1. Isolamento Exosome
- Crescere le cellule in mezzo con exosome senza siero. Pertanto, qualsiasi siero aggiunti al mezzo di coltura cellulare dovrebbe essere impoverito di esosomi da ultracentrifugazione a 120 000 xg per tutta la notte a 4 ° C prima dell'uso.
- Trasferire la sospensione di cellule di tubi conici.
- Centrifugare a 300 xg per 10 minuti a 4 ° C per agglomerare le cellule.
- Trasferire il surnatante per ultracentrifuga tubi e se non completamente pieno aggiungere PBS.
- Centrifugare il campione a 16 500 xg per 20 minuti a 4 ° C per rimuovere ulteriori cellule e detriti cellulari.
- Filtrare il surnatante con un filtro 0,2 micron per rimuovere le particelle più grandi di 200 nm.
- Trasferire il surnatante filtrato per tubi ultracentrifuga nuove e sigillare i tubi prima ultracentrifuga a 120 000 xg per 70 minuti a 4 ° C per far sedimentare il esosomi.
- Scartare il surnatante.
- Per massimo recupero exosome, risospendere il exosome arricchireed pellet ripetutamente in un piccolo volume (circa 3 x 50 ml) di un buffer adeguato. Questo buffer dipende dal esperimenti previsti a valle dopo l'isolamento exosome. Per esempio, tampone di lisi viene utilizzato per l'isolamento delle proteine e RNA, PBS viene utilizzato per la microscopia elettronica e di citometria a flusso e funzionale per gli studi medi possono essere preferiti.
Nota; esosomi possono anche essere isolate da fluidi corporei diversi, come il plasma, utilizzando la stessa procedura per i terreni di coltura delle cellule. Per fluidi viscosi, può essere necessario diluire il campione con PBS prima della centrifugazione e dalla filtrazione passo. In relazione alla velocità di centrifugazione per il punto 5 di cui sopra, può essere aumentato a 29 500 xg, e il ultracentrifugazione al punto 7 può essere esteso a 90 minuti 18.
Se il campione deve essere ulteriormente purificato il exosome pellet può essere quotata in un gradiente di saccarosio e il esosomi sarà principalmente si trovano nella frazione representing una densità di 1,13-1,19 g / ml 2.
2. Identificazione Exosome al microscopio elettronico
- Per ulteriori eliminare proteine contaminanti, risospendere il pellet exosome arricchito in PBS e ultracentrifuga a 120 000 xg per 70 minuti a 4 ° C a ri-pellet il esosomi.
- Prendete una piccola aliquota del campione per l'isolamento delle proteine e la misurazione delle proteine totali. Assicurarsi che solo una piccola parte del campione è lisati e utilizzato per la misurazione delle proteine e mantenere intatto il esosomi, risolto in PBS, separati o su ghiaccio a -80 ° C per ulteriori esperimenti.
- Mettere una goccia, circa 10 mg di proteina exosomal del esosomi intatto risospeso in PBS, su un Parafilm. Poi, con una pinza, delicatamente la posizione di una griglia di carbonio rivestito formvar nichel sopra ogni goccia per 30-60 minuti. Assicurarsi che la griglia è posizionato con il lato di fronte al calo rivestimento contenente esosomi.
- Luogo tre gocce, ogni microlitri 30, di PBS su tha Parafilm e lavare la griglia di posizionamento in sequenza la griglia sopra delle gocce di PBS, e utilizzare una carta assorbente in mezzo. Utilizzare la carta assorbente con delicatezza solo tenendolo vicino al lato della griglia, senza contatto con la superficie rivestita.
- Fissare il campione mediante deposito un calo del 2% paraformaldeide sul Parafilm e posizionare la griglia nella parte superiore della goccia per 10 minuti.
- Ripetere la fase di lavaggio di cui al punto 4, prima di immunostaining con un anticorpo appropriato. Gli anticorpi utilizzati sono anti-CD63 e anti-MHC di classe II. Microscopia elettronica può essere eseguita anche senza immunocolorazione come esosomi possono essere identificati esclusivamente in base alle dimensioni e morfologia. Tuttavia, si consiglia di valutare l', morfologia dimensioni e la presenza di una proteina di membrana per una convalida più conclusivo.
