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      彗星試驗(yàn)檢測哺乳動(dòng)物細(xì)胞DNA損傷樣品制備方法

      2014-08-12 05:13:12王楠薛永來杜道林
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年6期

      王楠+薛永來+杜道林

      摘要:彗星試驗(yàn)(comet assay)是近年來逐步發(fā)展起來的1種檢測單細(xì)胞水平DNA損傷的新技術(shù),該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于遺傳毒理學(xué)、,輻射生物學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域。在堿性SCGE基礎(chǔ)上,對哺乳動(dòng)物細(xì)胞SCGE檢測樣品制備的方法進(jìn)行了改進(jìn)與優(yōu)化,使改進(jìn)后的方法更加快速簡便、易于推廣。

      關(guān)鍵詞:彗星實(shí)驗(yàn)(單細(xì)胞凝膠電泳);DNA損傷;HepG2細(xì)胞;電泳圖像質(zhì)量

      中圖分類號(hào): Q291;X503.22文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2014)06-0041-02

      收稿日期:2013-10-04

      基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(編號(hào):31100379);江蘇省高校自然科學(xué)基金(編號(hào):11KJB610001);中國博士后科學(xué)基金(編號(hào):20100470062);江蘇省博士后基金(編號(hào):1001024C)。

      作者簡介:王楠(1984—),男,山西大同人,碩士,從事環(huán)境毒理學(xué)研究。E-mail:nan.wuhan.2006@163.com

      通信作者:杜道林,博士,教授,從事生態(tài)學(xué)研究。E-mail:ddl@ujs.edu.cn。DNA存儲(chǔ)著生物體賴以生存繁衍的遺傳信息,細(xì)胞DNA損傷是細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。當(dāng)細(xì)胞受到損傷時(shí),其DNA雙鏈會(huì)發(fā)生斷裂,斷裂過程中會(huì)發(fā)生特異性級(jí)聯(lián)生化反應(yīng),依賴Ca2+、Mg2+的核酸內(nèi)切酶被激活,優(yōu)先作用于連接DNA的核小體間區(qū)域,將DNA鏈切割成180~200 bp或其倍數(shù)的片段,在彗星電泳中發(fā)生斷裂的DNA遷移速度與遷移距離均數(shù)倍于正常細(xì)胞的核DNA,呈現(xiàn)脫離細(xì)胞核的“彗星”狀,據(jù)此可將DNA受損細(xì)胞與正常細(xì)胞區(qū)分開[1]。彗星試驗(yàn)(comet assay)也被稱作單細(xì)胞凝膠電泳(SCGE),是1種在單細(xì)胞水平上檢測真核細(xì)胞DNA損傷的方法。通過測定細(xì)胞電泳時(shí)彗星出現(xiàn)率、彗尾DNA含量百分比、彗尾長度等指標(biāo),即可對細(xì)胞藥物引起細(xì)胞DNA損傷進(jìn)行全面評(píng)價(jià)[2]。1993年,Olive等首次將彗星試驗(yàn)應(yīng)用于細(xì)胞凋亡檢測[3]。真核細(xì)胞的DNA分子量較大,DNA呈負(fù)超螺旋結(jié)構(gòu)附著在核基質(zhì)中,采用瓊脂糖凝膠將細(xì)胞包埋在細(xì)胞裂解液下,細(xì)胞膜、核膜等被破壞,細(xì)胞內(nèi)的RNA、蛋白質(zhì)等其他成分進(jìn)入凝膠,繼而擴(kuò)散到裂解液中,核DNA仍然保持纏繞狀,附著在剩余的核骨架上,并留在原位。在強(qiáng)堿(pH值為13)電泳液中電泳時(shí),若細(xì)胞未受到損傷,核DNA分子量大且未發(fā)生斷裂,仍停留在核基質(zhì)中,經(jīng)熒光染料染色后,核在原位形成1個(gè)明亮的頭部,無拖尾現(xiàn)象;若細(xì)胞受損,會(huì)出現(xiàn)DNA單鏈或雙鏈斷裂,強(qiáng)堿環(huán)境下DNA解旋為單鏈,DNA斷裂片段進(jìn)入凝膠中,在電場力作用下,斷裂的DNA片段因攜帶負(fù)電荷脫離核DNA向陽極移動(dòng),DNA碎片形成彗星狀尾部,即可形成彗星圖像。彗星電泳檢測技術(shù)具有所需樣品量少、適用于任何真核細(xì)胞、靈敏度高、細(xì)胞不需處于有絲分裂期、無需放射性標(biāo)記等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于真核細(xì)胞DNA損傷及修復(fù)、藥物篩選、腫瘤發(fā)病機(jī)制與治療等研究。目前,用于彗星電泳檢測分析的樣品制備過程主要包括樣品凝膠制備、細(xì)胞裂解、解旋與電泳、中和洗滌、熒光染色、采用彗星凝膠電泳攝像系統(tǒng)拍攝熒光照片等步驟。通常,熒光染色步驟中所使用的熒光染料為溴化乙錠(ethidium bromide,EB),EB是1種強(qiáng)誘變劑,容易揮發(fā),對操作人員的健康造成威脅。使用后的染色玻片直接扔進(jìn)垃圾箱可能會(huì)對周圍環(huán)境造成潛在危害。此外,目前用于彗星電泳分析所制備的凝膠玻片通常要鋪3層凝膠,且在后續(xù)裂解、電泳及漂洗過程中,凝膠極易脫離載玻片,造成制膠失敗,影響彗星電泳技術(shù)的推廣與應(yīng)用。咪唑類離子液體因具有不揮發(fā)、不易燃、導(dǎo)電性強(qiáng)、性質(zhì)穩(wěn)定、對許多無機(jī)鹽及有機(jī)物有良好的溶解性等物化性質(zhì),使得其在化學(xué)合成、催化、電化學(xué)、分析化學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[4]。然而,研究表明,咪唑類離子液體不僅對細(xì)菌及真菌的生長具有很強(qiáng)的抑制作用,對人類上皮細(xì)胞也具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性,且細(xì)胞毒性隨著離子液體烷基側(cè)鏈長度的增加而增加[5-8]。本研究采用基于人肝臟腫瘤細(xì)胞系HepG2的彗星試驗(yàn)檢測了離子液體1-丁基-3-甲基溴代鹽([C8mim]Br)的DNA損傷作用,旨在為評(píng)價(jià)咪唑類離子液體的遺傳毒性提供依據(jù)。

