脂质过氧化物(LPO)检测在缺血再灌注损伤研究中的应用:取样时间点、组织取样与指标搭配
在心、脑、肾、肝等器官的缺血再灌注损伤研究中,脂质过氧化几乎是必测的氧化损伤指标之一。
但同样是检测脂质过氧化,缺血持续多久、再灌注后什么时候取样、取哪个组织区域,以及一份组织需要分给多少项检测,都会影响最终结果的可比性。
本文结合常见的缺血再灌注实验设计,以亚科因 CheKine™ LPO脂质过氧化物含量检测试剂盒(微量法,货号 KTB1051)为例,介绍 LPO 检测的指标搭配、组织和血清样本处理方法,以及如何估算取样量和选择结果表示方式。
一、缺血再灌注损伤与脂质过氧化有什么关系?
缺血期间,组织供血中断,能量代谢受到影响。恢复血流后,氧气重新进入组织,线粒体、黄嘌呤氧化酶、NADPH 氧化酶等来源会产生大量活性氧。
这些活性氧攻击细胞膜脂中的不饱和脂肪酸,引发脂质过氧化,同时伴随钙超载和炎症反应,最终造成细胞损伤和死亡。
因此,研究缺血再灌注损伤时,经常会检测脂质过氧化水平。一方面可以了解组织的氧化损伤程度,另一方面也可以比较药物处理或基因干预前后,氧化损伤是否有所减轻。
二、常见的缺血再灌注模型与取材部位
不同器官采用的缺血再灌注模型不同,取样部位也有区别。
| 研究对象 | 常见模型 | 常见取材部位 |
|---|---|---|
| 心脏 | 冠状动脉左前降支结扎后再灌注;离体心脏灌注 | 缺血区、梗死周边区 |
| 脑 | 大脑中动脉阻塞后再灌注 | 缺血侧大脑皮层、纹状体 |
| 肾 | 肾蒂夹闭后松开 | 肾皮质、髓质 |
| 肝 | 肝门血管阻断后恢复灌注 | 缺血叶 |
| 细胞 | 氧糖剥夺/复氧、缺氧/复氧 | 细胞裂解液 |
取材时要根据研究目的确定具体区域,并保证各组取样部位一致。例如,研究心肌缺血再灌注损伤时,需要提前明确检测的是缺血区还是梗死周边区,避免不同组取材位置不一致,影响后续比较。
三、LPO 检测通常和哪些指标一起做?
缺血再灌注损伤涉及组织结构、器官功能和氧化应激等多方面变化,因此实验中通常会搭配不同类型的检测指标。
| 检测层面 | 常见指标 |
|---|---|
| 损伤范围与组织形态 | TTC 染色梗死体积、HE 染色等组织学观察 |
| 器官功能与血清标志物 | 心功能或神经功能评分;肝损伤检测 ALT、AST;肾损伤检测肌酐、尿素氮;心肌损伤检测心肌酶等 |
| 氧化损伤 | LPO、MDA |
| 抗氧化体系 | SOD、GSH-Px、CAT 等酶活性 |
LPO 检测主要用于比较不同组别的氧化损伤水平,例如假手术组、缺血再灌注组和干预组之间的差异。
以亚科因 KTB1051 为例,该试剂盒利用 MDA 与 TBA 缩合生成显色产物,在 535 nm 和 600 nm 处读取吸光度。其检测范围为 0.625–80 nmol/mL,适用于动植物组织、细胞、血清(浆)等样本。
如果研究需要与既往的 MDA 数据进行比较,也可以选用 MDA试剂盒(货号 KTB1050)。
如果计划同时检测 LPO 和 MDA,建议在实验方法中分别说明两项检测的原理,并在结果讨论中考虑它们之间的关系。由于 KTB1051 的显色反应涉及 MDA 与 TBA,两项读数不宜直接视为互相独立的氧化损伤证据。
四、组织、血清和细胞样本怎么处理?
不同类型的样本,前处理方法有所区别。
| 样本类型 | 处理方法 |
|---|---|
| 组织 | 称取约 0.1 g 组织,加入 1 mL Extraction Buffer Ⅰ,冰浴匀浆;8000 g、4℃ 离心 10 min,取上清,置于冰上待测 |
| 血清(浆) | 直接检测 |
| 细胞 | 收集 5×10⁶ 个细胞,用预冷 PBS 清洗,800 g 离心 2 min,弃上清;加入 0.4 mL Extraction Buffer Ⅱ,冰浴超声破碎;8000 g、4℃ 离心 10 min,取上清 |
组织取出后,需要先冲洗吗?
