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WST-1 法

ドキュメント内 熊本大学学位論文 (ページ 148-166)

HHH H

8.  WST-1 法

血球計数盤を用いて計数したCaco-2 細胞を5 x 105 cells/mLに調製後、96ウェル培養 プレートの各ウェルに100 µLずつ播種し、37℃、5% CO2インキュベーター内で20時 間培養した。  培地を除去し、各ウェルをHBSS(100 µL)で注意して3回洗浄後、各 試験溶液を 100 µL 添加し、37℃で 1 時間インキュベートした。  試験溶液を除去後、

HBSS(100 µL)で注意して3回洗浄した。  各ウェルにHBSS 100 µL と WST-1 溶 液 10 µL 添加し、37℃で2時間インキュベートさせることで発色させ、マイクロプレー トリーダーを用いて450 nm における吸光度を測定した。  その際、参照波長は620 nm とした。

9.  SDS-ポリアクリルアミド電気泳動(SDS-PAGE)

Caco-2 細胞に作用させた上清溶液に2x sample buffer(4% SDS、20% グリセロール、

12% β-メルカプトエタノールおよび適量のブロモフェノールブルーを含む 0.1 M

Tris-HCl 緩衝液(pH 6.8))を等量加え、100℃、3分間加熱し、還元状態の泳動用試料 を作成した。  1 レーンあたり 20 µL の試料を各アクリルアミド濃度(P-gp および MRP2 ; 7%、flotillin-1 ; 10%、caveolin ; 15%)の running gel、4.75% stacking gel を 用いて電気泳動(20 mAで約1時間後、40 mA で約 2 時間)を行った。  泳動用緩衝 液として 0.192 M グリシン、0.1% SDS、0.025 M Tris を用いた。

10.  Caco-2 および Caco-2R 細胞単層膜の培養

血球計数盤を用いて計数した Caco-2 細胞を 2 x 105 cells/mL に調整後、Fig. 69 に示 すようなTranswell®(直径 3 µmの細孔をもつポリカーボネートメンブラン)に 1.5 mL 播種し、15 日間から 21 日間培養した。  なお、その間毎日培地交換を行った。  膜の basorateral 側には2.6 mLの DMEM を満たし、同様に培地交換を行った。

Fig. 69. Method of Transepithelial Electrical Resistance (TEER) Measurement of Caco-2 or Caco-2R Cell Monolayers on Transwell® Membrane

24 mm diameter insert 6 well cluster plate

6 well cluster plate Upper compartment

Cell Lower compartment Transwell

Microporous membrane

MILLPORE

Millicell®-ERS

11.  漏出成分の定量

[3H]Cholesterol の漏出

[3H]Cholesterol の漏出の評価は、Ohvo らの方法に準じて行った。96)  35 mm 組 織培養ディッシュに前述した方法で単層膜を形成させた後、[3H]cholesterol(5 µCi/mL

of serum) 含 有 DMEM で 24 時 間 培 養 す る こ と で 細 胞 内 コ レ ス テ ロ ー ル を

[3H]cholesterol に置換した。  DMEM を除去し、HBSS で3 回洗浄した。  各 CyDs 試験液を添加後、経時的に50 µL ずつサンプリングを行い、シンチレーター(HIONIC FLUORTM、Packard)2 mL に溶解し、液体シンチレーションカウンターにより 3H の放射活性を測定した。  漏出率を以下の式より算出した。

total [3H]cholesterol in sample

% [3H]Cholesterol efflux =

total [3H]cholesterol in the cells at time zero

リン脂質の漏出

35 mm 組織培養ディッシュに前述した方法で単層膜を形成させた後、DMEM を

除去し、HBSSで 3 回洗浄後、各 CyDs 試験液を添加した。  30 分間インキュベ ート後、上清液を遠心分離(4000 rpm、3 min)し、上清 0.5 mLをリン脂質C-テ ストワコー発色試液 0.5 mL と混合して発色後、分光光度計で 600 nm の吸光度を 測定し、リン脂質量を算出した。

総タンパク質の漏出

35 mm 組織培養ディッシュに前述した方法で単層膜を形成させた後、DMEM を

除去し、HBSSで 3 回洗浄後、各 CyDs 試験液を添加した。  30 分間インキュベ ート後、上清液を遠心分離(4000 rpm、3 min)し、上清 0.7 mLを20% トリクロ ロ酢酸溶液と混合し、氷上で 15 分間インキュベートした。  遠心分離(16,000 rpm、