      1材料與方法

      1.1材料

      [C8mim]Br(上海成捷化學(xué)有限公司),純度>99%,[C8mim]Br用0.01 mol/L磷酸緩沖溶液(PBS)溶解,貯存液濃度為10 mol/L,4 ℃保存,臨用時(shí)用10%胎牛血清培養(yǎng)液稀釋至所需濃度;DMEM培養(yǎng)基、正常熔點(diǎn)瓊脂糖(NMA)、低熔點(diǎn)瓊脂糖(LMA)、Gel Red核酸凝膠染料均為美國Gibco公司產(chǎn)品;胎牛血清(杭州四季青生物工程材料有限公司),-20 ℃ 保存,臨用時(shí)經(jīng)56 ℃水浴滅活 30 min;胰蛋白酶(美國Amresco公司);其他試劑均為分析純。

      1.2主要儀器

      CO2培養(yǎng)箱(美國Heal Force公司)、TE601-L電子天平、BS124S分析天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)、JM250水平電泳儀(大連捷邁科技發(fā)展有限公司)、Ti-E2000型倒置熒光顯微鏡(Nikon公司)、超凈工作臺(tái)(蘇州市新區(qū)楓橋凈化設(shè)備廠)。

      1.3方法

      1.3.1細(xì)胞培養(yǎng)HepG2細(xì)胞來源于American Type Culture Collection(ATCC HB-8065),購自江蘇大學(xué)藥學(xué)院。細(xì)胞貼壁生長于DMEM培養(yǎng)液中,培養(yǎng)液中加入10%胎牛血清、100 U/mL 青霉素、100 μg/mL鏈霉素,置于37 ℃、5% CO2、飽和濕度的二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每天換液,每隔2~3 d傳代。

