℃保存。
RT-PCR 反转录成cDNA:按照PrimeScript® RT reagent Kit试剂盒操作说明书配制反转录反应体系,进行反转录反应,所得cDNA产物置于-20 ℃保存。反转录条件为:37 ℃,15 min;85 ℃,5 s。
PCR引物设计:在NCBI网站上查得细胞周期蛋白D1 cDNA序列,使用primer premier 5.0软件设计引物,引物序列:
PCR扩增目的基因细胞周期蛋白D1;根据HotStart Taq MasterMix PCR试剂盒操作说明配制50 μL反应体系,置PCR仪进行扩增,扩增条件:预变性:95 ℃,3 min;PCR反应:95 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃,1 min,30次循环;延伸:72 ℃,7 min;4 ℃,3 min。
琼脂糖凝胶回收PCR产物及产物纯化:根据琼脂糖凝胶DNA回收试剂盒(离心柱型)的使用说明回收PCR产物,收集DNA溶液。
将目的基因细胞周期蛋白D1连接到EZ-TTM载体:配制10 μL反应体系:PCR产物,4 μL;EZ-TTM Cloning Vector,1 μL;solutionⅠ,5 μL;于16 ℃过夜连接。
转化及重组转化子的筛选:准备LB/氨苄平板,在涂板前恢复至室温;取连接产物10 μL至于1.5 mL离心管;从-80 ℃冰箱取出感受态细胞,冰上融化,混匀;向装有连接产物的离心管加入感受态细胞50 μL,冰浴30 min;精确的42 ℃水浴热激60 s,迅速移入冰浴,冷却2 min;加入200 μL无抗氨苄的LB培养基,37 ℃震荡1 h;将转化培养基100 μL涂到LB/氨苄平板上,37 ℃过夜培养。
菌落PCR鉴定:根据HotStart Taq MasterMix PCR试剂盒操作说明配制10 μL反应体系。扩增条件:95 ℃,5 min;95 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃,1 min,30次循环;72 ℃,7 min;4 ℃,3 min。凝胶电泳后将符合目的条带的菌液送华大基因公司测序。
质粒的提取:根据TIANprep Midi Plasmid Kit质粒小提中量试剂盒(离心柱型)操作说明提取质粒。DNA产物保存在-20 ℃,以防DNA 降解。
酶切鉴定:将含有细胞周期蛋白D1目的基因的重组质粒用kpnI-nf酶切线性化。酶切体系:质粒,12 μg;10×buffer cutsmart,10 μL;加ddH2O至100 μL。
线性化产物纯化:根据TIANquick Mini Purification kit使用说明纯化线性化质粒,收集DNA溶液。
合成RNA探针:在冰上配制探针合成体系:5×buffer,4 μL;酶切产物(800 ng),5 μL;DTT,2 μL;RNAsin,0.5 μL;(Dig)10×NTPmix,2 μL;T3酶,1.2 μL;RNase free H2O补至20 μL。37 ℃温育1.5 h,加入1.2 μLRNA合成酶,然后继续温育1.5 h。取1 μL琼脂糖凝胶电泳检测产物。
探针纯化:根据Rneasy FFPE kit(50)操作说明纯化细胞周期蛋白D1 RNA探针,并于-80 ℃保存。
胚胎的收集:根据Zebrafish book中描述的方法养殖斑马鱼[7],鱼房内每日光照、黑暗时间比为14/10,循环系统水温控制在28.5 ℃,每日喂饲料2次。实验前天晚上,将雌雄以1∶1移入产卵缸,并用隔板隔开。次日清晨,移去隔板,雄鱼追逐雌鱼后30 min便可收集胚胎。收集后的胚胎于28.5 ℃恒温箱中培养,根据Kimmel等[8]的方法选取需要的发育阶段的胚胎。
胚胎的加药处理:
对照组:鱼水(1%二甲基亚砜)收集受精后正常发育至2-cell期(受精后0.75 h)以及shield期(6 h)的胚胎,随机移入12孔板,每孔25枚,每组设3个复孔。
加药组:鱼藤素用二甲基亚砜助溶,用鱼水稀释至终浓度100 nmol/L,200 nmol/L,400 nmol/L。吸干鱼水后迅速加入2 mL配好的药液,于28.5 ℃恒温箱中培养。2-cell期的胚胎加药处理至shield期收集,shield期(6 hpf)的胚胎加药处理至受精后 24 h收集。
