$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Opmerking: Mesenchymale stamcellen groeimedium (MSC media) bereid is vooraf zoals aangegeven in de Tabel van materialen.
1. de celkweek
Opmerking: Menselijke mesenchymale stamcellen kan worden verkregen uit het beenmerg, adipeus weefsel of andere bronnen11. U kunt ook kunnen hMSCs gekocht worden via een leverancier. De BMSCs gebruikt in dit protocol werden afgeleid van het beenmerg van de patiënt en gekocht van een bedrijf.
- 1 x 106 BMSCs in een maatkolf van de T175 met 20 mL MSC media ontdooien. Incubeer de cellen bij 37 ° C met 5% CO2 en vervangen de media elke 2-3 dagen tot 80% confluentie.
- Spoel de cellen met 5 mL 1 x PBS en negeren de PBS.
- Loskoppelen van de cellen door toevoeging van 5 mL van 0,05% trypsine-EDTA en incuberen de cellen gedurende 5 minuten bij 37 ° C. Tik op de zijkanten van de kolf te vergemakkelijken detachement.
- Voeg toe 15 mL MSC media inactivering van de trypsine, loskoppelen van de cellen van het oppervlak, en Pipetteer op en neer voor het verkrijgen van eencellige schorsingen.
- Het verzamelen van de cellen in een tube 50 mL en spin down voor 5 min op 300 x g tot pellet van de cellen.
- Resuspendeer de cellen in 1 mL MSC media en met behulp van een hemocytometer cellen tellen.
Opmerking: Primaire menselijke beenmerg MSCs op 80% confluentie in de kolf van een T175 is ongeveer 2 x 106 cellen.
- Plaat hMSCs op 2.000 cellen/cm2 in verse MSC media in 5 T175 kolven. De cellen bij 37 ° C met 5% CO2 groeien en vervangen de media om 2-3 dagen tot 5 maatkolven van 90% confluente T175 kolven worden verkregen.
2. EVs en RNA-geassocieerde biomoleculen collectie
Opmerking: EV collectie media is vooraf bereid (Dulbecco van bewerkt Eagle's Medium [DMEM] met het foetale runderserum [FBS] 10% en 1% penicilline/streptomycine [P/S]). EV collectie media is normale MSC media, maar bereid met commerciële EV-verarmd FBS (Tabel van materialen). Dit is het voorkomen van boviene exRNA verontreiniging van FBS, waarin normaal exRNAs EVs, ribonucleoproteins en lipoproteïnen is gekoppeld. Voor kleine RNA bibliotheek voorbereiding, zijn exRNAs afgeleid van 5 confluente maatkolven van MSCs vereist om de bouw van de bibliotheek.
- Wassen van de cellen 3 x met 20 mL PBS per T175 kolf. Voeg 20 mL EV collectie media per confluente T175 kolf van MSCs en Incubeer bij 37 ° C met 5% CO2 gedurende 48 uur.
- Verzamelen van de media en centrifugeer de media voor 10 min bij 300 x g - en 4 ° C.
- De bovendrijvende vloeistof verzamelen en centrifugeer de media voor 20 min op 2.000 x g - en 4 ° C.
- De bovendrijvende vloeistof verzamelen en centrifugeer de media voor 30 min bij 15.500 x g - en 4 ° C. Vervolgens verzamelen de bovendrijvende substantie.
- De media overbrengen ultracentrifuge buizen- and -pellet van de exRNAs voor 90 min op 100.000 x g - en 4 ° C. Een vaste hoek rotor is hier gebruikt en de pellet wordt verankerd aan de kant van de buis. Mark van de kant van het deksel en teken een cirkel aan de kant van de buis waar de pellet wordt verwacht.
- Verwijder het supernatant, droog de binnenkant van de buis door het omkeren van de buis op absorberend papier en gebruik van kleine stukjes van absorberend papier te verwijderen van de vloeistof in de buis zonder het aanraken van de onderkant van de buis. Resuspendeer de pellet in 200 μL van PBS van vortexing voor 30 s en pipetteren op en neer 20 x.