      1.3.2細(xì)胞處理取處于對數(shù)生長期的細(xì)胞,用0.25%胰蛋白酶消化液收獲,調(diào)節(jié)細(xì)胞濃度為1×106個(gè)/mL,接種于6孔板中,培養(yǎng)24 h至80%融合度,分別加入[C8mim]Br至終濃度為1、2 mmol/L,37 ℃下作用24 h,以0.1 mmol/L H2O2作為陽性對照,作用1 h。以PBS為陰性對照。細(xì)胞染毒后,用PBS洗滌2次,800 r/min離心5 min收集細(xì)胞,將細(xì)胞重懸于1 mL預(yù)冷PBS中,用臺(tái)盼藍(lán)法測定細(xì)胞存活率>95%,調(diào)整細(xì)胞濃度為1×105~5×105個(gè)/mL備用。

      1.3.3凝膠制備第1層膠制備:將100 μL 1%正常熔點(diǎn)的瓊脂糖滴至磨砂邊載玻片上,用另一塊玻片均勻推開,蓋上蓋玻片后迅速置于4 ℃冰箱中固化10 min。第2層膠制備:將 60 μL 待測細(xì)胞懸液與0.78%低熔點(diǎn)瓊脂糖在42 ℃水浴中按1 ∶2(體積比)混合,滴80 μL上述混合液至第1層膠上,蓋上蓋玻片置于4 ℃冰箱中固化10 min。得到鋪有2層凝膠的玻片。

      1.3.4細(xì)胞裂解用彎頭鑷子小心平移走蓋玻片,將鋪有2層凝膠的玻片浸入裝有預(yù)冷細(xì)胞裂解液(2.5 mol/L NaCl、100 mmol/L Na2EDTA、10 mmol/L pH值為10的Tris緩沖液、1%肌氨酸鈉、1% Triton X-100、10% DMSO)的平皿中,4 ℃避光裂解1 h。取出載玻片,用蒸餾水輕輕漂洗2次。

      1.3.5DNA解鏈與電泳將上述細(xì)胞裂解后的玻片置于水平電泳槽正極端,緩緩倒入新配制的電泳緩沖液(1 mmol/L Na2EDTA,300 mmol/L NaOH,pH 值為13),約覆蓋過玻片膠面0.3 cm左右,避光靜置30 min,電泳電壓為25 V,電流 300 mA 電泳20 min。

      1.3.6中和脫水將電泳后的玻片浸入0.4 mmol/L pH值為7.5 的Tris-HCl中和緩沖液中浸洗3遍,用0.01 mol/L PBS洗凈,玻片依次經(jīng)體積分?jǐn)?shù)為50%、75%、100%的乙醇梯度脫水,每次2 min,室溫下晾干。

      1.3.7熒光染色在脫水后的玻片上滴20 μL Gel Red核酸凝膠染料,用蓋玻片輕輕推開Gel Red染料,使Gel Red在瓊脂糖表面均勻鋪開,蓋上蓋玻片,避光染色10 min。

      1.3.8 鏡檢拍照將制得的樣品玻片與空白對照玻片置于倒置熒光顯微鏡下,激發(fā)波長為515~560 nm,用100倍物鏡觀察,每個(gè)樣本隨機(jī)選擇10~20個(gè)細(xì)胞拍照攝取圖像。每個(gè)樣品玻片隨機(jī)選取10個(gè)拖尾細(xì)胞,采用CASP彗星分析軟件測量彗星尾長(tail length)、彗星尾力矩(tail moment)、彗星尾DNA百分含量。

      1.3.9數(shù)據(jù)分析采用Origin7.5軟件分析數(shù)據(jù)。

      2結(jié)果與分析

      ,[C8mim]Br與HepG2細(xì)胞接觸24 h,在熒光顯微鏡下,經(jīng)Gel Red 染色的細(xì)胞DNA呈橘紅色,未發(fā)生斷裂的DNA只有1個(gè)完整的頭部,斷裂的DNA形成拖尾,HepG2細(xì)胞呈現(xiàn)“彗星”樣細(xì)胞,,隨著[C8mim]Br劑量的增加,拖尾現(xiàn)象更加明顯,表明細(xì)胞DNA損傷程度加重。由表1可知,咪唑類離子液體[C8mim]Br可誘發(fā)HepG2細(xì)胞DNA原始損傷。

