Önerilen protokol, hücre dışı veziküllerin hücre kültürü süpernatantlarından izolasyonu sırasında endotoksin ile kontaminasyonun nasıl önleneceği ve bunların nasıl uygun şekilde değerlendirileceği konusunda kılavuzlar içermektedir.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Önerilen protokol, hücre dışı veziküllerin hücre kültürü süpernatantlarından izolasyonu sırasında endotoksin ile kontaminasyonun nasıl önleneceği ve bunların nasıl uygun şekilde değerlendirileceği konusunda kılavuzlar içermektedir.
Hücre dışı veziküller (EV'ler), in vitro ve in vivo hücreler tarafından salınan heterojen bir membran vezikülü popülasyonudur. Her yerde bulunmaları ve biyolojik bilgi taşıyıcıları olarak önemli rolleri, onları izolasyonları için güvenilir ve tekrarlayan protokoller gerektiren ilgi çekici çalışma nesneleri haline getirir. Bununla birlikte, tam potansiyellerini gerçekleştirmek zordur, çünkü araştırmalarıyla ilgili hala birçok teknik engel vardır (uygun edinim gibi). Bu çalışma, küçük EV'lerin (MISEV 2018 terminolojisine göre) diferansiyel santrifüjlemeye dayalı tümör hücre hatlarının kültür süpernatantından izolasyonu için bir protokol sunmaktadır. Protokol, EV'lerin izolasyonu sırasında endotoksinlerle kontaminasyonun nasıl önleneceği ve bunların nasıl uygun şekilde değerlendirileceği konusunda kılavuzlar içermektedir. EV'lerin endotoksin kontaminasyonu, sonraki deneyleri önemli ölçüde engelleyebilir veya hatta gerçek biyolojik etkilerini maskeleyebilir. Öte yandan, gözden kaçan endotoksinlerin varlığı yanlış sonuçlara yol açabilir. Bu, monositler de dahil olmak üzere bağışıklık sisteminin hücrelerine atıfta bulunurken özellikle önemlidir, çünkü monositler endotoksin kalıntılarına özellikle duyarlı bir popülasyon oluşturur. Bu nedenle, özellikle monositler, makrofajlar, miyeloid türevli baskılayıcı hücreler veya dendritik hücreler gibi endotoksine duyarlı hücrelerle çalışırken, EV'lerin endotoksin kontaminasyonu açısından taranması şiddetle tavsiye edilir.
MISEV 2018 terminolojisine göre hücre dışı veziküller (EV'ler), çok sayıda fizyolojik ve patolojik süreçte çok önemli rol oynayan hücre salgılanan membranöz veziküllerin çeşitli alt tiplerini tanımlayan kolektif bir terimdir 1,2. Dahası, EV'ler çeşitli hastalıklar için yeni biyobelirteçler, terapötik ajanlar ve ilaç dağıtım araçları olarak umut vaat etmektedir. Bununla birlikte, tam potansiyellerini gerçekleştirmek zordur, çünkü satın almalarıyla ilgili hala birçok teknik engel vardır3. Böyle bir zorluk, birçok durumda ihmal edilen endotoksin içermeyen EV'lerin izolasyonudur. En yaygın endotoksinlerden biri, gram-negatif bakteriyel hücre duvarlarının önemli bir bileşeni olan veçeşitli hücreler tarafından çok sayıda enflamatuar sitokinin salınması nedeniyle akut enflamatuar yanıta neden olabilen lipopolisakkarittir (LPS) 4,5. LPS, LPS bağlayıcı proteine bağlanarak bir yanıt indükler, ardından miyeloid hücreler üzerinde CD14 / TLR4 / MD2 kompleksi ile etkileşime girer. Bu etkileşim, MyD88 ve TRIF'e bağımlı sinyal yollarının aktivasyonuna yol açar ve bu da nükleer faktör kappa B'yi (NFkB) tetikler. NFkB'nin çekirdeğe translokasyonu, sitokinlerin üretimini başlatır6. Monositler ve makrofajlar LPS'ye karşı oldukça hassastır ve LPS'ye maruz kalmaları enflamatuar sitokinlerin ve kemokinlerin (örneğin, IL-6, IL-12, CXCL8 ve TNF-α) salınımına neden olur7,8. CD14 yapısı, benzer afiniteye sahip farklı LPS türlerinin bağlanmasını sağlar ve diğer toll-like reseptörleri (TLR'ler) için bir ko-reseptör görevi görür (TLR1, 2, 3, 4, 6, 7 ve 9)6. EV'lerin monositler / makrofajlar üzerindeki etkileri üzerine yapılan çalışmaların sayısı halaartmaktadır 9,10,11. Özellikle monositlerin, alt popülasyonlarının ve diğer bağışıklık hücrelerinin fonksiyonlarını incelemek açısından bakıldığında, EV'lerde endotoksin varlığı ve hatta maskelenmiş varlığı büyük önem taşımaktadır12. EV'lerin endotoksinlerle göz ardı edilen kontaminasyonu, yanıltıcı sonuçlara yol açabilir ve gerçek biyolojik aktivitelerini gizleyebilir. Başka bir deyişle, monositik hücrelerle çalışmak, endotoksin kontaminasyonunun yokluğunda güven gerektirir13. Endotoksinlerin potansiyel kaynakları su, ticari olarak elde edilen ortam ve serumlar, ortam bileşenleri ve katkı maddeleri, laboratuvar cam eşyaları ve plastik eşyalar olabilir 5,14,15.
