Lipoprotein parçacık yalıtımı genel bir şeması
Şekil 1 , sıralı flotasyon ultracent,16kullanarak tüm kandan başlayarak lipoprotein parçacık yalıtım genel düzenini gösterir. İstenirse, bu protokol sırasında VLDL ve IDL parçacıkları gibi diğer lipoprotein parçacık fraksiyonları hasat edilebilir. Polipropilen hızlı mühür tüpleri ile birlikte sabit açılı titanyum rotor santrifüjleme kuvvetlerine dayanmak için uygundur. Tüp çöküşü önlemek için, tüp hava kabarcıkları önlemek için önemlidir. Santrifüjleme, protein bozulmasını en aza indirmek için 4 °C ' de gerçekleştirilir. Genellikle plazma başlayarak (60-80 mL donör başına) üç gönüllülerin havuza kan bağışları, LDL ve HDL parçacık çözeltisi hacimleri bir verim 3 mL aralığında konsantrasyonları ile 1-3 mg/mL beklenebilir. Tüm prosedür, kan bağından başlayarak, yaklaşık 7 gün sürdü.

Şekil 1: Lipoprotein yalıtım akış şeması. Vakum konteyner tüpleri sağlıklı gönüllülerden santrifüj kan ve plazma toplamak (üst faz). KBr kullanarak m = 1,019 g /ml 'ye yoğunluğunu ayarlamanın ardından, 4 °c ' de 20 saat için 214.000 x g 'de çözeltinin Santrifüjüne gidin. KBr kullanarak m = 1,063 g/mL için alt fraksiyonunun yoğunluğunun ayarlanması sonrasında, 4 °c ' de 20 saat için 214.000 x g 'de yeniden santrifüj yapın. LDL partikülleri içeren üst fraksiyonu 4 °C ' de geçici olarak saklayın. KBr kullanarak m = 1,220 g/mL için alt fraksiyonunun yoğunluğunun ayarlanması sonrasında, 4 °c ' de 20 saat için 214.000 x g 'de iki kez santrifüj yapın. HDL parçacıkları içeren üst kesir toplamak, hem HDL ve LDL parçacık çözümleri Dialyze ve 1, 2 ve 4 saat sonra tampon değişimi. 24 saat sonra protein konsantrasyonunu belirleyin ve numuneleri 4 °C ' de inert gaz altında saklayın. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
HDL parçacıklarının yeniden oluşturulması
HDL parçacıklarının yeniden oluşturulması, daha önce Jonas7tarafından yayınlanan bir protokole göre yapılmıştır. İlk adım, Şekil 2a'da gösterildiği gibi HDL partiküllerinin delipidasyon oldu, sonra ikinci adım relipidation (yani, Reconstitution) Şekil 2BGÖSTERILDIĞI gibi, LIPID PC kullanarak, Co, ve C Mirna ve spermine karışımı ek olarak. Biz insan olgun miR-223 ve mir-155 çünkü miR-223 yüksek bir bolluk ve miR-155 lipoprotein parçacıkları17nadirdir gösterir seçti. Genellikle, her iki adımda ardışık 2 gün gerçekleştirilir. Reanayasa sırasında, diğer lipophilik ve/veya amphiphilik bileşenler istenilen şekilde eklenebilir. Etanol/dietil eter ve PC, CO ve C metanol/kloroform solvent tam buharlaşma kritik oldu. Son adım — Şekil 2C'de gösterildiği gibi-reconstituted HDL parçacıklarını (rhdl) serbest lipidler/Mirna/deterjan ile ayırmak için diyaliz prosedürdür. Bu ek bir 1-2 gün sürdü. Dializ çözeltisi için emici boncuk ilavesi diyaliz membranı sabit boyunca yoğunluk gradyan tuttu. RHDL parçacıklarının% 50 oranında bir verim beklenebilir.