      表1不同濃度[C8mim]Br 下HepG2細(xì)胞DNA損傷程度

      受試物濃度(mmol/L)彗尾DNA含量(%)彗星尾長(μm)彗星尾力矩(μm)PBS 2.2±0.313.1±4.90.4±0.1H2O20.163.0±9.3**145.2±20.0**81.6±11.9**[C8mim]Br1.022.7±3.8**79.0±12.5**25.4±3.9**2.038.2±1.8**105.3±14.8**47.3±3.8**注:同列數(shù)據(jù)后“**”表示差異極顯著。

      3結(jié)論與討論

      彗星試驗(yàn)是一種靈敏、可靠的檢測細(xì)胞核DNA損傷的技術(shù),可以檢測DNA雙鏈斷裂、單鏈斷裂、堿基不穩(wěn)定位點(diǎn)等多種類型損傷,是評(píng)價(jià)外來化合物遺傳毒性的有效手段。近年來,研究人員采用HepG2細(xì)胞彗星試驗(yàn)對消毒劑處理飲用水的有機(jī)提取物以及農(nóng)藥等的遺傳毒性進(jìn)行了研究[9-10]。本研究所涉及的凝膠制片步驟只要鋪2層膠,與傳統(tǒng)的彗星試驗(yàn)樣品玻片要鋪3層膠的“三明治”鋪膠工藝相比,具有可操作性強(qiáng)、不易脫膠、易于推廣等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),采用梯度乙醇對樣本進(jìn)行脫水,可使樣本脫水更加徹底,分析彗星電泳圖像時(shí),可減弱熒光衰減程度,提高圖像質(zhì)量。此外,與傳統(tǒng)熒光染料相比,Gel Red核酸凝膠染料低毒、穩(wěn)定,對哺乳動(dòng)物細(xì)胞毒性小,且廢棄物不會(huì)造成環(huán)境污染。

      參考文獻(xiàn):

      [1]Dizdaroglu M,Jaruga P,Birincioglu M,et al. Free radical-induced damage to DNA:mechanisms and measurement[J]. Free Radical Biology and Medicine,2002,32(11):1102-1115.

      [2]Ostling O,Johanson K J. Microelectrophoretic study of radiation-induced DNA damages in individual mammalion cells[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications,1984,123(1):291-298.

      [3]Olive P L,Banáth J P,Durand R E. Heterogeneity in radiation-induced DNA damage and repair in tumor and normal cells measured using the “comet” assay[J]. Radiation Research,1990,122(1):86-94.

      [4]肖小華,劉淑娟,劉霞,等. 離子液體及其在分離分析中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 分析化學(xué),2005,33(4):569-574.

      [5]Babalola G O. Anti-bacterial activity of synthetic N-heterocyclic oxidizing compounds[J]. Letters in Applied Microbiology,1998,26(1):43-46.

      [6]Li G J,Shen J R,Zhu Y L. Study of pyridinium-type functional polymers. Ⅱ. Antibacterial activity of soluble pyridinium-type polymers[J]. Journal of Applied Polymer Science,1998,67(10):1761-1768.

      [7]Kelman D,Kashman Y,Rosenberg E,et al. Antimicrobial activity of the reef sponge Amphimedon viridis from the Red Sea:evidence for selective toxicity[J]. Aquatic Microbial Ecology,2001,24(1):9-16.

      [8]Pernak J,Chwaa P. Synthesis and anti-microbial activities of choline-like quaternary ammonium chlorides[J]. European Journal of Medicinal Chemistry,2003,38(11/12):1035-1042.

      [9]杜海榮,曹賢文,張榮,等. 不同消毒劑處理飲用水的有機(jī)提取物對HepG2細(xì)胞DNA的損傷作用[J]. 環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué),2008,25(6):557-560.

      [10]周炯林,連勇,彭雙清,等. 敵敵畏、樂果和馬拉硫磷誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞DNA損傷的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 癌變·畸變·突變,2010,22(2):126-129.趙瀟. 不同水稻受體材料對潔凈DNA轉(zhuǎn)化效率的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,42(6):43-47.