- Trasferire la griglia per un calo del 30 microlitri della anticorpo primario di scelta e incubare per 40 minuti. Lavare, ripetendo il punto 4, ma usare lo 0,1% di BSA in PBS invece di PBS solo.
- Ripetete il punto 7, ma con la nm-oro 10 anticorpo marcato secondario e lavare con PBS solo.
- Post-fissare il campione con l'aggiunta di un calo del 2,5% glutaraldeide al Parafilm e incubare la griglia nella parte superiore della goccia per 10 minuti. Ripetere il lavaggio al punto 4, ma utilizzano cinque gocce di acqua deionizzata invece di tre gocce di PBS.
- Contrasto con il campione con l'aggiunta di una goccia di acetato di uranile al 2% al Parafilm e incubare la griglia nella parte superiore della goccia per 15 minuti.
- Incorpora il campione con l'aggiunta di una goccia di metilcellulosa 0,13% e acetato di uranile 0,4% al Parafilm e incubare la griglia nella parte superiore della goccia per 10 minuti.
- Rimuovere il liquido in eccesso con delicatezza usando una carta assorbente, prima di posizionare la griglia su un foglio con il lato rivestito e lasciare asciugare per 5 minuti.
- Esaminare i preparativi con un microscopio elettronico o conservare le griglie in una scatola di griglia per il lavoro futuro.
3.Caratterizzazione Exosome mediante citometria di flusso
Come esosomi sono troppo piccoli per essere rilevato da apparecchiature con corrente di citometria a flusso, è necessario legare il primo esosomi di perle legate agli anticorpi (Figura 1). Queste sfere possono essere acquistati come un prodotto già pronto o fatto in laboratorio con l'anticorpo di scelta. A seconda della provenienza exosomal cellulari, gli anticorpi diversi possono essere accoppiati a perle che può essere sia di carattere magnetico o lattice. Al momento stiamo utilizzando anti-MHC di classe II o perle di rivestimento anti-CD63 per questa analisi.
- Per l'uso di "fatti in casa" perle legate agli anticorpi, usiamo 4 sfere di lattice micron rivestita con anticorpi anti-CD63. Lavare 25 microlitri 4 sfere di lattice micron (30 x 10 6 perline) due volte in 100 l MES buffer, 3 000 xg per 15-20 minuti e ridisciogliere il pellet in 100 microlitri di buffer MES. Preparare la miscela di anticorpi che contiene un volume uguale di 12,5 mcg anticorpi con lo stesso volume di tampone MES. Aggiungere ilperline alla miscela di anticorpi ed incubare in agitazione tutta la notte a temperatura ambiente. Lavare le perline anticorpi per tre volte con PBS (3 000 xg per 20 minuti) e sciogliere il precipitato in 100 ml di buffer di memoria (con una concentrazione finale di 300 000 perline / mL).
- Per ogni campione (ogni anticorpo), continuare con un volume pari a un minimo di 30 mg di proteina exosomal (del esosomi intatto risolto in PBS) per ~ 100 000 perle legate agli anticorpi.
- Incubare esosomi e perline, in un volume totale di 300 ml PBS, durante la notte a 4 ° C sotto movimento dolce.
- Blocco con l'aggiunta di 300 ml di 200 mM glicina e incubare per 30 minuti.
- Lavare i exosome-tallone complessi due volte in tampone di lavaggio (siero 1-3% in PBS), 600 xg per 10 minuti.
- Incubare la exosome-tallone complessi con 50 microlitri di anticorpi IgG a 4 ° C. Lavare i exosome-tallone complessi due volte in tampone di lavaggio come descritto al punto 5.
- Aggiungere 90 microlitri di buffer di lavaggio e 10 microlitrianticorpi di scelta (idealmente anti-CD9, anti-CD63 o anti-CD81) al exosome-tallone complessi e incubare per 40 minuti in movimento dolce. Lavare i exosome-tallone complessi due volte in tampone di lavaggio come descritto al punto 5.
- Aggiungere 300 microlitri di buffer di lavaggio e acquisire dati in citometria a flusso.
Come discusso in precedenza, perline diversi possono essere utilizzati, come sfere di lattice, come descritto nel protocollo o sfere magnetiche. Se grani magnetici sono utilizzati al posto, si prega di notare, che il protocollo è leggermente diverso. Il passo di blocco (punto 4) non è richiesto e il lavaggio viene effettuato inserendo il tubo in un supporto magnetico al posto di una centrifugazione.