- Beoordeling van de EVs en biomoleculen met nanoparticle voor het bijhouden van analyse (NTA) (Figuur 2).
Opmerking: De EVs en biomoleculen kan worden beoordeeld met nanoparticle bijhouden analyse (NTA), Dynamische lichtverstrooiing (DLS) of Transmissie Electronenmicroscopie (TEM)12.
- Bewaren de EVs en biomoleculen bij-80 ° C tot verder stroomafwaarts experimenten.
Opmerking: Als EVs worden gebruikt voor functionele studies gaat, 20% glycerol moet worden toegevoegd om hen te beschermen van bezwijken. De cellen kunnen worden verzameld met behulp van standaardprocedures indien nodig.
3. EVs en RNA-geassocieerde biomoleculen collectie van gedifferentieerde cellen
Opmerking: EVs en RNA verbonden biomoleculen kan ook worden verzameld uit de cel voedingsbodems terwijl de cellen ondergaan differentiatie. Het voorbeeld afgebeeld in het protocol wordt beschreven osteoblastic differentiatie en exRNA collectie op dag 0 en 7 van differentiatie. Als geen differentiatie vereist is, dan slaat u sectie 3 en gaat u naar sectie 4.
- Osteoblastic differentiatie media voorbereiden (DMEM met 10% FBS, 1% P/S 10 mM β-glycerophosphate, 10 nM dexamethason, 50 μM ascorbaat-2-fosfaat en 10 mM 1,25-vitamine-D3) vers elke keer.
- Zodra MSCs 80% heuvels zijn, omzetten in de media MSC osteoblastic differentiatie media.
- Vullen de osteoblastic differentiatie media na 2-3 dagen.
- Op dag 5 van differentiatie, verwijder het medium en wassen van de cellen 3 x met 20 mL PBS per T175 kolf.
- Voeg 20 mL EV collectie media met 10 mM β-glycerophosphate, 10 nM dexamethason, 50 μM ascorbaat-2-fosfaat en 10 mM 1,25-vitamine-D3 per confluente T175 kolf van MSCs. de cellen bij 37 ° C met 5% CO2 voor 48 uur om ervoor te zorgen bleef Incubate differentiatie en verzamel de EVs en biomoleculen.
- Verzamelen van de media op dag 7 en overgaan tot het isoleren van de EVs en biomoleculen zoals beschreven in stappen 2.2-2.6.
- Voor kwaliteitscontrole, seed cellen in 96-wells- of 6-putten te beoordelen van de differentiatie met behulp van een alkalische fosfatase (ALP) activiteit bepaling of met kwantitatieve polymerase-kettingreactie (qPCR), respectievelijk.
Opmerking: Figuur 3 is een voorbeeld waaruit blijkt osteogenic differentiatie van de cellen.
4. RNA extractie en kwaliteitscontrole
- Ontdooi monsters uit stap 2.8 op ijs. Uittreksel RNA met behulp van een RNA isolatie kit (Tabel van materialen).
- Elueer RNA van de kolom waarin de RNA isolatie kit (Tabel van materialen) in 100 μl RNase-gratis water.
- Concentreren het RNA door ethanol neerslag door het toevoegen van 1 μL van glycogeen, 10 μL van 2 M pH 5.5 natriumacetaat en 250 μL van vooraf gekoeld 99% ethanol in 100 μl van gezuiverde RNA.
- Incubeer de monsters bij-20 ° C's nachts te precipiteren van RNA. Het RNA pellet door centrifugeren voor 20 min op 16.000 x g - en 4 ° C.
Opmerking: De pellet is wit als gevolg van co precipitatie met glycogeen.
- Verwijder het supernatant en wassen van de RNA-pellet met 1 mL van 75% ethanol. Pellet RNA weer voor 5 min op 16.000 x g - en 4 ° C.
- Verwijder de ethanol en laat het deksel van de RNA-buis open gedurende 5-10 minuten in de lucht droog de RNA-pellet. Resuspendeer de pellet RNA in 7 μL van RNase-gratis water.