整胚原位杂交:
胚胎固定:将收集的受精后24 h实验组和对照组胚胎,用蛋白酶脱膜;加BT-fix,4 ℃固定过夜。
第1天:
水溶液体系重新建立:吸去恢复到室温的胚胎中的乙醇(ETOH),用75%,体积分数50%,25%的 ETOH的PBST溶液依次处理5 min;室温,PBST溶液处理胚胎5 min,3次;用1/1 000 X蛋白酶K的PBST溶液(蛋白酶K,终浓度10 mg/L)常温消化,受精后24 h胚胎消化120 s;室温,40 g/L多聚甲醛(paraformaldehyde,para)固定胚胎20 min,使蛋白酶失活;室温,PBST溶液处理胚胎5 min,3次。
预杂交:用500 μL HYB润洗1次胚胎,竖直放置离心管,待胚胎沉到离心管底后,等待5 min,再加入500 μL HYB,65 ℃预杂交三四个小时。
杂交:RNA探针以3 mg/L浓度溶于HYB,67 ℃温育30 min;吸去胚胎管中的HYB,加入含探针的HYB溶液100 μL;67 ℃温育过夜,杂交15-16 h。
第2天:
去除探针并洗涤胚胎:吸去探针溶液并重新保存于-20 ℃;洗涤:65 ℃,100%HYB,每管700 μL洗涤1次,10 min;65 ℃,75%HYB:25% 2XSSC混合液,1 mL/管洗涤1次,15 min;65 ℃,50%HYB:50% 2XSSC混合液,1 mL/管洗涤1次,15 min;65 ℃,25%HYB:75% 2XSSC混合液,1 mL/管洗涤1次,15 min;65 ℃,2XSSC,1 mL/管洗涤1次,15 min;65 ℃,0.2XSSC,1 mL/管洗涤2次,30 min/次;室温,75% 0.2XSSC:25% MABT混合液,1 mL/管洗涤1次,10 min室温,50% 0.2XSSC:50% MABT混合液,1 mL/管洗涤1次,10 min;室温,25% 0.2XSSC:75% MABT混合液,1 mL/管洗涤1次,10 min;将胚胎转移至24孔板,MABT,1 mL/管洗涤1次,10 min;每管加入500 μL阻断溶液(阻断溶液12 mL配方:120 μL羔羊血清+2.4 mL10%block,MABT补充至12 mL),在摇床上慢摇,阻断3 h。
地高辛抗体检测(Anti-Dig Detection):加入新用阻断溶液4 000倍稀释的地高辛抗体(digitin antibody,anti-dig),每管300 μL,4 ℃摇动过夜。
第3天:
碱性磷酸酶底物染色:室温,MABT溶液处理胚胎5 min,6次;50 mL检测缓冲液AP buffer配制(现用现配):1 mol/L TrisHCl pH 9.5,5 mL;1 mol/L MgCl2,2.5 mL;5 mol/L NaCl,1 mL;10% Tween-20,0.5 mL;ddH2O, 41.25 mL;检测缓冲液AP buffer处理胚胎,1 mL/管洗涤 2次,5 min/次;
染色:显色缓冲液配制:AP缓冲液,1 000 μL;50 g/L NBT,4.5 μL;50 g/L BCIP(X-Phosphate),3.5 μL;显色液200 μL/管,室温温育,金属箔片包裹避光,置于于摇床上慢摇。不断观察染色情况。
终止显色:PBST 洗涤2次,1 min/次,然后用PBS洗涤1 min。
脱水处理:室温,体积分数30%乙醇PBS溶液,洗涤1次,2 min;室温,体积分数50%乙醇PBS溶液,洗涤1次,2 min;室温,体积分数70%乙醇水溶液,洗涤1次,2 min;体积分数100%乙醇,-20 ℃储存过夜。
复水:室温,体积分数70% 乙醇水溶液,洗涤1次,2 min;室温,体积分数50% 乙醇PBS溶液,洗涤1次,2 min;室温,体积分数30% 乙醇PBS溶液,洗涤1次,2 min;室温,PBST 洗涤2次,5 min/次;于解剖显微镜白场下拍照。
主要观察指标:①鱼藤素下调shield期斑马鱼胚胎中细胞周期蛋白D1的表达。②鱼藤素抑制斑马鱼胚胎发育结果。③鱼藤素下调受精后24 h斑马鱼胚胎中细胞周期蛋白D1的表达。