Il buffer di memoria usato per la "casa" perle legate agli anticorpi, contengono glicina 0,1% e 0,1% di sodio azid in PBS, con un pH di 7,2.
Importante, assicurarsi di utilizzare il siero exosome impoverito per il tampone di lavaggio citometria a flusso (1-3% di siero in PBS), per evitare qualsiasiesosomi siero contaminare l'analisi.
Nota: durante l'esecuzione di caratterizzazione exosome utilizzando anticorpi perline accoppiate, è importante riconoscere che è solo una sottopopolazione specifica, specifico per l'anticorpo utilizzato, che è isolato e caratterizzato.
4. Rilevamento Exosome da Western Blot
Western Blot è un metodo ben definito e noi non entreremo nei dettagli per quanto riguarda il metodo stesso, ma attenzione sull'importanza di un isolamento delle proteine adatto prima della Western Blot e gli anticorpi diversi utilizzati.
- Sciogliere il exosome pellet nel buffer di lisi di proteine di scelta e di pipettaggio a fondo, seguito da vortice di miscelazione. Per ulteriori lisare il esosomi, sonicare il campione in un bagno d'acqua da 3 x 5 minuti con vortice di miscelazione in mezzo. Infine centrifuga il campione, 13 000 xg per 5 minuti a temperatura ambiente, e trasferire il surnatante in una nuova provetta Eppendorf.
- Misure le proteine totali con un metodo di scelta e carico di 20-50 mg di proteine per bene.
- Separino e trasferire le proteine con elettroforesi su gel e elettroblotting.
- Blocco e lavare la membrana prima di eseguire immunocolorazione contro le proteine arricchito in esosomi.
- Rilevare la proteina specifica chemiluminescenza, sistema di imaging digitale e software di analisi.
Poiché non vi sono marcatori exosome specifico, le proteine che si arricchiscono in esosomi, da tutte le diverse origini cellulari, sono comunemente usati per il rilevamento exosome. Si tratta di proteine come tetraspanins (ad esempio CD9, CD63 e CD81), citoscheletro proteina associata (ad es Ezrin) e le proteine coinvolte nella biogenesi multivescicolari (ad esempio Tsg101 e Alix). Altre proteine che sono comunemente rilevati in esosomi sono Flotillin, Hsc70 e proteine rab diversi, ecc Tuttavia, ci sono anche proteine specifiche delle cellule si trovano in esosomi come A33 (cellule epiteliali intestinali), CD3(Cellule T) e MHC di classe II (cellule presentanti l'antigene). Così, a seconda del tipo di cellula da quello che il esosomi vengono rilasciati dai marcatori per la rilevazione può variare.
Come altri compartimenti della cellula anche in grado di produrre vescicole, si raccomanda inoltre di determinare la presenza di proteine di questi compartimenti, come reticolo endoplasmatico (ad esempio calnexin e Grp78) e l'apparato di Golgi (ad esempio GM130). Così, la mancanza di queste proteine indica contaminazione scarse o nulle vescicole di altri compartimenti nel campione studiato.
5. Isolamento di exosomal RNA e l'RNA analisi
- Sciogliere il exosome pellet in tampone di lisi RNA di scelta e di eseguire l'estrazione dell'RNA. Diversi kit di isolamento dell'RNA può essere utilizzato a seconda esperimenti a valle, ma i metodi basati colonna fornisce campioni con uno spettro più ampio di RNA. Attualmente stiamo utilizzando miRCURY RNA Isolation Kit da Exiqon, ma altri kit può essere adatto a seconda della scdomanda ientific a portata di mano.
- Quando si esegue l'isolamento di RNA è importante lavorare in un ambiente privo di RNasi. Pertanto l'uso di acidi nucleici e priva di nucleasi puntali e pulire sia da banco e attrezzature esenti da inquinanti ed RNasi.
- Per l'isolamento di RNA, utilizzando miRCURY kit di purificazione dell'RNA, sciogliere il exosome pellet in 350 ml di soluzione di lisi ed eseguire vortice di miscelazione per 15 secondi.
- Aggiungere 200 ml di etanolo al 95% e vortice di miscelazione per 10 secondi.
- Inserire una colonna in un tubo di raccolta e trasferimento dei esosomi lisato alla colonna e centrifugare 1 minuto a 14 000 x g.
