Выделение и очистка бактериальных внеклеточных везикул из фекалий человека с помощью центрифугирования с градиентом плотности
1 сентября 2023 г.
В этом исследовании описывается метод выделения и очистки бактериальных внеклеточных везикул (БЭВ), обогащенных из фекалий человека с помощью центрифугирования с градиентом плотности (ДГК), определяются физические характеристики БЭВ с точки зрения морфологии, размера частиц и концентрации, а также обсуждаются потенциальные применения подхода ДГК в клинических и научных исследованиях.
Наше исследование выделяет, очищает и характеризует внеклеточные пузырьки бактерий у физиков с помощью центрифугирования с градиентом плотности. Мы стремимся решить проблему отделения электромобилей от загрязняющих веществ и предоставить исследователям надежный метод. Наш протокол сокращает время центрифугирования с 18 до 7 часов.
Нисходящий режим улучшает отделение БЭВ и снижает загрязнение белков печени. Наш метод упрощает разделение электромобилей, устанавливая стандарт для будущих исследований. Он может быть применен к другим жидкостям организма с соответствующей модификацией, расширяя наше понимание и облегчая изучение БЭВ, выявляя присущую им гетерогенность в организме человека.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлен протокол выделения и очистки бактериальных внеклеточных везикул (BEV) из фекалий человека с помощью центрифугирования в градиенте плотности (DGC). Этот метод значительно сокращает время центрифугирования и улучшает отделение BEV от загрязнений, обеспечивая стандартный подход для дальнейших исследований BEV.
Основные компоненты исследования
Область исследования
- Бактериальные внеклеточные везикулы
- Диагностика и терапия заболеваний
- Клиническое и научное применение
Теоретические сведения
- BEV играют критическую роль в межклеточной коммуникации и развитии заболеваний
- Традиционные методы выделения BEV могут быть трудоемкими и недостаточно эффективными
- Существует потребность в стандартизированных протоколах исследований BEV
Используемые методы
- Центрифугирование в градиенте плотности
- Образцы фекалий человека как биологическая система
- Технология ультрацентрифугирования
Основные результаты
- Успешное выделение и очистка BEV с сокращением времени центрифугирования
- Улучшенное отделение BEV от таких загрязнителей, как липопротеины
- Продемонстрированная применимость метода к другим биологическим жидкостям
Выводы
- В данном исследовании разработан надежный метод выделения BEV
- Расширяется понимание гетерогенности BEV в биологии человека
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Стандартизированное выделение и очистка бактериальных внеклеточных везикул (BEV) из фекалий человека позволяет устранить критическое препятствие в поиске биомаркеров микробиома и проведении механистических исследований. Оптимизированный протокол центрифугирования в градиенте плотности повышает воспроизводимость и степень чистоты, что способствует трансляционным исследованиям и интеграции мультиомных данных. Эта возможность обеспечивает более надежную валидацию мишеней и функциональный анализ везикул, происходящих из микробиоты кишечника, на этапах поиска и в рамках доклинических исследований.
Стратегические приложения в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Обеспечивает эффективную изоляцию BEV для исследований взаимодействий между микробиомом и хозяином на основе выдвинутых гипотез.
- Снижает уровень контаминации, что способствует механистическому снижению рисков и валидации функциональных мишеней.
- Обеспечивает воспроизводимую подготовку образцов для последующих молекулярных и фенотипических анализов.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает стандартизированную подготовку BEV для разработки количественных методов анализа и рабочих процессов скрининга.
- Повышает воспроизводимость анализа за счет минимизации загрязнения липопротеинами и белками.
- Поддерживает масштабируемую подготовку BEV для сравнительного и высокопроизводительного анализа.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает возможность мультиомиксного профилирования BEV для идентификации трансляционных биомаркеров, связанных с функцией микробиоты кишечника.
- Обеспечивает преемственность от этапа поиска до доклинической валидации за счет предоставления образцов BEV высокой степени очистки.
- Способствует продвижению мишеней и методов вмешательства, производных от микробиома, с учетом оценки рисков.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный протокол представляет выделение BEV как основополагающий этап — от первоначального поиска до доклинических исследований, что позволяет интегрировать его в молекулярные, функциональные и трансляционные рабочие процессы.
- Открывающая биология: Обеспечивает проверку гипотез о сигнализации, опосредованной BEV, и модуляции хозяина.
- Скрининг: Позволяет получать воспроизводимые количественные образцы BEV для подготовки анализа и сравнительных исследований.
- Аналитика: Предоставляет хорошо охарактеризованные фракции для анализа частиц, белков и маркеров.
- Трансляционные исследования: Сопоставляет выделение BEV с поиском биомаркеров и функциональной валидацией в системах, релевантных для конкретных заболеваний.
- Корпоративное повторное использование: Устанавливает протокол, адаптируемый к другим биологическим жидкостям и типам образцов для более широкого использования в сфере НИОКР.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает точность прогнозирования и снижает неопределенность механизмов в исследованиях микробиома.
- Операционная ценность: стандартизирует выделение BEV, улучшая воспроизводимость и масштабируемость исследований.
- Стратегическая ценность: позволяет принимать более обоснованные решения о целесообразности дальнейшей разработки мишеней и методов воздействия, производных из микробиома.
- Влияние на портфель: поддерживает приоритизацию программ поиска на основе микробиома с учетом оценки рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с ультрацентрифугированием и приготовлением градиентов.
- Необходим доступ к высокоскоростным центрифугам и ультрацентрифугам.
- Требуется стандартизация между исследовательскими группами для обеспечения воспроизводимости выделения и анализа BEV.
- Может потребоваться адаптация метода для различных биологических жидкостей или матриц образцов.
- Удаление загрязнителей и чистота фракций должны быть подтверждены для каждого конкретного применения.
Часто задаваемые вопросы по биофармацевтике
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:12
Bacterial Extracellular Vesicles (BEVs) Enrichment from Human Faeces Using Differential Centrifugation Speeds
3:45
Establishment of a Density Gradient Centrifugation System to Isolate and Purify Bacterial Extracellular Vesicles (BEVs) from Human Faeces