Şekil 2: HDL parçacık reanayasasının akış çizelgesi. (A) delipidation: HDL parçacık çözümünü ön soğutmalı etanol/dietil eter ile karıştırın ve-20 °c ' de 2 saat boyunca kuluçkaya atın. Süpernatant atarken, Pelet pelletini ve prosedürü tekrarlayın. N2 gaz ile Pelet kuru ve tampon A içinde pelletini. Konsantrasyonun belirlendikten sonra, delipidated HDL 'yi 4 °C ' de inert gaz atmosferinde saklayın. (B) reanayasası: fosfatidill-kolın (PC), kolesteril OLEAT (Co) ve kolesterol (C) karıştırma sonra, tüp döndürürken N2 gaz kullanarak solvent Buharlık. 30 °c ' de 30 dakika boyunca spermin çözeltisi ile Mirna kısım 'u kulbatın, sodyum deoksikolatın ekleyin ve kurutulmuş lipid filmi pelletini. Numuneyi 4 °C ' de 2 saat karıştırın, delipidated HDL çözümünü ekleyin ve numuneyi tekrar karıştırın, bu kez gece 4 °C ' de inert gaz atmosferi altında. (C) diyaliz: reconstituted HDL (rhdl) parçacıkları içeren panelden çözümü Dializ membran odasına (moleküler ağırlık kesme: 20 kDa) aktarın ve 4 °c ' de PBS ve emici boncuklar karşı Dialyze et. Tampon ve boncuklar 1 saat ve 2 saat sonra değişimi. 24 saat sonra rHDL parçacık çözümünü kurtarın, konsantrasyonu belirleyin ve numuneyi 4 °C ' de inert gaz atmosferi altında saklayın. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
LDL parçacıklarının etiketlenmesi
LDL parçacıklarının miRNA ile etiketlenmesi (Şekil 3), HDL parçacıkları için gösterildiği gıbı, LDL parçacıklarının ana bileşeni olan apoB-100 proteinin hidrofobiği nedeniyle uygulanabilir değildi. Dmso, LDL parçacığını lipid Tek tabakalı penetrasyonunu için kullanıldı ve bu nedenle, Mirna Derneği aracılı. Tüm prosedür% 100 bir verim yakın ile 1-2 gün sürdü.

Şekil 3: LDL parçacık etiketleme akış çizelgesi. 30 °c ' de 30 dakika boyunca spermin çözeltisi ile Mirna kısım 'u inküle ve DMSO ve LDL tampon ekleyin. LDL örnek zekâ LDL tamponunu buzun üzerinde 10 dakika boyunca inküat ve miRNA/spermine/DMSO karışımı ekleyin. 40 °C ' de 2 h 'de kuluçtan sonra, solüsyonu diyaliz membranı odasına (moleküler ağırlık kesme: 20 kDa) aktarın ve + 4 °C ' de PBS ve emici boncuklar karşı Dialyze et. Exchange buffer ve boncuk 1 & 2 saat sonra. 24 saat sonra etiketlenmiş LDL parçacık çözümünü kurtarın, konsantrasyon ve mağaza altında inert gaz atmosferi + 4 °C ' de belirleyin. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Lipoprotein parçacıklarının kalite kontrolü
HS-AFM Mika üzerinde yerli ve reconstituted/etiketli lipoprotein parçacıklarının boyutunu ve şeklini incelemek için kullanılabilir. Kullanmadan hemen önce, Mika taze ve düz bir yüzey sağlamak için (üst katman [s] kaldırmak için yapışkan bant kullanın) temiz olması gerekir. Mika üzerinde HDL/LDL parçacıklarının inkübasyon yaparken, seyreltme faktörü (ve/veya kuluçken süresi) bireysel parçacıklar gözlemlemek için ayarlanması gerekir. Kümeler parçacık boyutlarını belirlemesine izin vermez. HDL parçacıkları Mika üzerinde mobil. HS-AFM yerine konvansiyonel AFM kullanıldığında, immobilizasyon protokolünün lateral parçacık mobilitesini azaltmak için buna göre (tampon, yüzey kaplama) adapte edilmesi gerekir. Numuneyi tararken, parçacıkların herhangi bir deformasyonunu önlemek için görüntüleme kuvveti düşük tutulmalıdır (Dokunma modu), böylece ölçülen değerleri etkileyecektir. Veri analizi için parçacıklar bir eşik algoritması ile tespit edildi (örn., Gwyddion: tanecik > işareti) ve yüksekliği Mika yüzeyine göre belirlendi. Belirgin lateral boyutlar ucu şekli ile genişleyerek ( Şekil 4' te örnek görüntülere bakın) partiküllerin yüksekliğini ölçmek partikül boyutlarını belirlemek için en hassas yoldur. Partikül yükseklikleri olasılık yoğunluğu fonksiyonları (PDF) istatistiksel değerlendirme ve çeşitli lipoprotein partiküllerinin boyutu dağılımları karşılaştırılması için hesaplanır. Şekil 4 ' te gösterildiği gibi yerel ve MIRNA etiketli LDL partiküllerinin karşılaştırılması, etiketli ve etiketsiz (örneğin, yerli) lipoprotein parçacıkları (Mirna ilavesi olmadan LDL parçacıkları etiketli) arasındaki asıl benzerlik doğrulamak mümkün kılar/ spermin karışımları etiketleme prosedürü kendisi için bir kontrol olarak gösterilir). Tüm prosedür yaklaşık 1 gün sürdü.

