基于生长曲线的大肠杆菌与丁酸梭菌对IPEC-J2细胞线粒体功能影响研究(二)
1 材料与方法
1.1 试验材料
主要仪器:CO2培养箱、厌氧工作站、光学显微镜、倒置荧光显微镜DMi8、NanoDrop2000、分光光度计、酶标仪、丹麦Biosense微生物生长动态监测系统等。
试剂材料:ATP检测试剂盒、线粒体膜电位检测试剂盒(JC-1)、活性氧检测试剂盒、Cell Counting Kit-8(CC-K8)试剂盒、脂质氧化(MDA)检测试剂盒、超氧化物歧化酶(SOD)检测试剂盒、Western及IP细胞裂解液、强化梭菌培养基(RCM)、改良吉姆萨染色液(20X)、PrimeScript™ RT reagent Kit with gDNA和LPS购自碧云天生物技术有限公司;总RNA提取试剂盒购自广州美吉生物科技有限公司;乙酸、丁酸、丙酸购自生工生物工程股份有限公司;猪肠道上皮细胞IPEC-J2购自上海通派生物科技有限公司;大肠杆菌来源于重庆市畜牧科学院生物工程研究所自主保种菌,丁酸梭菌购买于北纳生物公司进行了一代测序的保种菌种,保藏编号为DSM10702=ATCC19398。
1.2 测定指标和方法
1.2.1 大肠杆菌生长曲线的测定
1)接种环挑取大肠杆菌在LB固体培养基上,经三区划线后,置于37 ℃恒温培养箱中培养,待长出菌落。2)用接种环挑取3~5个单个菌落于含有5 mL LB液体培养基的试管中,置于37 ℃恒温摇床中200 r·min⁻¹培养12 h,获得种子液。3)将种子液按1:20的比例接种于装有100 mL LB液体培养基的丹麦Biosense微生物生长动态监测系统专用反应瓶中,混匀。4)将反应瓶置于该系统37 ℃恒温测量位(设置振荡速度200 r·min⁻¹),在软件中设定以OD600 nm为检测指标,自动连续监测25 h,系统实时记录吸光度数据并绘制生长曲线。5)取1、2、3、4和6 h时的菌液进行涂板计数(与系统监测同步取样)。
1.2.2 丁酸梭菌生长曲线的测定
1)接种环挑取丁酸梭菌在RCM固体培养基上,经三区划线后,置于37 ℃恒温厌氧工作站中培养至菌落形成。2)用接种环挑取3~5个单个菌落置于含有5 mL RCM液体培养基的试管中,于37 ℃恒温厌氧工作站中静置培养12 h,获得种子液。3)在厌氧环境下,将种子液按1:20的比例接种于装有100 mL RCM液体培养基的丹麦Biosense微生物生长动态监测系统(配备厌氧模块)专用反应瓶中,混匀。4)将反应瓶置于该系统37 ℃恒温厌氧测量位,在软件中设定以OD600 nm为检测指标,自动连续监测25 h,系统实时记录吸光度数据并绘制生长曲线。5)取1、2、3、4和6 h时的菌液进行涂板计数(与系统监测同步于厌氧环境下取样)。
1.2.3 大肠杆菌和丁酸梭菌悬液制备
1)将大肠杆菌(丁酸梭菌)培养至对数生长期内;2)取出菌液,4 000 r·min-1离心10 min,弃上清液,加入10 mL无菌PBS溶液洗涤3次;3)弃掉PBS后,加入DMEM基础培养基,吹打混匀,使用分光光度计在OD600 nm处测定吸光度,并配置不同浓度的菌悬液。
1.2.4 IPEC-J2细胞传代
猪肠道上皮细胞培养至达80%~90%汇合度即可传代培养,细胞传代3~4次后,收集细胞并进行细胞计数后用于试验。
1.2.5 细胞培养与处理
细胞接种:96孔板(细胞活性鉴定使用CCK-8):100 μL 2.5×105个·mL-1 IPEC-J2细胞悬液。12孔板(细胞形态结构、线粒体膜电位):1 mL 2.5×105·mL -1 IPEC-J2细胞悬液。24孔板(ATP、ROS、SOD、MDA、基因表达):1 mL 2.5×105·mL-1 IPEC-J2细胞悬液。培养条件:37 ℃、5%、CO2培养12 h,显微镜下观察到90%细胞贴壁后,弃掉培养基,PBS清洗2~3次。
分组处理:对照组:100 μL DMEM(CCK-8)、1 mL DMEM(其余检测组)。处理组:CCK-8组分别为1×108 CFU·mL-1大肠杆菌、1×107 CFU·mL-1大肠杆菌、1×108 CFU·mL-1丁酸梭菌、1×107 CFU·mL-1丁酸梭菌、1×106 CFU·mL-1丁酸梭菌、10 μg·mL-1 LPS、5 mmol·L-1乙酸、1 mmol·L-1丙酸和0.5 mmol·L-1丁酸,处理时间为1、3、6、12、24、48 h,每组3个重复。
细胞形态结构组分分别为1×109 CFU·mL-1大肠杆菌、1×108 CFU·mL-1大肠杆菌、1×107 CFU·mL-1大肠杆菌、1×108 CFU·mL-1丁酸梭菌、1×107 CFU·mL-1丁酸梭菌和1×106 CFU·mL-1丁酸梭菌,每组3个重复,处理时间为1、2和3 h。
其余各检测指标组分别为1×108 CFU·mL-1大肠杆菌、1×106 CFU·mL-1丁酸梭菌、10 μg·mL-1 LPS、5 mmol·L-1乙酸、1 mmol·L-1丙酸和0.5 mmol·L-1丁酸。每组设3个重复,处理时间为1 h。
终止处理:弃掉处理液,PBS清洗1次。
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