- Lavare tre volte con l'aggiunta di 400 ml di Wash Solution alla colonna contenente l'RNA exosomal e centrifugare per 1 minuto a 14 000 x g.
- Centrifugare la colonna per 2 minuti a 14 000 xg per assicurarsi che la colonna sia asciutta e collocare la colonna a secco in un RNasi-free provetta Eppendorf.
- Aggiungere 50 microlitri Elution Buffer alla colonna e centrifugare per 2 minuti a 200 xg, seguito da 1 minuto a 14 000 x g.
- Continuare con la isolato RNA o conservata in -80 ° C.
Per il rilevamento e l'analisi del RNA totale estratto exosomal, utilizzare un Agilent 2100 Bioanalyzer con l'RNA 6000 Nano Kit o RNA 6000 Pico. L'analisi mostra il rendimento exosomal RNA e distribuzione delle dimensioni.
6. Rappresentante Risultati
Esosomi sono troppo piccole per essere rilevate con i metodi disponibili citometria a flusso, e sono quindi collegato legate agli anticorpi perle prima di essere analizzati (Figura 1). Come exosome-tallone complessi in grado di aggregare la citometria a flusso scatter plot può contenere diverse popolazioni di singole, doppie e triple perline (Figura 2A). La freccia indica il singolo perle che vengono ulteriormente analizzate. Un CD63 positivo solo perline exosome popolazione rispetto al suo controllo isotipo è mostrato in Figura 2B.
e_content "> A causa delle piccole dimensioni delle esosomi, possono solo essere visualizzati direttamente con il microscopio elettronico, e non al microscopio ottico. tipiche caratteristiche morfologiche di esosomi hanno una forma rotonda e 30-100 nm vescicole membrana dimensioni.
Nella Figura 3, microscopia elettronica fotografie mostrano esosomi immunostained
(A) con oro-anticorpo marcato per CD63 (indicata dalla freccia) e non immunostained esosomi
(B). Per determinare che le vescicole isolate sono davvero esosomi e per caratterizzare ulteriormente le proteine exosomal, Western Blot è comunemente usato. Figura 4 mostra l'assenza di calnexin, un marcatore reticolo endoplasmatico. Questo indica la contaminazione 'di vescicole dal reticolo endoplasmatico. Inoltre, la Figura 4 mostra la presenza di CD81 in esosomi, che è un tetraspanin comunemente arricchito in esosomi.
RNA cellulare sono presenti soprattuttos RNA ribosomiale (rRNA), visto come i due picchi importanti per la subunità 18S e 28S rRNA in un'analisi Bioanalyzer (Figura 5A). Tuttavia, l'RNA exosomal differiscono nella loro profilo come esosomi mancano i due picchi rRNA (18S e 28S) e sono arricchiti in RNA breve come mRNA e miRNA (Figura 5B).

Figura 1. A causa delle piccole dimensioni del esosomi (30-100 nm), non si può distinguere dal rumore di fondo e, quando analizzati con citometria a flusso. Pertanto, è necessario allegare a sfere legate agli anticorpi prima della esosomi vengono analizzati, che poi possono essere visualizzate dal laser.

Figura 2. Il exosome-perle complesso può aggregare con perline doppie e triple a vicenda e formano (A). La freccia sta dimostrando l'unico tallone-exo alcuni popolazione che è recintato e utilizzato per ulteriori analisi. Questa popolazione sarà direttamente a fronte di un controllo isotipico (grigio pieno di picco) per determinare la presenza di molecole di membrana delle esosomi. Esosomi CD63 positivo (nero punta aperta) sono mostrate nella figura B.

Figura 3. Microscopio elettronico di esosomi con la tipica morfologia e le dimensioni (40-80 nm) (A e B). La freccia in figura A indica la particella d'oro della anticorpo secondario, controllare che questo exosome hanno CD63 sulla superficie della membrana.

Figura 4. Risultati Western blot che mostra l'assenza della proteina reticolo endoplasmatico calnexin ma la presenza della proteina comunemente arricchito in esosomi, tetraspanin CD81.
ve_content ">
Figura 5. Bioanalyzer risultati mostrano la presenza di RNA nelle cellule (A) e esosomi (B). Le frecce indicano la subunità 18S e 28S rRNA presenti nelle cellule. Come exosomal RNA virile contenere piccoli RNA rRNA poca o nessuna è identificata in esosomi.