Şekil 4: HS-AFM ölçümlerinin akış çizelgesi ve temsili sonuçları. PBS 'de HDL/LDL parçacık örneğini seyreltir (1:102-1:103) ve 5 dk için taze parçalanabilen Mika üzerinde kuluçyat, sonra da serbest (elektrostatik olarak adsorbed değil) parçacıklar kaldırmak için PBS ile dikkatli bir durulama. HS-AFM görüntüleme gerçekleştirin ve yüzeyde parçacık yoğunluğunu kontrol edin. PBS 'deki ölçümleri oda sıcaklığında gerçekleştirin. Bu rakam üst görüntü çok yüksek parçacık yoğunluğu gösterir; alt görüntü analiz için uygundur. Tek partiküllerin yüksekliği, eşik ve yerli (siyah eğri) sonra analiz edildi ve reconstituted/etiketli (kırmızı ve yeşil eğrisi) parçacıklar istatistiksel bir değerlendirmede karşılaştırıldı. Ölçek çubuğu = 100 Nm. Bu rakam Axmann ve al.19' dan değiştirildi. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
miRNA ekstraksiyon, Ters transkripsiyon ve qPCR
MiRNA 'nın yerli/yapay olarak zenginleştirilmiş lipoprotein veya hücre örneklerinden çıkarılması, Figure 5A'da gösterildiği gibi bir Mirna ekstraksiyon kiti kullanılarak yapılmıştır. Bu nedenle, bir RNase-Free çevre kritik oldu. Bu adım yaklaşık 1 saat sürdü. çıkarılan miRNA örneğinin ters transkripsiyonu (Şekil 5B) üretici tarafından açıklandığı gibi standart biyokimyasal prosedürler kullanılarak yapılmıştır. Bu adım yaklaşık 1,5 h aldı. Son adımda elde edilen cDNA miktarı qPCR (Şekil 5c) kullanılarak belirlendi. Elde edilen cq değerlerini mutlak Mirna Strand numarasına ilişkilendiren standart eğri, ilk numunenin mutlak Mirna içeriğini sağladı. Bu yaklaşık 2,5 h aldı.

Şekil 5: miRNA ekstraksiyon, Ters transkripsiyon ve qPCR akış çizelgesi. (A) Mirna ekstraksiyon: örnek lizis reaktif ile karıştırın ve bir şırınga kullanarak aspirasyon ile Lyse. 5 dakika boyunca inkübe ve CHCl3ekleyin. 15 s için güçlü bir şekilde sallayın ve 3 dakika boyunca inküye yapın. 4 °C ' de 15 dakika 1.200 x g 'de santrifüjleme yapıldıktan sonra, üst fazı toplayın ve etanol ile karıştırın. Çözümü bir döndürme sütununa aktarın (maksimum hacim < 700 μL) ve 15 s için 8.000 x g 'de santrifüjle çıkarın. akıtıcı atın ve çözümün geri kalanı ile son adımı tekrarlayın. İlk yıkama tamponunu ekleyin ve 15 s için 8.000 x g 'de Santrifüjü atın, ikinci yıkama tamponunu ekleyin ve 15 s için 8.000 x g 'de santrifüj yapın. 2 dakika santrifügleme süresi ile son adımı tekrarlayın. Daha fazla 1 dakika boyunca maksimum hızda santrifüjleme ile membran kurutun. 1 dakika için 80.000 x g 'de H2O ve santrifüj Ile Mirna elute-20 °C ' de çıkarılan Mirna örneğini saklayın. (B) Ters transkripsiyon: 10X tampon çözme, H2O, dntp Mix, inhibitör, ve buz üzerinde enzim ve ana karışımı hazırlayın. A panelinden çıkarılan Mirna 'yı ana karışım ve Ters transkripsiyon astar için ekleyin ve bir termocycler makinesini kullanarak Ters transkripsiyon gerçekleştirin. CDNA örneğini-20 °C ' de saklayın. (C) qPCR: süper karışımı çözün, H2O, ve buz üzerinde astar ve ana karışımı hazırlayın. CDNA panelini B ana karışımı ekleyin ve qPCR gerçekleştirin. Cq değerleri elde etmek ve numunenin mutlak Mirna içeriğini hesaplamak için verileri analiz edin (bkz. Şekil 6 ve Ayrıntılar için temsili sonuçlar). Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Mutlak miRNA içeriği ve aktarım hızı