      1.3.3凝膠制備第1層膠制備:將100 μL 1%正常熔點(diǎn)的瓊脂糖滴至磨砂邊載玻片上,用另一塊玻片均勻推開,蓋上蓋玻片后迅速置于4 ℃冰箱中固化10 min。第2層膠制備:將 60 μL 待測細(xì)胞懸液與0.78%低熔點(diǎn)瓊脂糖在42 ℃水浴中按1 ∶2(體積比)混合,滴80 μL上述混合液至第1層膠上,蓋上蓋玻片置于4 ℃冰箱中固化10 min。得到鋪有2層凝膠的玻片。

      1.3.4細(xì)胞裂解用彎頭鑷子小心平移走蓋玻片,將鋪有2層凝膠的玻片浸入裝有預(yù)冷細(xì)胞裂解液(2.5 mol/L NaCl、100 mmol/L Na2EDTA、10 mmol/L pH值為10的Tris緩沖液、1%肌氨酸鈉、1% Triton X-100、10% DMSO)的平皿中,4 ℃避光裂解1 h。取出載玻片,用蒸餾水輕輕漂洗2次。

      1.3.5DNA解鏈與電泳將上述細(xì)胞裂解后的玻片置于水平電泳槽正極端,緩緩倒入新配制的電泳緩沖液(1 mmol/L Na2EDTA,300 mmol/L NaOH,pH 值為13),約覆蓋過玻片膠面0.3 cm左右,避光靜置30 min,電泳電壓為25 V,電流 300 mA 電泳20 min。

      1.3.6中和脫水將電泳后的玻片浸入0.4 mmol/L pH值為7.5 的Tris-HCl中和緩沖液中浸洗3遍,用0.01 mol/L PBS洗凈,玻片依次經(jīng)體積分?jǐn)?shù)為50%、75%、100%的乙醇梯度脫水,每次2 min,室溫下晾干。

      1.3.7熒光染色在脫水后的玻片上滴20 μL Gel Red核酸凝膠染料,用蓋玻片輕輕推開Gel Red染料,使Gel Red在瓊脂糖表面均勻鋪開,蓋上蓋玻片,避光染色10 min。

      1.3.8 鏡檢拍照將制得的樣品玻片與空白對照玻片置于倒置熒光顯微鏡下,激發(fā)波長為515~560 nm,用100倍物鏡觀察,每個(gè)樣本隨機(jī)選擇10~20個(gè)細(xì)胞拍照攝取圖像。每個(gè)樣品玻片隨機(jī)選取10個(gè)拖尾細(xì)胞,采用CASP彗星分析軟件測量彗星尾長(tail length)、彗星尾力矩(tail moment)、彗星尾DNA百分含量。

      1.3.9數(shù)據(jù)分析采用Origin7.5軟件分析數(shù)據(jù)。

      2結(jié)果與分析

      ,[C8mim]Br與HepG2細(xì)胞接觸24 h,在熒光顯微鏡下,經(jīng)Gel Red 染色的細(xì)胞DNA呈橘紅色,未發(fā)生斷裂的DNA只有1個(gè)完整的頭部,斷裂的DNA形成拖尾,HepG2細(xì)胞呈現(xiàn)“彗星”樣細(xì)胞,,隨著[C8mim]Br劑量的增加,拖尾現(xiàn)象更加明顯,表明細(xì)胞DNA損傷程度加重。由表1可知,咪唑類離子液體[C8mim]Br可誘發(fā)HepG2細(xì)胞DNA原始損傷。

      表1不同濃度[C8mim]Br 下HepG2細(xì)胞DNA損傷程度

      受試物濃度(mmol/L)彗尾DNA含量(%)彗星尾長(μm)彗星尾力矩(μm)PBS 2.2±0.313.1±4.90.4±0.1H2O20.163.0±9.3**145.2±20.0**81.6±11.9**[C8mim]Br1.022.7±3.8**79.0±12.5**25.4±3.9**2.038.2±1.8**105.3±14.8**47.3±3.8**注:同列數(shù)據(jù)后“**”表示差異極顯著。