- Controleer de kwaliteit van RNA en de concentratie een capillaire elektroforese chip gebaseerde machine met behulp van het RNA volgens de fabrikant protocol vóór de bouw van de bibliotheek.
Opmerking: Een representatieve grootteverdeling van het RNA wordt weergegeven in Figuur 4.
- Uittreksel cellulaire RNA met behulp van een commerciële zuivering kit (Tabel of Materials), indien nodig.
5. bibliotheek bouw en kwaliteitscontrole
Opmerking: Kleine RNA bibliotheken worden geconstrueerd met behulp van commerciële kits (Tabel of Materials) met aanpassingen als gevolg van de lage RNA input. Bouw van de bibliotheek wordt uitgevoerd op het gekoeld blok.
- Chill de verwarming blok voor 0,2 mL PCR buizen op ijs en Pipetteer 5 μL van RNA van stap 4.6 in 0,2 mL RNase-vrije PCR buizen op een koud blok.
- 3' adapters (1:10) verdund in RNase-gratis water in een buis van 0,2 mL RNase-gratis e-PCR. Voeg 0,5 μL van verdunde adapter en meng met 5 μL van RNA door pipetteren naar boven en beneden de 8 x en centrifuge kort voor het verzamelen van alle van de vloeistof bij de onderkant van de buis.
- Incubeer de RNA en 3' adapter mix bij 70 ° C gedurende 2 min. in een voorverwarmde thermische cycler en plaats vervolgens het monster terug op het gekoeld blok.
- 1 μL van afbinding buffer, 0,5 μL van RNase remmer en 0,5 μL van T4 RNA ligase (schrapping mutant) in het RNA en 3' adapter mengsel toevoegen. Meng door pipetteren op en neer 8 x, en kort centrifugeren.
- Incubeer de buis bij 28 ° C gedurende 1 uur in de voorverwarmde thermische cycler.
- Voeg 0,5 μL van eindeoplossing in het monsterbuisje met het verblijf in de thermische cycler buis, Meng door pipetteren op en neer 8 x en blijven broeden bij 28 ° C gedurende 15 minuten.
- 5' adapters (1:10) verdund in RNase-gratis water in een buis van 0,2 mL RNase-gratis e-PCR. 0,5 μL van 5' adapter toevoegen in een afzonderlijke RNase storingsvrije 0,2 mL PCR buis, warmte de adapter 5' bij 70 ° C gedurende 2 min. in de voorverwarmde thermische cycler, en plaats dan het monster op het gekoeld blok.
- Voeg 0,5 μL van 10 nM ATP, 0,5 μL van T4 RNA ligase aan de adapter buis 5', Meng door pipetteren op en neer 8 x en centrifugeer kort voor het verzamelen van alle vloeistoffen in de bodem.
Opmerking: Houd de 5'-adapter op gekoeld blok zo veel mogelijk.
- Voeg 1,5 μl van het mengsel 5' adapter aan het monster uit stap 5.6, en meng heel zachtjes door pipetting 8 x langzaam. Incubeer het monster bij 28 ° C gedurende 1 uur in de voorverwarmde thermische cycler.
- RT primer 1:10 verdunnen in RNase-gratis water in een tube RNase storingsvrije 0,2 mL PCR. Voeg 0,5 μL van verdunde RT primer in het monster uit stap 5,9, meng heel zachtjes door het langzaam op en neer 8 x pipetteren en kort centrifugeren.
- Incubeer het monster bij 70 ° C gedurende 2 min. in de voorverwarmde thermische cycler en plaats vervolgens het monster op een koud blok.
- Voeg 1 μl van 5 x eerste onderdeel buffer, 0,5 μL van 12.5 mM dNTP mix, 0,5 μL van 100 mM dithiothreitol (DTT), 0,5 μL van RNase remmer en 0,5 μL van reverse-transcriptase. Meng heel zachtjes door het langzaam op en neer 8 x pipetteren en kort centrifugeren.