Doğal ve yapay olarak zenginleştirilmiş HDL ve LDL parçacıklarının mutlak miRNA içeriği, numunelerin cq değerlerinden ve Şekil 6' da gösterildiği gibi ilgili Mirna 'nın standart eğrisinden hesaplanmıştır. Şekil 6a analiz yazılımı tarafından hesaplanan verileri gösterir (etkin dynamictube normalleştirme ile [her örnek izleme ikinci türevi kullanarak farklı arka plan seviyeleri telafisi] ve gürültü eğim Düzeltme [gürültü seviyesine normalleştirme]). Standart eğrilerin cq değerleri, qPCR makinesi tarafından ölçülen normalleştirilmiş floresan sinyalinde yazılım paketinin Otomatik bul eşik işlevi kullanılarak belirlendi. Burada, yazılım standart eğrisi uygun R-değerini maksimize. Eşik düzeyi her belirli miRNA örnek analizi için sabit tutuldu. Daha sonra cq değerleri Mirna iplerin sayısının bir işlevi olarak çizilen ve regresyon satırı hesaplanmıştır. Örnek cq değerleri Şekil 6B'de gösterildiği gibi aynı eşik düzeyiyle belirlendi; farklı qPCR çalışmaları arasındaki reaksiyon verimliliği farklılıkları, her koşunun içerdiği bir ek kalibrasyon eğrisi örneği kullanılarak yazılım tarafından otomatik olarak telafi edilmiştir. Regresyon satırı denklemini kullanarak, örnekteki miRNA 'nın bilinmeyen miktarı hesaplanabilir. Lipoprotein parçacık sayısı ilk protein konsantrasyonu ve ortalama moleküler ağırlığı tahmin edildi (MWHDL ~ 250 kDa). Böylece, moleküler ağırlığa lipid katkısı kabul edilmiyordu-bu nedenle lipoprotein parçacığın başına miRNA iplerin sayısı biraz abartıldı. Dahası, miRNA ekstraksiyon aşamasında% 100 ' lık bir kurtarma oranı kabul edildi. Ayrıca, HDL partikülleri ile kuluçlmadan önce ve sonra hücrelerin miRNA içeriği belirlendikten sonra miRNA transfer hızı Şekil 6C'de gösterildiği gibi hesaplanır.

Şekil 6: mutlak miRNA içeriğinin ve transfer oranının hesaplanmasında akış çizelgesi. (A) mir-155 için standart eğrisi: bir mir-155 kısım (100 μL, 10 μM) belirtildiği gibi RNA içermeyen su ile seri olarak seyreltilmiş. qPCR, yazılım paketinin Otomatik bul eşik işlevini kullanarak her seri seyreltme örneği için cq değerlerini (iki kez ölçülür) sağladı. Negatif kontrol denemeleri (miRNA eklenmesi olmadan) > 35 cq değerleri sağladı. Numune hacmi başına miRNA iplikleri sayısı işlevi olarak cq değerlerinin veri noktaları (ilk konsantrasyon ve seri dilüsyonlar hesaplanır) sunulan denklem ile donatılmış (kırmızı çizgi, sağ görüntü), M =-3,36 ve B = 42,12. Belirlenen PCR verimliliği 0,98 idi. Hata çubukları deneysel tekrarların sonuçlarından hesaplandı ve veri noktası dairesini çapından daha küçüktü. (B) yerel/yapay olarak ZENGINLEŞTIRILMIŞ HDL parçacıklarının cq değerleri, A panelinde belirlendiği gibi aynı eşik düzeyine göre belirlendi ve qPCR örnek hacminde Mirna iplerinin sayısına dönüştürülür. Orijinal numunenin miRNA 'nın mutlak oranı, numune hacminin (3,2 x 1011 parçacık) HDL parçacıklarının sayısına (konsantrasyonu) karşı hesaplanır. (C) hücre örnekleri (hücre hattı LDLA7-srbı), yapay olarak ZENGINLEŞTIRILMIŞ HDL parçacıkları (50 μg/ml) ile 16 h için inkübe edilmiş ve benzer şekilde analiz edilmiştir. Belirlenen cq değerleri, yalnızca