Hier presenteren we een protocol om van milt afgeleide exosomen van muizen te isoleren met behulp van een combinatie van vertering met collagenase type I en ultracentrifugatie.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
* These authors contributed equally
Hier presenteren we een protocol om van milt afgeleide exosomen van muizen te isoleren met behulp van een combinatie van vertering met collagenase type I en ultracentrifugatie.
Exosomen (Exo) zijn lipide-dubbellaagse structuren die worden uitgescheiden door verschillende cellen, waaronder die van dieren, planten en prokaryoten. Eerdere studies hebben aangetoond dat Exo afgeleid van humoraal of celsupernatans veelbelovende doelen zijn voor nieuwe diagnostische of prognostische biomarkers, wat hun belangrijke rol in de pathogenese van de ziekte onderstreept. Van weefsel afgeleide Exo (Ti-Exo) heeft steeds meer aandacht getrokken vanwege het vermogen om weefselspecificiteit en de micro-omgeving nauwkeurig weer te geven. Ti-Exo, aanwezig in de interstitiële ruimte, speelt een cruciale rol in intercellulaire communicatie en signalering tussen organen. Ondanks hun erkende waarde bij het ophelderen van ziektemechanismen, blijft het isoleren van Ti-Exo een uitdaging vanwege de complexiteit van weefselmatrices en variabiliteit in extractiemethoden. In deze studie ontwikkelden we een praktisch protocol voor het isoleren van exosomen uit miltweefsel van muizen, waardoor een reproduceerbare techniek wordt geboden voor daaropvolgende identificatieanalyse en functionele studies. We gebruikten Type I collagenasevergisting in combinatie met differentiële ultracentrifugatie om van milt afgeleide Exo te isoleren. De kenmerken van geïsoleerde Exo werden bepaald door middel van elektronenmicroscopie, de nano-flowcytometer en de western blot. De geïsoleerde, van milt afgeleide Exo vertoonde de typische morfologie van lipide dubbellaagse blaasjes, met deeltjesgroottes variërend van 30 nm tot 150 nm. Bovendien bevestigde het expressieprofiel van exosoommarkers de aanwezigheid en zuiverheid van exosomen. Samen hebben we met succes een praktisch protocol opgesteld voor het isoleren van milt-afgeleide Exo bij muizen.
Exosomen (Exo) zijn een subgroep van extracellulaire blaasjes (EV's), variërend van 30 tot 150 nm groot, die een breed scala aan biomoleculen inkapselen, waaronder eiwitten, nucleïnezuren en lipiden. Deze biomoleculen zijn afkomstig van de oudercellen en worden vrijgegeven in de extracellulaire ruimte. Exo vergemakkelijkt de uitwisseling van biomoleculaire informatie tussen cellen en hun omringende micro-omgeving en speelt een rol in zowel prokaryote als eukaryote systemen. De kenmerken van exosomen, zoals inhoud, grootte, membraancomponenten en cellulaire oorsprong, zijn zeer variabel en worden beïnvloed door het oorspronkelijke celtype, de cellulaire toestand en de omgevingsomstandigheden.
Exosomen worden gewoonlijk ingedeeld in drie categorieën op basis van hun bron: afgeleid van celcultuur, afgeleid van lichaamsvloeistof en afgeleid van weefsel (Ti-Exo). Hoewel exosomen afkomstig van celcultuur uitgebreid zijn bestudeerd vanwege hun toegankelijkheid en consistente opbrengst, wordt het gebruik ervan beperkt door mogelijke veranderingen in celkenmerken na langdurige kweek, die hun biologische functies verkeerd kunnen voorstellen 3,4,5. Bovendien worden de meeste celculturen onderhouden in tweedimensionale omgevingen die de complexe in vivo intercellulaire interacties niet nabootsen, wat mogelijk van invloed kan zijn op de interpretatie van de gegevens6. Omgekeerd bieden exosomen geïsoleerd uit biologische vloeistoffen een minimaal invasieve optie om de progressie van de ziekte in realtime te volgen7. Deze monsters bevatten echter vaak een mengsel van exosomen van verschillende oorsprong, wat de nauwkeurige identificatie van hun primaire bron bemoeilijkt8. Gezien deze uitdagingen is er een toenemende belangstelling voor Ti-Exo, die zich in het extracellulaire interstitium bevinden en belangrijke mediatoren zijn van intercellulaire signalering.
De milt speelt een cruciale rol bij de immuunfunctie en het handhaven van de interne homeostase. Ondanks bestaande protocollen voor het isoleren van Ti-Exo uit organen zoals de hersenen, lever en tumoren, worden praktische methoden voor milt-afgeleide exosomen beperkt gerapporteerd 9,10. Deze studie had tot doel een praktisch protocol op te stellen voor het isoleren van exosomen uit miltweefsel bij muizen, aangepast ten opzichte van een eerder rapport11. We beschrijven een methode met collagenasevergisting gevolgd door ultracentrifugatie, die de verstoring van het celmembraan minimaliseert en zorgt voor een hoge zuiverheid en opbrengst van milt-afgeleide Exo. De kenmerken van geïsoleerde Exo met behulp van dit gevestigde protocol werden gevalideerd door middel van elektronenmicroscopie (TEM), de nano-flowcytometer (Nano-FCM) en western blot, wat de werkzaamheid van het protocol voor verder experimenteel onderzoek bevestigt.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De monsters werden verkregen van muizen, met ethische goedkeuring verleend door de ethische commissie van de Guangdong Medical University. Gedetailleerde beschrijvingen van materialen, apparatuur en software die in dit protocol worden gebruikt, vindt u in de Tabel met materialen. De details van het preparaat voorafgaand aan de extractie worden geïllustreerd in figuur 1, terwijl het proces van Spleen-Exo-extractie en -verrijking wordt beschreven in figuur 2.
