$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
NOTE : Milieu de culture de cellules souches mésenchymateuses (médias MSC) est établi au préalable, comme indiqué dans la Table des matières.
1. culture cellulaire
Remarque : Les cellules souches mésenchymateuses humaines peut provenir de la moelle osseuse, tissu adipeux ou autres sources11. Alternativement, les CSM peut être achetés chez un fournisseur. Le BMSC utilisés dans le présent protocole ont été dérivées de la moelle osseuse des patients et acheté auprès d’une société.
- Décongelez les 1 x 106 BMSC dans une fiole de T175 contenant 20 mL de médias MSC. Incuber les cellules à 37 ° C, avec 5 % de CO2 et remplacer les médias tous les 2-3 jours jusqu'à la confluence de 80 %.
- Laver les cellules avec 5 mL de solution 1 PBS x et jeter le PBS.
- Détacher les cellules en ajoutant 5 mL de 0,05 % trypsine-EDTA et en incubant les cellules pendant 5 min à 37 ° C. Appuyez sur les côtés du ballon afin de faciliter le détachement.
- Ajouter 15 mL de médias MSC pour inactiver la trypsine, de détacher les cellules de la surface et la pipette de haut en bas pour obtenir des suspensions de cellules du même.
- Recueillir les cellules dans un tube de 50 mL et la centrifuger pendant 5 min à 300 g pour granuler les cellules.
- Remettre en suspension les cellules dans 1 mL de médias MSC et de compter les cellules à l’aide d’un hémocytomètre.
Remarque : La moelle osseuse humaine primaire MSCs à confluence de 80 % dans une fiole de T175 est environ 2 x 106 cellules.
- CSM plaque à 2 000 cellules/cm2 dans les milieux frais de MSC à 5 flacons T175. Cultiver les cellules à 37 ° C, avec 5 % de CO2 et remplacer les médias tous les jours 2 et 3 jusqu'à obtient 5 flacons de 90 % confluentes T175 flacons.
2. EVs et biomolécules associés à RNA collection
NOTE : Media collection EV est établi au préalable (de l’aigle de la modification de Dulbecco Medium [DMEM] avec le sérum de veau fœtal [BF] 10 % et 1 % la pénicilline/streptomycine [P/S]). EV collection médias est normal MSC médias, mais préparé avec le commercial appauvris en EV SVF (Table des matières). C’est pour éviter la contamination des exRNA bovine de FBS, qui contient normalement exRNAs associé à EVs, ribonucléoprotéines et lipoprotéines. Pour préparation de bibliothèque petite ARN, exRNAs dérivés de 5 flacons confluentes de MSCs sont nécessaires pour permettre la construction de la bibliothèque.
- Laver les cellules 3 x avec 20 mL de PBS par T175 flacon. Ajouter 20 mL de médias collection EV par confluentes T175 flacon de MSCs et incuber à 37 ° C, avec 5 % de CO2 pendant 48 h.
- Recueillir les médias et centrifuger les médias pendant 10 min à 300 x g et 4 ° C.
- Recueillir le liquide surnageant et centrifuger les médias pendant 20 min à 2 000 x g et 4 ° C.
- Recueillir le liquide surnageant et centrifuger les médias pendant 30 min à 15 500 x g et 4 ° C. Puis recueillir le surnageant.
- Transfert des médias à tubes ultracentrifugeuse et pellet l’exRNAs pendant 90 min à 100 000 x g et 4 ° C. Un rotor à angle fixe est utilisé ici et le culot est ancré sur le côté du tube. Marquez le côté du couvercle et tracez un cercle sur le côté du tube où le culot est attendu.
- Retirez le surnageant, sécher l’intérieur du tube en renversant le tube sur un papier absorbant et utiliser de petits morceaux de papier absorbant pour enlever le liquide dans le tube sans toucher le fond du tube. Resuspendre le culot dans 200 μl de PBS au vortex pendant 30 s et pipetage et descendre de 20 x.