- Incubeer het monster bij 50 ° C gedurende 1 uur in de voorverwarmde thermische cycler cDNA verkrijgen.
- 4,25 μL van ultrazuiver water, 12,5 μL van de PCR-mix, 1 μL van index primer en 1 μL van universele primer in cDNA toevoegen. Meng door pipetteren op en neer 8 x, en kort centrifugeren.
- Leg het monster in een thermische cycler en de cycler als volgt instellen: 98 ° C gedurende 30 s; 15 cycli van 98 ° C voor 10 s, 60 ° C gedurende 30 s en 72 ° C gedurende 15 s; en het einde van de cyclus met 72 ° C gedurende 10 minuten.
Opmerking: De bereid bibliotheek kan worden opgeslagen bij-20 ° C gedurende één week.
- Zuiveren van de RNA-bibliotheek door te scheiden van de bibliotheek op een DNA-gel en snijden van de gel (gel extractie) tussen 140 bp en 160 bp en de bibliotheek van de gel na het protocol gegeven door het bouwpakket bibliotheek eluerende.
Opmerking: In deze studie, de bereid bibliotheek vanaf stap 5.15 is geladen op een commerciële gel (Tabel van materialen) en de bibliotheek tussen 140 bp en 160 bp is gezuiverd uit door een geautomatiseerde DNA grootte fractionator (Tabel of Materials) volgens de protocol van de fabrikant.
- Concentreren en wassen van de bibliotheek vanaf stap 5.16 met behulp van een kolom gebaseerde PCR zuivering kit (Tabel van materialen) en elueer de bibliotheek in 10 μL RNase-gratis water tot slot.
- Laden 1 μL van de gezuiverde bibliotheek naar een DNA-chip (Tabel van materialen) om te controleren van de grootte van de bibliotheek volgens protocol van de fabrikant.
- Verdunnen 1 μL van de gezuiverde bibliotheek (1:1000) in pH 8.0 van de 10 mM Tris-HCl met 0,05% Polysorbaat 20 en kwantificeren van de bibliotheek door qPCR met behulp van een commerciële bibliotheek kwantificering kit te kwantificeren van de concentratie van de bibliotheek met behulp van de DNA-normen in de kit.
- Gelijke hoeveelheden van het zwembad van de bibliotheken overeenkomstig de eisen van de machine rangschikken en de volgorde op een systeem met hoge gegevensdoorvoer sequencing.
Opmerking: De bouw van de bibliotheek van cellulaire RNA kan worden gedaan met behulp van de dezelfde kits door volgens standaard protocol van de kits.
6. Bioinformatics pijpleiding
Nota: Dit is een in-house pijpleiding en de programma's die hier gebruikt zijn vermeld de tabel of Materials.
- Trim weg lage kwaliteit leest en verwijder adapter sequenties van het ruwe luidt als volgt.
- De schone leest toewijzen aan verschillende soorten RNAs.
- Aantekeningen tRNAs doordat twee incongruenties omdat de sterk veranderde tRNA-sequenties frequente basis misincorporation door reverse-transcriptase.
- Aantekeningen toevoegen aan miRNAs door te verwijzen naar de miRNAs van de mens van miRBase v21 waardoor nul incongruenties. Sinds miRNAs gelden A en U nontemplated 3' eind toevoegingen, sequenties die wijs niet zijn 3' ontdaan van maximaal drie A en/of T nts waarna leest zijn toegewezen aan menselijke miRNAs en andere miRNAs uit miRBase v21 waardoor nul incongruenties.
- Aantekeningen aan andere relevante kleine RNAs (snRNA, snoRNA, piRNA en Y RNAs) doordat een mismatch.
- De resterende niet-toegewezen leest aan lange datasets van RNA (rRNA, andere RNA van Rfam en mRNA) om te beoordelen van de afbraak toewijzen.
- Aantekeningen van de sequenties aan het menselijk genoom.
- Aantekeningen van de sequenties aan bacteriële genoom.
- Normaliseren van miRNA expressie met de volgende formule: miRNA telt / het totaal telt van alle toegewezen miRNAs) x 106.