1. Voorbereiding
100 mm), steriele centrifugebuisjes van 50 ml, ijs en steriele celzeef (
70 μm) voor zoals weergegeven in figuur 1A, B.
petrischaal van 100 mm op ijs en spoel het oppervlaktebloed af met 1x ijskoude steriele fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS). Droog de miltweefsels af met steriel gaas en weeg ze na het drogen.
70 μm) door 1 ml steriele PBS in de zeef te druppelen met behulp van een steriele transferpipet.2. Vertering van weefsel
3. Exosoomisolatie door differentiële centrifugatie
4. Exosoomkarakterisering door middel van transmissie-elektronenmicroscopie (TEM)
OPMERKING: TEM werd gebruikt om te bepalen of de geëxtraheerde Exo blaasjeskenmerken vertoonde. De Exo-monsters die met elektronenmicroscopie zijn geïdentificeerd, moeten verse monsters zijn of gedurende korte tijd kort bij 4 °C worden bewaard.
5. Grootteverdeling en deeltjesconcentratiemeting van exosomen
6. Lysis en immunoblot bevestiging van exosoomeiwitten
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Isolatie en zuivering van van milt afgeleide exosomen
Om exosomen uit miltweefsel van muizen te isoleren, gebruikten we een combinatie van collagenasevertering en differentiële ultracentrifugatie (Figuur 2). De eerste stappen bestonden uit het voorbehandelen van het miltweefsel om oppervlaktebloed te verwijderen, gevolgd door vertering met Type I collagenase. Deze enzymatische behandeling vergemakkelijkte de afbraak van extracellulaire ma...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Recent onderzoek heeft gemeld dat milt-afgeleide exosomen (Smilen-Exo) een cruciale rol spelen bij de behandeling van maagkanker12. Om de functies van Smilen-Exo verder op te helderen, is het noodzakelijk om een reproduceerbare en optimale methode vast te stellen voor hun extractie uit miltweefsel. Hoewel er protocollen bestaan voor het isoleren van exosomen van hersen- en leverkanker13,14, blijven methode...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs verklaren dat ze geen tegenstrijdige belangen hebben.
Dit werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (82370281, 81870222), de Natural Science Foundation van de provincie Guangdong (2022A1515012103) en het Science, het Technology Development Special Fund Competitive Allocation Project van Zhanjiang City (2021A05086), en de Startup Foundation van het Second Affiliated Hospital van de Guangdong Medical University (23H03).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 70 µm Cell Strainer | Biologix Group Co., Ltd.USA | 15-1070 | |
| Anti CD9 antibody | Cell Signaling Technology, Inc (CST), USA | 983275 | |
| Anti GM130 antibody | Proteintech Group, Inc.China | 66662-1-lg | |
| Anti TSG101 antibody | Abcam Plc, UK | 125011 | |
| Cell Culture Dish | Wuxi NEST Biotechnology Co.,Ltd, China | 704001 | |
| Centrifuge tube | Wuxi NEST Biotechnology Co.,Ltd, China | 788211 | |
| Collagenase Type I | Sigma-Aldrich Corp., USA | C2674 | |
| Desktop Thermostatic Shaker | Shanghai bluepard instruments Co., Ltd., China | THZ-100 | |
| Electrophoresis buffer | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd., China | G2081-1L | |
| Enhanced BCA Protein Assay Kit | Shanghai Beyotime Biotechnology Co., Ltd., China | P0010S | |
| Flow NanoAnalyzer | NanoFCM Inc., China | N30E | |
| Fluorescence/Chemiluminescence imaging system | Guangzhou Biolight Biotechnology Co., Ltd., China | GelView 6000Plus | |
| HRP Goat anti-Mouse IgG | Proteintech Group, Inc.China | 15014 | |
| HRP Goat anti-Rabbit IgG | Proteintech Group, Inc.China | 15015 | |
| microplate reader | Molecular Devices, USA | CMax Plus | |
| Microscissors | Shanghai Medical Instruments (group) Co., Ltd.,China | WA1010 | |
| Microscopic tweezers | Shanghai Medical Instruments (group) Co., Ltd.,China | WA3010 | |
| Multifuge X1R Pro centrifuge | Thermo Fisher Scientific, USA | 75009750 | |
| Ophthalmic scissors | Shanghai Medical Instruments (group) Co., Ltd.,China | Y00030 | |
| Ophthalmic tweezers | Shanghai Medical Instruments (Group) Co., Ltd., China | JD1060 | |
| Optima XPN-100 Ultrafiltration centrifuge | Beckman Coulter, USA | A94469 | |
| phosphate buffered saline (PBS) | Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd., China | P1003 | |
| RIPA lysis buffer (strong, without inhibitors) | Shanghai Beyotime Biotechnology Co., Ltd., China | P0013K | |
| Ruler | Deli Manufacturing Company, China | ||
| SDS-PAGE Sample Loading Buffer, 5x | Shanghai Beyotime Biotechnology Co., Ltd., China | P0015 | |
| Transfer Pipet | Biologix Group Co., Ltd.USA | 30-0238A1 | |
| Transmission Electron Microscope | Hitachi, Japan | H-7650 | |
| Ultracentrifugation tube | Beckman Coulter, USA | 355618 | |
| Western Transfer Buffer | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd., China | G2028-1L |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.