Bu nedenle, bu çalışma düşük endotoksin içeren EV'lerin izolasyonu için bir protokol geliştirmeyi amaçlamıştır. Protokol, endotoksinleri EV'lerden çıkarmak yerine, EV'lerin izolasyonu sırasında endotoksin kontaminasyonunun nasıl önleneceğine dair basit ipuçları sağlar. Daha önce, endotoksinlerin, örneğin nanotıpta kullanılan mühendislik nanopartiküllerinden nasıl çıkarılacağına dair birçok protokol sunulmuştu; ancak, hiçbiri EV'ler gibi biyolojik yapılar için yararlı değildir. Nanopartiküllerin etkili depirojenasyonu, etanol veya asetik asit durulama, 3 saat boyunca 175 ° C'de ısıtma, γ ışınlama veya triton X-100 muamelesi ile gerçekleştirilebilir; ancak, bu prosedürler EV'lerin 16,17'nin tahrip olmasına yol açmaktadır.
Sunulan protokol, EV'lerin monositler üzerindeki etkisi üzerine yapılan önceki çalışmaların aksine, EV'lerde endotoksin safsızlıklarından kaçınmaya odaklanan öncü bir çalışmadır9. Önerilen ilkelerin laboratuvar uygulamalarına uygulanması, EV'lerin klinikte terapötik ajanlar olarak potansiyel kullanımı göz önüne alındığında çok önemli olabilecek güvenilir araştırma sonuçlarının elde edilmesine yardımcı olabilir12.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Ultra santrifüj tüplerinin hazırlanması
2. EV tükenmiş düşük endotoksin fetal sığır serumunun (EE-FBS) hazırlanması
3. Hücre kültürü
4. EV'lerin hücre kültürü süpernatantlarından izolasyonu
5. Batı lekelenmesi ile spesifik belirteçlerin tespiti
6. Limulus Amebosit Lizat testi (LAL) ile endotoksin düzeyinin ölçülmesi
7. EV örneklerinde prokaryotik 16S rRNA geninin tespiti
8. İnsan monosit modelinde stimülasyon için etkili LPS konsantrasyonunun belirlenmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokol için ön koşul veya zorunlu bir adım, olası endotoksin kontaminasyonunun reaktiflerden dışlanmasıdır. FBS, DMEM, RPMI, PBS ve hatta ultrasantrifüj tüpleri gibi kullanılan tüm reaktifler endotoksin içermemelidir (<0.005 AB / mL). Endotoksin kontaminasyonu olmayan rejimin sürdürülmesi kolay değildir, çünkü örneğin, hücre kültürü için düzenli / standart serum zengin kaynağı olabilir (0.364 AB / mL; bakınız Tablo 1).
Bu protokol düşük endotoksin içeriğine sahip EV'le...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Son birkaç yılda, uygun EV'lerin izolasyonu için yöntemler giderek daha önemli hale geldi ve örneğin güvenilir omikler ve fonksiyonel veriler elde etme bağlamında daha güvenilir analizleri mümkün kıldı24. Önceki araştırma deneyimlerine dayanarak, sadece izolasyon yönteminin türünün değil, aynı zamanda bu prosedür sırasındaki diğer koşulların da önemli olabileceği görülmektedir. EV tükenmiş FBS'nin kullanımı yaygın olarak bir gereklilik olarak kabul edilmektedir25,26
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar, araştırmanın potansiyel bir çıkar çatışması olarak inşa edilebilecek herhangi bir ticari veya finansal ilişkinin yokluğunda yapıldığını beyan etmektedir.