缺血再灌注后的组织可能出现充血或出血。如果组织表面残留较多血液,可能影响比色读数,也会影响不同组之间的比较。
建议组织取出后,先用预冷 PBS 或生理盐水冲洗表面残血,吸干后再称重、匀浆。
如果实验中安排了动物灌注冲洗,各组也要采用统一的处理方式。
样本可以保存多久?
推荐使用新鲜样本。如果不能立即检测,可以在 -80℃ 保存 1 个月。室温解冻需在 4 小时内完成。
按照 KTB1051 的检测用量,每个反应需要加入 100 µL 样本。如果获得 1 mL 组织上清,理论上最多可以用于 10 个反应。
五、实验设计时,建议提前考虑这五件事
1. 分组:除了模型组,还需要哪些对照?
常见的缺血再灌注实验至少包括假手术组、缺血再灌注组和干预组。
如果采用药物干预,还需要考虑溶剂本身是否会影响检测结果,因此通常需要设置相应的溶剂对照。
必要时,还可以增加“假手术 + 干预”组,观察干预措施本身是否会改变相关指标。
2. 取样时间:只测一个再灌注时间点够不够?
脂质过氧化水平会随着再灌注时间发生变化。
如果只在一个时间点取样,可能无法观察到完整的变化过程。因此,研究中建议根据实验目的设置多个再灌注时间点,比较不同阶段的 LPO 水平。
需要注意的是,同一批实验中,各组的缺血时长、再灌注取样时间和取材区域应保持一致,避免实验条件差异影响结果。
3. 组织分配:LPO、TTC 和病理检测怎么安排?
缺血再灌注实验通常不只检测 LPO。同一个器官可能还需要用于 TTC 染色、病理切片和其他生化指标检测。
而 KTB1051 每份组织样本约需 0.1 g。对于小动物的心脏、肾脏等重量有限的器官,最好在实验开始前就确定各项检测的组织用量。
用于 LPO 检测的组织,应在 TTC 染色、固定或其他处理前先截取。
如果不能立即检测,可以在 -80℃ 保存,并在 1 个月内完成检测。已经染色或固定的组织不应再用于 LPO 检测,因为这些处理会改变组织状态。
例如,计划进行以下实验:
| 实验设计 | 样本数 | LPO 检测所需组织量 |
|---|---|---|
| 3 个组 × 3 个时间点 × 每组 6 只动物 | 54 | 约 5.4 g |
以上按每份样本 0.1 g 计算,不包括预实验用量。实际需要多少组织,应根据具体分组和样本数计算。
4. 结果表示:按鲜重还是按蛋白浓度归一化?
LPO 检测结果可以采用不同的归一化方式:
血清(浆)样本: 按体积表示,单位为 nmol/mL。
组织样本: 按鲜重表示,单位为 nmol/g;或按蛋白浓度表示,单位为 nmol/mg prot。
对于缺血再灌注模型,需要特别考虑组织水肿的影响。
缺血再灌注后,组织可能出现水肿,不同组的含水量也可能不同。如果按鲜重归一化,这些差异可能影响最终读数。
因此,这类实验建议优先考虑按蛋白浓度归一化。
如果选择按蛋白浓度表示,需要额外测定样本蛋白浓度,可搭配亚科因 KTD3001 BCA 蛋白定量试剂盒。该试剂盒适用于动植物组织、细胞或细菌、血清(浆)等样本。
如果选择按鲜重表示,则需要在匀浆前准确称重并做好记录,同时在实验方法中说明归一化方式,在讨论结果时考虑组织含水量差异。
无论采用哪一种方式,都应在实验设计阶段确定,并保证各组使用相同的计算方法。
5. 预实验:先确认吸光度是否在合适范围内
正式进行批量检测前,建议先选择 2–3 个预期差异较大的样本进行预实验,例如假手术组和缺血再灌注组的样本。
预实验主要用于判断样本的吸光度是否处于合适范围。
测定管 ΔA 小于 0.004: 可适当加大样本量。
测定管 ΔA 大于 1.5: 可用对应的 Extraction Buffer 稀释样本,最终结果乘以稀释倍数;也可以减少提取时使用的样本量。
需要注意,稀释后的样本应重新配管,并重新进行水浴和离心步骤。
这些问题最好在预实验阶段发现,以免正式检测时因样本浓度不合适而重新操作。
六、一个常见的缺血再灌注实验设计
如果研究目的是观察某种药物或基因干预能否减轻缺血再灌注引起的氧化损伤,可以参考以下分组:
| 组别 | 实验处理 | 主要研究问题 |
|---|---|---|
| 1 | 假手术 | 了解正常基线水平 |
| 2 | 缺血再灌注 | 观察氧化损伤是否上升 |
| 3 | 缺血再灌注 + 干预(药物或基因干预) | 判断干预能否减轻氧化损伤 |
| 4 | 假手术 + 干预 | 排除干预本身对指标的影响 |
实验中,各组保持相同的缺血时长,并在再灌注后的多个时间点取样。
每组同步进行 LPO 检测,再结合组织学变化、器官功能和抗氧化酶活性等结果,判断缺血再灌注造成的损伤及干预效果。
七、解读 LPO 结果时,容易遇到的三个问题
1. 只看 LPO,能判断缺血再灌注损伤程度吗?