- Évaluer les véhicules électriques et les biomolécules à nanoparticules suivi d’analyse (NTA) (Figure 2).
NOTE : Les véhicules électriques et les biomolécules pouvant être évaluée par nanoparticules suivi d’analyse (NTA), diffusion de la lumière dynamique (DLS) ou transmission electron microscopy (TEM)12.
- Stocker le SVE et biomolécules à-80 ° C jusqu'à ce que des expériences plus loin en aval.
Remarque : Si les EVs vont être utilisées pour des études fonctionnelles, 20 % de glycérol s’ajoutent pour les protéger de se rompre. Les cellules peuvent être collectées à l’aide de procédures standards si nécessaire.
3. EVs et biomolécules associés à RNA collection de cellules différenciées
NOTE : EVs et ARN associés biomolécules peuvent également être prélevés dans les milieux de culture cellulaire tandis que les cellules subissent une différenciation. L’exemple décrit dans le protocole décrit la différenciation ostéoblastique et exRNA collection à jour 0 et 7 de la différenciation. Si aucune distinction n’est requise, puis sauter 3 Section et allez à la Section 4.
- Préparer les milieux de la différenciation ostéoblastique (DMEM avec 10 % BF, 1 % P/S, β-glycérophosphate de 10 mM, 10 dexaméthasone nM, 50 μM ascorbate-2-phosphate et 10 mM 1,25-vitamine-D3) frais chaque fois.
- Une fois que MSCs sont 80 % anastomosé, changer les médias MSC aux médias de différenciation ostéoblastique.
- Reconstituer les médias de différenciation ostéoblastique après 2 ou 3 jours.
- Jour 5 de différenciation, retirez le support et laver les cellules 3 x avec 20 mL de PBS par T175 flacon.
- Ajouter 20 mL de support de collection EV contenant des β-glycérophosphate de 10 mM, 10 dexaméthasone nM, ascorbate-2-phosphate de 50 μM à 10 mM 1,25-vitamine D3 par confluentes T175 flacon de MSCs. incuber les cellules à 37 ° C, avec 5 % de CO2 pendant 48 h pour s’assurer a continué différenciation tout en collectant les EVs et biomolécules.
- Recueillir des médias au jour 7 et continuer à isoler le SVE et biomolécules comme décrit aux points 2.2 à 2,6.
- Pour le contrôle de la qualité, semences cellules en 96 puits 6-puits afin d’évaluer la différenciation à l’aide d’un dosage de l’activité de la phosphatase alcaline (ALP) ou PCR quantitative (qPCR), respectivement.
Remarque : La Figure 3 est un exemple illustrant la différenciation des cellules ostéogénique.
4. extraction de l’ARN et contrôle de la qualité
- Décongeler les échantillons à l’étape 2.8 sur la glace. Extraire l’ARN utilisant un kit d’isolation d’ARN (Table des matières).
- Éluer l’ARN de la colonne fournie dans le kit d’isolation d’ARN (Table des matières) dans 100 μl d’eau exempte de RNase.
- Concentrer l’ARN par précipitation à l’éthanol en ajoutant 1 μL de glycogène, 10 μL 2 M pH 5,5 d’acétate de sodium et 250 μL d’éthanol à 99 % préalablement réfrigérées dans 100 μl de l’ARN purifié.
- Incuber les échantillons à-20 ° C durant la nuit à précipiter l’ARN. L’ARN a granulé par centrifugation pendant 20 min à 16 000 x g et 4 ° C.
Remarque : Le pellet est blanc en raison de la coprécipitation avec glycogène.
- Retirez le surnageant et laver le culot de RNA avec 1 mL d’éthanol à 75 %. Granulés de l’ARN à nouveau pendant 5 min à 16 000 x g et 4 ° C.
- Retirez l’éthanol et laissez le couvercle du tube RNA ouvert pendant 5-10 min à l’air sec le culot de RNA. Resuspendre le culot de RNA dans 7 μL d’eau exempte de RNase.