      3結(jié)論與討論

      彗星試驗(yàn)是一種靈敏、可靠的檢測細(xì)胞核DNA損傷的技術(shù),可以檢測DNA雙鏈斷裂、單鏈斷裂、堿基不穩(wěn)定位點(diǎn)等多種類型損傷,是評(píng)價(jià)外來化合物遺傳毒性的有效手段。近年來,研究人員采用HepG2細(xì)胞彗星試驗(yàn)對消毒劑處理飲用水的有機(jī)提取物以及農(nóng)藥等的遺傳毒性進(jìn)行了研究[9-10]。本研究所涉及的凝膠制片步驟只要鋪2層膠,與傳統(tǒng)的彗星試驗(yàn)樣品玻片要鋪3層膠的“三明治”鋪膠工藝相比,具有可操作性強(qiáng)、不易脫膠、易于推廣等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),采用梯度乙醇對樣本進(jìn)行脫水,可使樣本脫水更加徹底,分析彗星電泳圖像時(shí),可減弱熒光衰減程度,提高圖像質(zhì)量。此外,與傳統(tǒng)熒光染料相比,Gel Red核酸凝膠染料低毒、穩(wěn)定,對哺乳動(dòng)物細(xì)胞毒性小,且廢棄物不會(huì)造成環(huán)境污染。

      參考文獻(xiàn):

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      [3]Olive P L,Banáth J P,Durand R E. Heterogeneity in radiation-induced DNA damage and repair in tumor and normal cells measured using the “comet” assay[J]. Radiation Research,1990,122(1):86-94.

      [4]肖小華,劉淑娟,劉霞,等. 離子液體及其在分離分析中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 分析化學(xué),2005,33(4):569-574.

      [5]Babalola G O. Anti-bacterial activity of synthetic N-heterocyclic oxidizing compounds[J]. Letters in Applied Microbiology,1998,26(1):43-46.

      [6]Li G J,Shen J R,Zhu Y L. Study of pyridinium-type functional polymers. Ⅱ. Antibacterial activity of soluble pyridinium-type polymers[J]. Journal of Applied Polymer Science,1998,67(10):1761-1768.

      [7]Kelman D,Kashman Y,Rosenberg E,et al. Antimicrobial activity of the reef sponge Amphimedon viridis from the Red Sea:evidence for selective toxicity[J]. Aquatic Microbial Ecology,2001,24(1):9-16.

      [8]Pernak J,Chwaa P. Synthesis and anti-microbial activities of choline-like quaternary ammonium chlorides[J]. European Journal of Medicinal Chemistry,2003,38(11/12):1035-1042.

      [9]杜海榮,曹賢文,張榮,等. 不同消毒劑處理飲用水的有機(jī)提取物對HepG2細(xì)胞DNA的損傷作用[J]. 環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué),2008,25(6):557-560.

      [10]周炯林,連勇,彭雙清,等. 敵敵畏、樂果和馬拉硫磷誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞DNA損傷的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 癌變·畸變·突變,2010,22(2):126-129.趙瀟. 不同水稻受體材料對潔凈DNA轉(zhuǎn)化效率的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,42(6):43-47.

      1.3.3凝膠制備第1層膠制備:將100 μL 1%正常熔點(diǎn)的瓊脂糖滴至磨砂邊載玻片上,用另一塊玻片均勻推開,蓋上蓋玻片后迅速置于4 ℃冰箱中固化10 min。第2層膠制備:將 60 μL 待測細(xì)胞懸液與0.78%低熔點(diǎn)瓊脂糖在42 ℃水浴中按1 ∶2(體積比)混合,滴80 μL上述混合液至第1層膠上,蓋上蓋玻片置于4 ℃冰箱中固化10 min。得到鋪有2層凝膠的玻片。

      1.3.4細(xì)胞裂解用彎頭鑷子小心平移走蓋玻片,將鋪有2層凝膠的玻片浸入裝有預(yù)冷細(xì)胞裂解液(2.5 mol/L NaCl、100 mmol/L Na2EDTA、10 mmol/L pH值為10的Tris緩沖液、1%肌氨酸鈉、1% Triton X-100、10% DMSO)的平皿中,4 ℃避光裂解1 h。取出載玻片,用蒸餾水輕輕漂洗2次。

