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xCELLigence系统实时检测神经毒性(二)

2020.7.13
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

1.5 荧光与光学显微镜
    在PEI包被 IbiTreat  µ-Slide 8-孔反应板(德国Munich,Ibidi) 上培养皮质神经元细胞,培养 6 天。然后,将培养细胞固定于 +4°C  磷酸缓冲液(PBS)(pH 7.4) 多聚甲醛中。使用 0.2% Triton X-100/PBS 对神经元细胞进行透化处理,使用 10%  (v/v) 标准山羊血清(NGS)与2% (v/v) 牛血清白蛋白 (BSA)PBS,于室温处理 1 小时进行终止。+4°C  环境下,将神经元细胞与神经元标志微管相关蛋白2 (microtubule-associated protein 2,MAP-2)  (英国剑桥Abcam, ab11267, HM-2, 1:600 稀释)小鼠单克隆抗体共同孵育,孵育过夜。第2  天,将细胞与山羊抗小鼠二抗(Alexa Fluor® 488 goat anti-mouse IgG (H+L) (Invitrogen,  1:250 稀释)共同孵育。使用DMI6000 B 倒置显微镜(德国,Leica )收集荧光成像信息,LAS AF  软件(德国Mannheim,Leica Microsystems 公司Leica Application Suite, Advanced  Fluorescence 2.2.0)分析。使用配备有 Lumenera Infinity 2 数字摄象机(加拿大  Ottawa,Lumenera 公司)的Axiovert 200 显微镜(德国 Jena ,Carl Zeiss  )获取光学显微镜的成像信息。10x 2.5 NA 物镜 (德国 Jena ,Carl Zeiss)采光,通过相差进行成像捕获。INFINITY  ANALYZE 软件 (Lumenera 公司) 数字成像记录与成像分析。

3 结果
3.1 神经元 HT-22 细胞增殖
    为对神经细胞系 HT-22 的生长与增殖情况进行评价,将细胞以不同密度(4500、8000 
与  20000 细胞每孔) 接种于 E-Plate 96 上,并使用xCELLigence RTCA MP 仪器进行监测,监测 48  小时。首先细胞粘附于培养孔表面后,阻抗会显著增加,后期实验中,HT-22 细胞增长稳定。最终的各生长曲线,斜率非常相似,仅各培养孔绝对 CI  值不同,CI 值随各自接种密度的(参见图 1A 与 B)不同而不同。

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图 1:E-Plate 96 中的 HT-22 细胞浓度梯度,及谷氨酸毒性检测。

(A) 将指定细胞密度的 HT-22 细胞接种于 E-Plate 96  上,并使用 xCELLigence 系统进行 48 小时记录。接种后 24 小时,使用谷氨酸对细胞进行处理。(B) HT-22 细胞指数  (CI) 值,在谷氨酸添加时间点进行标准化。(C) 持续性xCELLigence 细胞监测后,于 E-Plate 96 中进行 MTT  终点实验,对细胞活性进行检测。

     为进行 HT-22细胞死亡诱导,使用不同剂量的谷氨酸(3 与 5  mM)。这些细胞中,谷氨酸可导致谷氨酰胺的消耗,从而促进活性氧的生成,导致线粒体损伤与细胞死亡[2, 3]。谷氨酸处理后 8-10  小时期间,未检测到 CI 值改变。其后 4-6 小时期间,CI  值快速降低。阻抗曲线图反映出剂量依赖性的谷氨酸诱导的细胞死亡。阻抗测定后的E-Plate 96 反应板 MTT  实验结果进一步证实了本研究结果(参见图1C)。不同细胞接种密度与不同谷氨酸浓度下,细胞死亡的开始时间略有不同。如图  1B,xCELLigence记录阻抗图在药物给定时间点,对CI  值进行标准化。xCELLigence系统检测到的谷氨酸诱导的细胞死亡动态变化,同前期研究中谷氨酸诱导HT-22  细胞死亡的时间段及特征具有良好的重复性,包括线粒体断裂与细胞核 AIF 转位[2, 3, 4]。

3.2 CELLigence系统神经保护作用检测
     为测定xCELLigence 系统是否可检测神经保护作用,我们使用预凋亡BH-3 蛋白BID的小分子抑制剂,即 BI-6C9,来防止谷氨酸对  HT-22 细胞的毒性作用。如图 2A 所示,在HT-22细胞预先添加 3 mM或5 mM的谷氨酸的情况下,BI-6C9可有效防止谷氨酸诱导的  HT-22 细胞的凋亡。仪器记录的 BI-6C9 处理的细胞,无论是否添加谷氨酸,其CI 值均持续增加,表明BI-6C9  可维持细胞形态并延长细胞生存时间。而且使用实验终止后的E-Plate 96 孔板,及在实验时平行设置的附加标准 96  孔板,进行细胞增殖(MTT)实验 ,均验证了BI-6C9-介导的保护作用(参见图 2B)。这些结果进一步证实了xCELLigence系统
     可用于监测细胞活性。通过光学显微镜观察,将药物对 HT-22 细胞形态学的作用进行记录(参见图  2C)。添加谷氨酸后,细胞发生显著形态学改变,细胞固缩并从培养板脱落,阻抗降低。通过 xCELLigence 系统相应 CI  值监测记录,进一步证实了这种情况,监测记录表明,谷氨酸处理后,CI 值降低。然而在添加 BI-6C9 后,HT-22 细胞形态未改变,CI  值记录进一步证实了神经保护的作用(参见图 2A)。

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图 2:细胞阻抗检测HT-22 细胞神经保护作用。

(A)xCELLigence 系统对检测Bid 抑制剂 BI-6C9  的神经保护作用。接种后,使用 BI-6C9 与/或谷氨酸对 HT-22 细胞进行处理,记录 24 小时细胞指数(CI)值。(B)通过 MTT  ,对细胞活性进行检测,左侧列数据为E-Plate 96终止CI 后进行的检测,右侧列数据为标准 96  孔细胞培养板中进行的检测。(C)通过光学显微镜观察,记录药物对 HT-22 细胞形态学的作用。


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