15 min)し、上清を取り除き、冷アセトン 0.5 mL により pellet を洗浄後、遠心分 離(16,000 rpm、15 min)により冷アセトンを除去した。  15 分間乾燥させた pellet に直接 BCA kit working reagent 210 µL を加え、ピペッティングによりよく混和し

x 100

レートリーダーで 570 nm の吸光度を測定し、総タンパク質量を算出した。

12.  TEER 測定

  Transwell® にて単層膜を形成後、DMEM を HBSS に交換し、30 分間プレイン キュベーション後、各試験溶液を apical 側に添加し、経時的に TEER を測定した。 

TEER 測定には、Fig. 69 に示す Millicell®-ERS を用い、銀 / 塩化銀からなる2つ の電極を細胞単層膜の apical 側と basolateral 側にそれぞれ浸して測定した。

13.  Caco-2 および Caco-2R 細胞単層膜透過実験

Transwell® にて単層膜を形成後、DMEMをHBSSに交換し、30分間プレインキュベ ーションを行った。  各条件下で、各種薬物溶液を apical 側、あるいは basolateral 側 に添加し、経時的にそれぞれ反対側から 100 µL ずつサンプリングを行った。その際、

volume補正のため100 µLのHBSSを補った。  それぞれの薬物濃度は、以下に示す定 量法で測定した。  また、見かけの透過係数(Papp)は、時間(sec)に対する透過量(mol)

をプロットし、次式から算出した。

dQ / dt Papp =

A・C0

Q :透過量(mol)

A :細胞表面積(cm2) C0 :初濃度(mol/mL)

Papp :見かけの透過係数(cm/sec)

  タクロリムスの定量

  タクロリムス溶液を添加した層の反対側(apical 側または basolateral 側)から、

経時的に100 µLずつサンプリングし、in vivo 実験におけるEIAと同様の方法で定量 を行った。  ただし、抽出操作は省略した。

  ローダミン 123 の定量

  ローダミン 123 を添加した添加した層の反対側(apical 側または basolateral 側)

から、経時的に100 µLずつサンプリングし、蛍光検出器を用いてHPLC 法により定 量した。  HPLC 条件は以下の通りである。

HPLC条件

  カラム : TSK gel ODS-80TM (4.6 x 150 mm)   移動相 : アセトニトリル:1% 酢酸(2:3 v/v)

  流速 : 1.0 mL/min   注入量 : 20 µL

  検出波長 : 励起波長 507 nm、蛍光波長 529 nm

  BCECF の定量

  BCECF-AM(5 µM)を添加した層の反対側(apical 側または basolateral 側)か

ら、2 時間後に 1 mL ずつサンプリングし、蛍光分光光度計(日立 F-4500)を用い

て定量した。  励起波長は 439 nm、蛍光波長は525 nm とした。

  フェナセチンの定量

  Transwell® の apical 側から、経時的に100 µLずつサンプリングを行い、UV検出 器を用いてHPLC 法により定量した。  HPLC 条件は以下の通りである。

HPLC条件

  カラム : HYPERSIL ODS-5 (4.6 x 250 mm)   移動相 : アセトニトリル:水(1:1 v/v)

  流速 : 1.0 mL/min   注入量 : 20 µL

  検出波長 : 249 nm

[3H] mannitolの定量

  Transwell® の basolateral 側から、経時的に 100 µLずつサンプリングを行い、シ ンチレーター(HIONIC FLUORTM、Packard)2 mL に溶解し、液体シンチレーショ ンカウンターにより3Hの放射活性を測定した。

14.  Western blot 分析

1)試料の調製

35 mm 組織培養ディッシュに前述した方法で単層膜を形成させ、DMEM を除

去し、HBSSで3回洗浄した。  各試験液を 30 分間作用させた後、試験溶液を除 去し、HBSSで3回洗浄した。  Lysis buffer(3% SDS、2 mM dithiothreitol、