- Vérifier la qualité de RNA et de la concentration à l’aide d’une machine d’électrophorèse capillaire puce pour détecter l’ARN selon protocole du fabricant avant la construction de la bibliothèque.
Remarque : Une distribution de taille représentative de l’ARN est illustrée Figure 4.
- Extraire l’ARN cellulaire à l’aide d’un kit de purification commerciale (Table des matières) si nécessaire.
5. bibliothèque construction et contrôle de la qualité
NOTE : Bibliothèques de petits ARN sont construits à l’aide de kits commerciaux (Table des matières) avec des ajustements en raison de l’ARN basse d’entrée. Construction de la bibliothèque est effectuée sur le bloc refroidi.
- Refroidir le bloc chauffant pour tubes PCR 0,2 mL sur la glace et distribuer 5 μL de l’ARN de l’étape 4.6 dans tubes PCR de 0,2 mL RNase-libre sur un bloc refroidi.
- Diluer 3' adaptateurs (01:10) dans l’eau sans RNase dans un tube PCR de 0,2 mL RNase-libre. Ajouter 0,5 μL d’adaptateur dilué et mélanger avec 5 μL d’ARN de pipetage et descendre 8 x et centrifuger brièvement pour recueillir tout le liquide au fond du tube.
- Incuber le mélange adaptateur ARN et 3' à 70 ° C pendant 2 min dans un thermocycleur préchauffé et puis replacez l’échantillon sur le bloc refroidi.
- Ajouter 1 μL de tampon de ligature, 0,5 μL d’inhibiteur de RNase et 0,5 μL de ligase d’ARN T4 (mutant de délétion) dans le mélange de l’ARN et 3' adaptateur. La composition de pipetage et descendre 8 x et centrifuger brièvement.
- Incuber les tubes à 28 ° C pendant 1 h dans le thermocycleur préchauffé.
- Ajouter 0,5 μL de solution d’arrêt dans le tube à essais avec le tube restant dans le thermocycleur, mélanger en pipettant également, haut et bas x 8 et continuer à incuber à 28 ° C pendant 15 minutes.
- Diluer 5' adaptateurs (01:10) dans l’eau sans RNase dans un tube PCR de 0,2 mL RNase-libre. Ajouter 0,5 μL de 5' adaptateur dans un séparé libre de RNase 0,2 mL tube PCR, chaleur l’adaptateur 5' à 70 ° C pendant 2 min dans le thermocycleur préchauffé et placez l’échantillon sur le bloc refroidi.
- Ajouter 0,5 μL de 10 nM ATP, 0,5 μL de ligase d’ARN T4 au tube 5' adaptateur, mélanger en pipettant également monter et descendre de 8 x et centrifuger brièvement pour collecter tous les liquides dans le fond.
NOTE : Gardez l’adaptateur 5' sur bloc refroidi autant que possible.
- Ajouter 1,5 μL du mélange 5' adaptateur à l’échantillon de point 5.6 et mélanger très doucement par pipetage x 8 lentement. Incuber les échantillons à 28 ° C pendant 1 h dans le thermocycleur préchauffé.
- Diluer RT amorce 01:10 dans de l’eau exempte de RNase dans un tube de PCR de 0,2 mL de RNase-libre. Ajouter 0,5 μL d’apprêt de RT dilué dans l’échantillon de l’étape 5.9, mélange très délicatement en pipettant également monter et descendre de 8 x lentement et centrifuger brièvement.
- Incuber les échantillons à 70 ° C pendant 2 min dans le thermocycleur préchauffé et placez l’échantillon sur un bloc refroidi.
- Ajouter 1 μL de 5 x premier tampon strand, 0,5 μL du mélange dNTP 12,5 mM, 0,5 μL de 100 mM dithiothréitol (DTT), 0,5 μL d’inhibiteur de RNase et 0,5 μL de la transcriptase inverse. Mélanger très doucement en pipettant également monter et descendre de 8 x lentement et centrifuger brièvement.