LPO 主要反映脂质过氧化相关的氧化损伤,不能单独代表全部组织损伤。
例如,某项干预使 LPO 水平下降,可以说明相应的氧化损伤指标发生了变化,但要判断组织损伤是否减轻,还需要结合梗死范围、组织学变化或器官功能等指标。
2. 不同区域的组织可以放在一起比较吗?
同一个器官内,缺血区与非缺血区的脂质过氧化水平可能存在明显差异。
如果部分样本来自缺血区,另一部分来自非缺血区,就可能因为取样位置不同而掩盖组间差异。
因此,正式实验前应确定取材区域,并在所有组别中统一执行。
3. 单一时间点没有差异,是否说明 LPO 没有变化?
脂质过氧化水平在再灌注过程中可能发生动态变化。
只检测一个时间点,可能错过某些阶段的变化。因此,如果研究目的是观察缺血再灌注过程中氧化损伤的变化,建议设置多个再灌注时间点,而不是仅根据单个时间点的结果判断。
八、LPO 试剂盒选购与指标搭配
哪些实验适合使用 KTB1051?
如果实验需要比较假手术组、缺血再灌注组和干预组之间的 LPO 水平,或者需要对多个再灌注时间点的组织、血清样本进行批量定量检测,可以考虑使用 KTB1051。
使用前需要确认实验室具备以下设备条件:
支持 535 nm 和 600 nm 读数的酶标仪
95℃ 水浴锅
离心机
其他检测指标怎么搭配?
可根据研究器官和实验目的,选择以下指标及试剂盒。
| 检测层面 | 检测指标 | 可选试剂盒 |
|---|---|---|
| 脂质过氧化 | LPO | KTB1051 |
| 脂质过氧化 | MDA | KTB1050 |
| 抗氧化体系 | SOD、GSH-Px、CAT | KTB1030、KTB1640、KTB1040 |
| 肝损伤(肝缺血再灌注) | ALT | KTB1410 |
| 肝损伤(肝缺血再灌注) | AST | KTB1420 |
| 其他器官损伤标志物 | 肌酐、尿素氮、心肌酶等 | KTB1002、KTB1511 |
缺血再灌注与铁死亡之间的关系也是目前的研究热点。如果实验涉及铁死亡,可以参考《LPO脂质过氧化物检测与铁死亡研究:指标怎么选、怎么搭配》,了解相关检测指标的选择。
有关组织、细胞和血清样本的具体操作流程,可参考《LPO脂质过氧化物含量检测实验方案:组织、细胞与血清样本的操作流程》。
如果还在比较不同的 LPO 检测试剂盒,可以阅读《LPO脂质过氧化物检测试剂盒怎么选?从检测对象到实验设备的选购要点》。
常见问题
Q1:做一次 LPO 检测,需要多少组织?
每份组织样本约需 0.1 g,加入 1 mL Extraction Buffer Ⅰ 后冰浴匀浆,再按实验流程离心取上清。
Q2:缺血再灌注后的组织,取出后需要冲洗吗?
建议冲洗。缺血再灌注后的组织可能出现充血或出血,可以用预冷 PBS 或生理盐水冲洗表面残血,吸干后再称重、匀浆。各组需要采用统一的处理方式。
Q3:血清样本可以直接检测吗?
可以。血清(浆)等液体样本可以直接检测,结果可按体积表示,单位为 nmol/mL。
Q4:组织出现水肿,LPO 结果按鲜重还是按蛋白浓度表示?
建议优先考虑按蛋白浓度表示。
缺血再灌注后的组织可能发生水肿,各组含水量差异会影响按鲜重归一化的结果。
按鲜重表示也可以,但需要在实验方法中写明,并在结果讨论中考虑含水量差异。
如果采用蛋白归一化,需要额外测定样本蛋白浓度,可使用 KTD3001 BCA蛋白定量试剂盒。两种方式都应在实验设计阶段确定,并保证各组一致。
Q5:样本可以冻存后再检测吗?
可以。推荐使用新鲜样本;如果不能立即检测,可以在 -80℃ 保存 1 个月。室温解冻需在 4 小时内完成。
本文提到的产品仅供科学研究使用,不适用于临床诊断。
