1.1 设计 细胞学体外实验。
1.2 时间及地点 于2016年1月至2017年2月在天津医科大学动物实验室中心完成。
1.3 材料 冻存的人牙周膜细胞(中国医学科学院);脂联素(上海生工有限公司);胰蛋白酶(美国Sigma公司);细胞培养箱(德国Heraeus Sepatech 公司);DMEM培养基、胎牛血清和PBS(美国Hyclone公司);Trizol试剂盒(美国Invitrogen公司);BCA蛋白浓度测试试剂盒(增强型)、5×SDS蛋白上样缓冲液、20×TBS缓冲液(南京建成生物);超净工作台(艺斯高上海贸易有限公司);Wnt1 、Wnt10b及β-catenin一抗为兔抗人多克隆抗体,Wnt1 、Wnt10b及β-catenin的二抗为HRP标记的山羊抗兔多克隆抗体,内参GAPDH采用小鼠抗人单克隆抗体,其二抗为HRP标记的山羊抗小鼠多克隆抗体,所有的抗体均是由艾康生物技术(杭州)有限公司提供;MTT(南京建成生物),流式细胞仪(天津医科大学提供)。
1.4 方法
1.4.1 人牙周膜细胞增殖 将冻存的牙周膜细胞置于60 ℃恒温水浴箱,30 s内进行快速复苏。融化之后迅速将细胞转入EP管并向其中加入RPMI1640培养基,重复小心吹打细胞使其均匀分布,随后离心弃上清液。将复苏完成后的牙周膜细胞用RPMI1640完全培养基进行稀释并将细胞浓度调整为1×109 L-1,继续传代培养后在倒置相差显微镜下观察细胞形态[3]。
1.4.2 人牙周膜细胞体外培养及其分组 取处于对数生长期的牙周膜细胞,收集清洗细胞后用1640完全培养液将细胞浓度调整为6×1012 L-1。将所有细胞随机平均分为4组:对照组(正常RPMI1640完全培养基,葡萄糖浓度为 11 mmol/L),高糖组(葡萄糖浓度40 mmol/L的RPMI1640培养基),甘露醇组(RPMI1640培养基+甘露醇19.5 mmol/L)和脂联素组(葡萄糖浓度40 mmol/L的RPMI1640培养基+ 20 mg/L脂联素)。将各组的牙周膜细胞分别置于96孔板和6孔板,96孔板用于MTT测定各组细胞的存活率,6孔板用于收集细胞以进行流式细胞术测定以及测定信号通路中关键分子的蛋白和mRNA表达。将所有细胞置于体积分数5% CO2细胞培养箱中进行培养,并于培养24,48,72,96 h取出细胞,并测定其生化指标。
1.4.3 MTT比色法测定细胞存活率 在培养24,48,72和96 h将各组96孔板分别取出,收集离心弃上清,小心洗涤牙周膜细胞并将细胞浓度调整为6×108 L-1。细胞培养板上每孔小心吸弃100 μL细胞悬液,随后加入100 μL不含胎牛血清的RPMI1640培养液,同时加入5 g/L MTT 100 μL,继续培养4 h。培养结束后,每孔加入100 μL的DMSO溶液,静置10-15 min。待细胞培养板上各孔中的紫色结晶均完全溶解之后,于酶标仪570 nm波长下读取吸光度值。
1.4.4 流式细胞术检测各组人牙周膜细胞周期及凋亡情况 首先配置染色剂碘化丙啶(含50 mg/L PI,20 mg/L RNaseA,1 g/L枸橼酸钠,pH值约为7.4),4 ℃避光保存。取出培养24-96 h的细胞,PBS洗涤5次后吹打重悬,使细胞浓度达到5×108 L-1;在-20 ℃下提前预冷,用终体积分数75%乙醇溶液进行细胞固定,之后在-20 ℃下放置过夜;取出固定完毕的细胞样品,离心弃上清后加入预冷的PBS,再次离心弃上清收集细胞;加入RNaseA试剂重悬细胞消化30 min,再加入碘化丙啶溶液,4 ℃黑暗处理条件下染色30 min。将细胞样品转移到流式细胞仪的检测管中上机检测,根据细胞有丝分裂各个时期DNA含量的变化规律进行细胞周期分布和细胞凋亡率的检测[14]。
1.4.5 RT-PCR法检测Wnt1、Wnt10b及β-catenin的mRNA表达水平 用PBS清洗细胞3次,运用TRIzol法集取细胞的总RNA,用cDNA合成试剂盒的反转录合成cDNA。进行RT-PCR反应检测Wnt1、Wnt10b及β-catenin基因表达。采用RT-PCR法以检测培养24-96 h后4个实验处理组细胞中Wnt1,Wnt10b及β-catenin基因的相对表达水平。每个检测重复3次。
通过Oligo 7.36 Demo软件设计引物(表1)。提取细胞RNA并反转录为cDNA,采用2-??Ct分析法,以GAPDH基因作为内参,测定牙周膜细胞Wnt1,Wnt10b及β-catenin mRNA相对表达水平。
表1 引物序列表
Table 1 Primer sequences
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名称
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引物
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片段长度(bp)
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Wnt1
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上游:5' -GAA ACC GCC GCT GAA CT-3'
下游:5'-CTC TCC AAA GTC CAT GTC ATG G-3
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104
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Wnt10b
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上游:5'-TGG AAG AAT GCG GCT CTA G-3'
下游:5'-CTC TCC AAA GTC CAT GTC ATG G-3
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142
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β-catenin
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上游:5'-GAT TAA CTA TCA GGA TGA CGC G-3'
下游:5'-TCC ATC CCT TCC TGC TTA GTC-3'
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134
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GAPDH
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上游:5'-ACC ACA GTC CAT GCC ATC AC-3
下游:5'-TCC ACC ACC CTG TTG CTG TA-3'
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158
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1.4.6 Western blot法检测Wnt1、Wnt10b及β-catenin蛋白的表达水平 细胞培养24-96 h之后收集并测定细胞中的蛋白浓度,将细胞裂解之并将之稀释至相同的蛋白浓度,100 ℃煮沸5 min使蛋白变性。每组取蛋白40 μg,10%SDS-PAGE凝胶电泳(70 V,30 min;100 V,90 min);转膜(200 mA,3 h)至PVDF膜;5%脱脂牛奶室温封闭2 h (或4 ℃过夜);Wnt1、Wnt10b及β-catenin一抗(兔抗人多克隆抗体)1∶500,4 ℃过夜,TBST洗8 min×5,加
1∶5 000稀释的HRP标记的二抗(羊抗兔多克隆抗体)室温 1 h,TBST洗8 min×5次后ECL法显影。X -ray曝光检测目的条带。GAPDH作为内参照,测定Wnt1,Wnt10b及β-catenin蛋白质相对表达水平。
1.5 主要观察指标 ①各组细胞的细胞存活情况;②各组细胞周期及凋亡情况的变化;③Wnt1、Wnt10b及β-catenin的mRNA及蛋白表达水平