73 µM pepstatin A、0.1 mM leupeptin、1 mM phenylmethylsulfonyl fluorideを 含有したPBS)を 500 µL添加し、氷冷下で45 分間、5分おきに攪拌しながらイ ンキュベートした。  遠心分離(16,000 rpm、10 min)後、上清を分取し、lysate とした。  漏出タンパク質の検出は、35 mm 組織培養ディッシュに前述した方法 で単層膜を形成させ、DMEM を除去し、PBSで3回洗浄した後、細胞単層膜を各 種 CyD で 30 分間処理後、その上清を回収した。  上清3 mL(35 mm 組織培 養ディッシュ 2 枚分)をトリクロロ酢酸沈殿法により濃縮し試料とした。

2)  P-gp、MRP2、caveolin および flotillin-1 の検出

SDS-PAGE後、PVDF 膜に転写(100 V、3時間)した。  転写した PVDF 膜 をblocking buffer(5% skim milk、10 mM Tris pH 7.5、100 mM NaCl、0.1%

Tween 20)を用いて、25℃で 1 時間 blocking し、P-gp、MRP2、caveolin お よび flotillin-1 を検出するためにそれぞれの一次抗体(mouse anti-human P-gp C219 monoclonal antibody(1:100)、mouse anti-human MRP2 M2I-4 monoclonal antibody(1:100)、anti-caveolin C13630 polyclonal antibody(1:

5000)、mouse anti-flotillin-1 clone 18 antibody(1:250)) を25℃ で一晩作用 させた。  PBS - Tween 20(0.1%)で洗浄後、BSA(2%)- PBS - Tween 20(0.1%)

溶液で希釈した二次抗体(P-gp、MRP2 and flotillin-1;peroxidase-conjugated sheep anti-mouse IgG antibody(1:1000)、caveolin;peroxidase-conjugated donkey anti-rabbit IgG antibody(1:5000))を25℃ で1時間作用させた。  PBS - Tween 20(0.1%)溶液で洗浄後、ECL Western blotting analysis system

(Amersham)を用いてそれぞれのバンドを検出した。

15.  Cholesterol-loaded DM-β-CyD 試験液の調製

コレステロール粉末(200 mg)をねじ口試験管 (15 mL) に入れ、10 mM DM-β-CyD

(HBSS)溶液10 mL を加えて密栓し、溶解平衡に達するまで (7日間) 振盪した。  そ の 溶 液 を 遠 心 分 離 後 (2,000 rpm、5 min)、 上 清 を フ ィ ル タ ー (Advantec 製 DISMIC-3CP)でろ過し、cholesterol-loaded DM-β-CyD 試験液を得た。  ろ液中のコ レステロール濃度を HPLC 法により定量したところ、1.55±0.03 mM(0.6±0.01 mg/mL)であった。

HPLC条件

  カラム : µBONDAPAK C18(4.6 x 250 mm)

  移動相 : アセトニトリル:イソプロパノール(60:40 v/v)

  流速 : 1.0 mL/min   注入量 : 20 µL   検出波長 : 202 nm 16.  銀染色

35 mm 組織培養ディッシュに前述した方法で単層膜を形成させ、DMEM を除去し、

HBSSで3回洗浄した後、単層膜を各種 CyD で 30 分間処理後、その上清を回収した。 

上清3 mL(35 mm 組織培養ディッシュ 2 枚分)をトリクロロ酢酸沈殿法により濃縮

し試料とした。  試料に 1x sample buffer 20 µL を加え、100℃で 3 分間加熱し、還 元状態の泳動用試料を作成した。  SDS-PAGE 終了後、ゲルを銀染色キットを用いて 銀染色した。

17.  Reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR)分析 1)Total RNAの抽出

  60 mm 組織培養ディッシュに前述した方法で単層膜を形成させ、DMEM を除

去し、HBSS で 3 回洗浄した。  各試験液を 30 分間作用させた後、試験溶液を 除去し、HBSSで3回洗浄した。  0.05% トリプシン / 0.02% EDTA 溶液を用い て細胞を剥離し、遠心分離(4000 rpm、3 min)後、上清を除去した。  RNeasy Mini Kit(QIAGEN)を用いて、total RNAを抽出し、DNase(1 units)および RNase 阻害剤(35 unit)を用いて、37℃で 30 分間処理した。  分光光度計にて 260 nm の吸光度を測定し全 RNA 量を算出した。

2)RT 反応

  全 RNA(3 µg)に対して、下記に示すそれぞれの reverse プライマー(1 µM)