      1.3.5DNA解鏈與電泳將上述細(xì)胞裂解后的玻片置于水平電泳槽正極端,緩緩倒入新配制的電泳緩沖液(1 mmol/L Na2EDTA,300 mmol/L NaOH,pH 值為13),約覆蓋過玻片膠面0.3 cm左右,避光靜置30 min,電泳電壓為25 V,電流 300 mA 電泳20 min。

      1.3.6中和脫水將電泳后的玻片浸入0.4 mmol/L pH值為7.5 的Tris-HCl中和緩沖液中浸洗3遍,用0.01 mol/L PBS洗凈,玻片依次經(jīng)體積分?jǐn)?shù)為50%、75%、100%的乙醇梯度脫水,每次2 min,室溫下晾干。

      1.3.7熒光染色在脫水后的玻片上滴20 μL Gel Red核酸凝膠染料,用蓋玻片輕輕推開Gel Red染料,使Gel Red在瓊脂糖表面均勻鋪開,蓋上蓋玻片,避光染色10 min。

      1.3.8 鏡檢拍照將制得的樣品玻片與空白對照玻片置于倒置熒光顯微鏡下,激發(fā)波長為515~560 nm,用100倍物鏡觀察,每個(gè)樣本隨機(jī)選擇10~20個(gè)細(xì)胞拍照攝取圖像。每個(gè)樣品玻片隨機(jī)選取10個(gè)拖尾細(xì)胞,采用CASP彗星分析軟件測量彗星尾長(tail length)、彗星尾力矩(tail moment)、彗星尾DNA百分含量。

      1.3.9數(shù)據(jù)分析采用Origin7.5軟件分析數(shù)據(jù)。

      2結(jié)果與分析

      ,[C8mim]Br與HepG2細(xì)胞接觸24 h,在熒光顯微鏡下,經(jīng)Gel Red 染色的細(xì)胞DNA呈橘紅色,未發(fā)生斷裂的DNA只有1個(gè)完整的頭部,斷裂的DNA形成拖尾,HepG2細(xì)胞呈現(xiàn)“彗星”樣細(xì)胞,,隨著[C8mim]Br劑量的增加,拖尾現(xiàn)象更加明顯,表明細(xì)胞DNA損傷程度加重。由表1可知,咪唑類離子液體[C8mim]Br可誘發(fā)HepG2細(xì)胞DNA原始損傷。

      表1不同濃度[C8mim]Br 下HepG2細(xì)胞DNA損傷程度

      受試物濃度(mmol/L)彗尾DNA含量(%)彗星尾長(μm)彗星尾力矩(μm)PBS 2.2±0.313.1±4.90.4±0.1H2O20.163.0±9.3**145.2±20.0**81.6±11.9**[C8mim]Br1.022.7±3.8**79.0±12.5**25.4±3.9**2.038.2±1.8**105.3±14.8**47.3±3.8**注:同列數(shù)據(jù)后“**”表示差異極顯著。

      3結(jié)論與討論

      彗星試驗(yàn)是一種靈敏、可靠的檢測細(xì)胞核DNA損傷的技術(shù),可以檢測DNA雙鏈斷裂、單鏈斷裂、堿基不穩(wěn)定位點(diǎn)等多種類型損傷,是評(píng)價(jià)外來化合物遺傳毒性的有效手段。近年來,研究人員采用HepG2細(xì)胞彗星試驗(yàn)對消毒劑處理飲用水的有機(jī)提取物以及農(nóng)藥等的遺傳毒性進(jìn)行了研究[9-10]。本研究所涉及的凝膠制片步驟只要鋪2層膠,與傳統(tǒng)的彗星試驗(yàn)樣品玻片要鋪3層膠的“三明治”鋪膠工藝相比,具有可操作性強(qiáng)、不易脫膠、易于推廣等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),采用梯度乙醇對樣本進(jìn)行脫水,可使樣本脫水更加徹底,分析彗星電泳圖像時(shí),可減弱熒光衰減程度,提高圖像質(zhì)量。此外,與傳統(tǒng)熒光染料相比,Gel Red核酸凝膠染料低毒、穩(wěn)定,對哺乳動(dòng)物細(xì)胞毒性小,且廢棄物不會(huì)造成環(huán)境污染。

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