hücreler için 22,5, 22,5 ve 19,3, yerel HDL ile birlikte gelen hücreler veya rhdl parçacık çözeltisi (hem 50 μg/ml) ile birlikte gelen hücreler için sırasıyla bulunuyordu. Bu değerler, Bpanelinde yapılan Mirna iplerin sayısına dönüştürülmüştür. İnkübasyon sonrası miRNA iplerin sayısı (7,3 x 106) inkübasyon öncesinde Mirna iplerin sayısının çekilmesi ile düzeltilmiştir (8,6 x 105). Sonuç, numune birimindeki hücre sayısına (3.100), miRNA-parçacık-oranı (1,5 x 10-4) ve inkübasyon süresi (16 saat) bölünmüştür. Bu, miRNA alımı ile lipoprotein parçacıklarının aktarım hızını sağladı (240, hücre ve ikincisi başına HDL parçacık alımı olayları). Bu rakam Axmann ve al.19' dan değiştirildi. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Multiwell mikrofluidik dizi
MiRNA ekstraksiyon küçük verimleri nedeniyle, çıkarılan miRNA Ters transkripsiyon bir ön amplifikasyon adım izledi. Son olarak, qPCR, Şekil 6' da gösterildiği gibi gerçekleştirildi. Tüm adımlar için, üretici tarafından açıklandığı gibi standart biyokimyasal prosedürler kullanılmıştır. Burada, CRF 'nin makrofajlar18 ' den gelen kolesterol "effluks" üzerindeki etkisi üzerine bir çalışma için istihdam edilen üremik hastaların HDL parçacıklarının küresel Mirna profilinin bir parçası gösterilir. Bu çalışmada, HDL veya serum kolesterol alıcı kapasitesi-diğerlerinin yanı sıra-17 Genç Yetişkin üremik hastalar (CKD aşamaları 3-5) ve 14 Genç Yetişkin hemodiyaliz hastalar ile ilişkili hastalıklar ve eşleşen kontroller ölçülmüştür. Verileri çözümlemek için varsayılan ayarlar kullanıldı (maksimum izin verilen CT değeri: 40,0, hesaplamalarda maksimum CT değerleri ve çoğaltır arasında aykırı değerler dahil). P-değerleri Benjamini-Hochberg yanlış keşif oranı (yanlış pozitifinlerin oluşumunu düzeltme) kullanılarak ayarlandı ve normalleştirme yöntemi olarak, genel normalleştirme seçildi, tüm arasında ortak deneyleri bulur numuneleri orta CT normalleştirme için kullanmak için. Temsili sonuçlarda, üremik hastaların HDLs 'den izole edilen bazı RQs 'ler (RQs kontrolleri 1). Açıkçası, miR-122 ve miR-224 oldukça üremik hastaların HDLs ifade edilir. Tüm bu adım yaklaşık 1 gün sürdü.

Şekil 7: multiwell mikrofluidik dizinin akış çizelgesi ve temsili sonuçları. Şekil 5Agösterildiği gibi Mirna ekstraksiyon sonra, Ters transkripsiyon primer ve 10X tampon içeren bir ana Mix Ile Mirna örnek Mix, H2O, dntp Mix, Inhibitör, MgCl2, ve enzim. 5 dakika boyunca buzun üzerinde kuluçdan sonra, bir termocycler makinesi kullanarak Ters transkripsiyon gerçekleştirin. Ön amplifikasyon ana karışımını ekleyin, buzda 5 dakika boyunca inküye yapın ve bir termocycler makinesini kullanarak ön amplifikasyon gerçekleştirin. 0.1 x te (pH 8,0) ekleyin ve PCR Master Mix ve H2O ile bir kısım karıştırın. PCR reaksiyon karışımını multiwell mikrofluidik dizinin dolgu portuna pipet yapın ve her biri 1 dk için 3.000 x g 'de iki kez döndürün. QPCR 'yi bir PCR sistemi kullanarak gerçekleştirin ve RQ değerlerini elde etmek için verileri analiz edin (burada, şekil18' de sağlıklı bir kontrol grubuna kıyasla üremi HASTALARıN HDL PARÇACıKLARıNıN RQ değerlerini gösterir). Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.