- Incuber l’échantillon à 50 ° C pendant 1 h dans le thermocycleur préchauffé pour obtenir l’ADNc.
- Ajouter 4,25 μL d’eau ultrapure, 12,5 μL du mélange PCR, 1 μL d’apprêt index et 1 μL de l’amorce universelle dans l’ADNc. La composition de pipetage et descendre 8 x et centrifuger brièvement.
- Placer l’échantillon dans un thermocycleur et mis en place le cycler comme suit : 98 ° C pendant 30 s ; 15 cycles de 98 ° C pendant 10 s, 60 ° C pendant 30 s et 72 ° C pendant 15 s ; et au bout du cycle avec 72 ° C pendant 10 min.
Remarque : La bibliothèque de prête peut être stockée à-20 ° C pendant une semaine.
- Purifier la bibliothèque RNA séparant la bibliothèque sur un gel de l’ADN et en coupant le gel (gel extraction) entre 140 bp et 160 bp et la bibliothèque du gel suivant le protocole donné par le kit de construction de bibliothèque d’élution.
Remarque : Dans cette étude, la bibliothèque de prête de l’étape 5.15 est chargée sur un gel commercial (Table des matières) et la bibliothèque entre 140 bp et 160 bp est purifié dehors par un fractionnateur automatisé de taille sur les ADN (Table des matières) conformément à la protocole du fabricant.
- Se concentrer et se laver de la bibliothèque de l’étape 5.16 à l’aide d’un kit de purification PCR basée sur les colonnes (Table des matières) et éluer la bibliothèque dans l’eau sans RNase 10 μL enfin.
- Charge 1 μL de la bibliothèque purifiée sur une puce à ADN (Table des matières) pour vérifier la taille de la bibliothèque de base du protocole par le fabricant.
- Diluer 1 μL de la bibliothèque purifiée (1 : 1000) du pH 8.0 de 10 mM Tris-HCl à 0,05 %, polysorbate 20 et quantifier la bibliothèque de qPCR en utilisant un kit de quantification de la bibliothèque commerciale pour quantifier la concentration de bibliothèque en utilisant les normes de l’ADN dans le kit.
- Quantités égales de piscine des bibliothèques selon les exigences de la machine de séquençage et de la séquence sur un système de séquençage haut-débit.
Remarque : La construction de la bibliothèque d’ARN cellulaire peut être faite en utilisant les mêmes kits en suivant un protocole standard des kits.
6. bioinformatique pipeline
Remarque : Il s’agit d’un pipeline interne et les programmes utilisés ici sont répertoriés dans le Table des matières.
- Tailler loin lectures de faible qualité et retirer les lectures brutes de séquences d’adaptateur.
- Mapper les lectures propres à différents types d’ARN.
- Annoter les Arnt en autorisant deux décalages parce que les séquences fortement modifiées de tRNA causent misincorporation base fréquente par la transcriptase inverse.
- Annoter des miARN par cartographie de miARN humaine de miRBase v21 permettant à zéro non-correspondances. Puisque miARN est soumis A et U nontemplated 3' fin ajouts, séquences qui ne sont pas mappent sont garnis de jusqu'à trois A ou T ent après quoi lectures sont mappés aux miARN humaine et autres miARN de miRBase v21 permettant à zéro décalages de 3'.
- Annoter à l’autre les petits ARN (snRNA, Arnpno, piRNA et Y RNAs) en permettant une incompatibilité.
- Mapper les lectures restantes non mappés à long RNA datasets (ARNr, autre ARN de Rfam et ARNm) afin d’évaluer la dégradation.
- Annoter les séquences au génome humain.
- Annoter les séquences de génomes bactériens.
- Normaliser les miRNA expression à l’aide de la formule suivante : miRNA compte / total chiffres de tous les miARN mappé) x 106.