2 µL、5x first strand buffer 4 µL、0.1 M dithiothreitol 2 µL、10 mM deoxynucleoside triphosphate(dNTP) 混 合 液 1 µL お よ び 逆 転 写 酵 素

(SuperScript II®)1 µL を加え、PCR Thermal Cycler を用い 42℃ で 50 分間 RT 反応を行い、それぞれの cDNA を得た。

3)PCR 反応

  Diethylpyrocarbonate(DEPC)処理水 78.5 µL、10x PCR buffer 10 µL、25 mM MgCl2 6 µL、10 mM dNTP 混合液 2 µLおよび下記に示すそれぞれの forward

(3’)プライマーと reverse(5’)プライマーを 0.5 µL ずつ加え、さらにRT 反 応で得られたそれぞれの反応物含有溶液 2 µL および耐熱性ポリメラーゼ(Taq DNA polymerase、5 U/µL)溶液 0.5 µL を混合し、PCR Thermal Cycler を用い、

95℃で 11 分間プレインキュベートしポリメラーゼを活性化後、94℃ で 1 分間

の変性、55℃ で 1 分間のアニーリング、72℃ で 2 分間のDNA伸長反応を 25 サイクル行い、DNA を増幅した。

4)アガロースゲル電気泳動

  PCR により増幅された DNA 10 µL に10x loading buffer 1 µL を加え、全量 を 0.1 mg/mL エチジウムブロマイドを含む 0.5x TBE(Tris-borate EDTA;45 mM Tris、45 mM ホウ酸、1 mM EDTA)で作成した2% アガロースゲルに添加 後、ミニゲル電気泳動層(Mupid)にて泳動した。  トランスイルミネーターによ りゲルを撮影した。

各遺伝子に対するプライマー

human MDR1 (PCR product: 541 bp)

forward : 5’-GAGGTGAAGAAGGGCCAGACG-3’

reverse : 5’-TTCTGGATGGTGGACAGGCGGTGA-3’

human MRP2 (PCR product: 558 bp)

forward : 5’-GAAGACGATGACTATGGGCTGA-3’

reverse : 5’-ACGAAACCAAAGGCACTCCAGA.-3’

human β-actin (PCR product: 314 bp)

forward : 5’-TCCTGTGGCATCCACGAAACT-3’

reverse : 5’-GAAGCATTTGCGGTGGACGAT-3’

18.  Flow cytometry

35 mm組織培養ディッシュに前述した方法で単層膜を形成させ、DMEM を除去し、

HBSSで3回洗浄した。  各濃度の CyDs を溶解させた HBSS を 2 mL 加え 30 分 間作用させた後、溶液を除去し、HBSS で 3 回洗浄した。  P-gp 発現量の回復実験に おいては、DM-β-CyD(10 mM)で処理後、HBSSを10% FCS 含有 DMEM に置換 し、各回復時間インキュベートした(37℃、5% CO2)。  また、ローダミン123 の取り 込み実験においては、DM-β-CyD で処理後、0.5 µM ローダミン123 溶液を添加し、37℃

で 60 分間インキュベートした。  洗浄後、0.05% トリプシン / 0.02% EDTA 溶液を 用いて細胞を剥離し、遠心分離(4,000 rpm、3 min)後、上清を除去した。  細胞を0.1%

NaN3含有HBSS 100 µLに懸濁し、2 x 106 cells/100 µLに調整後、PE標識抗P-gp抗 体UIC2を20 µL加え、細胞膜表面のP-gpを標識(4℃、30min)した。  HBSSで3 回洗浄後、遠心分離(4,000 rpm、3 min)し、上清を除去した。  1 mLのHBSSに再 懸濁し、試料とした。  FACSCalibur® により細胞の蛍光強度を測定し、Cell Quest® に より解析した。

19.  カベオラ画分の分離

  カベオラ画分の単離は、Lisanti 等の方法に準じて行った。97)  150 mm 組織培養デ ィッシュに前述した方法で単層膜を形成させ、DMEM を除去し、HBSS で3 回洗浄し た。  各濃度の CyDs を溶解させた HBSS を 2 mL 加え 30 分間作用させた後、溶 液を除去し、HBSS で 3 回洗浄した。  カベオラ画分の分離は、Fig. 70 に示すように、

sucrose 密度勾配遠心法により行い、すべての操作を氷冷下で行った。  まず、500 mM

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