Bu çalışma, Polonya Ulusal Bilim Merkezi, 2019/33/B/NZ5/00647 hibe numarası ile desteklenmiştir. Jagiellonian Üniversitesi Tıp Fakültesi Moleküler Tıbbi Mikrobiyoloji Bölümü'nden Profesör Tomasz Gosiewski ve Agnieszka Krawczyk'e EV'lerde bakteri DNA'sının tespitinde paha biçilmez yardımları için teşekkür ederiz.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Alix (3A9) Fare mAb | Hücre Sinyalizasyon Teknolojisi | 2171 | |
| 1250ul Filtre Üniversal Pipet Uçları, Şeffaf, Polipropilen, Pirojenik Olmayan | GoogLab Scientific | GBFT1250-R-NS | |
| BD FACSCanto II Akış Sitometrisi | BD Biosciences | ||
| CBA İnsan Th1/Th2 Sitokin Kiti II | BD Biosciences | 551809 | |
| CD9 (D8O1A) Tavşan mAb | Hücre Sinyalizasyon Teknolojisi | 13174 | |
| ChemiDoc Görüntüleme Sistemi | Bio-Rad Laboratuvarları A.Ş. | ||
| DMEM (Dulbecco' s Modifiye Kartal' s Orta) | Corning | 10-013-CV | |
| ELX800NB, Üniversal Mikroplaka Okuyucu | BIO-TEK INSTRUMENTS, INC | ||
| Fetal Sığır Serumu | Gibco | 16000044 | |
| Fetal Sığır Serumu Güney Amerika Ultra Düşük Endotoksin | Biyobatı | S1860-500 | |
| Gentamisin, 50 mg / mL | PAN – Biyoteknoloji | P06-13100 | |
| Keçi Anti-Fare IgG- HRP | Santa Cruz Biyoteknoloji | sc-2004 | |
| Keçi Anti-Tavşan IgG- HRP | Santa Cruz Biyoteknoloji | sc-2005 | |
| Immun-Blot PVDF Membran | Bio-Rad Laboratories, Inc. | ||
| Salmonella abortus equi S-formundan (TLRGRADE) LPS | Enzo Yaşam Bilimleri A.Ş. | ALX-581-009-L002 | |
| Mini Trans-Blot Elektroforetik Transfer Hücresi | Bio-Rad Laboratuvarları, Inc. | ||
| Nanopartikül İzleme Analizi | Malvern Instruments Ltd | ||
| NuPAGE LDS Numune Tamponu (4X) | Canlandırıcı | NP0007 | |
| NuPAGE Numune Azaltıcı Ajan (10x) | Invitrogen | NP0004 | |
| Parafilm | Sigma Aldrich | P7793 | şeffaf film |
| Mükemmel 100-1000 bp DNA Merdiveni | EURx | E3141-01 & nbsp; | |
| PierceTM Kromojenik Endotoksin Quant Kiti | Thermo Scientific | A39552 | |
| PP Meşe Sırtı Tüpü, sızdırmazlık kapaklı | Thermo Scientific | 3929, 03613 | |
| RPMI 1640 | RPMI-1640 (Gibco) | 11875093 | |
| SimpliAmp Termal Döngüleyici | Uygulamalı Biyosistem | A24811 | |
| Sorvall wX+ ULTRA SERİSİ T-1270 rotorlu | SantrifüjThermo Scientific | 75000100 | |
| Alt Hücre GT Yatay Elektroforez Sistemi | Bio-Rad Laboratories, Inc. | ||
| SuperSignal West Pico PLUS Kemilüminesan Yüzey | Thermo Scientific | 34577 | |
| SW480 hücre hattı | Amerikan Tipi Kültür Koleksiyonu (ATCC) | ||
| SW480 hücre hattı | Amerikan Tipi Kültür Koleksiyonu (ATCC) | ||
| Şırınga filtresi 0.22 um | TPP | 99722 | |
| Trans-Blot SD Yarı Kuru Transfer Hücresi | Bio-Rad Laboratuvarları A.Ş. | 1703940 | Transfer makinesi |
| Transfer pipeti, 3,5 mL | SARSTEDT | 86.1171.001 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste