ÖZET Bu protokol, osteoartrit hastalarının infrapatellar yağ pedleri dokularından küçük ekstraselüler veziküllerin (sEV) izole edilmesi ve karakterizasyonu için standartlaştırılmış bir iş akışı sunmaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
ÖZET Bu protokol, osteoartrit hastalarının infrapatellar yağ pedleri dokularından küçük ekstraselüler veziküllerin (sEV) izole edilmesi ve karakterizasyonu için standartlaştırılmış bir iş akışı sunmaktadır.
Ekstraselüler veziküller (EV'ler), özellikle 200 nm'den küçük veziküller olarak tanımlanan küçük hücre dışı veziküller (sEV'ler), hücrelerarası iletişimin temel aracıları olarak görev yapar ve neredeyse tüm hücre tipleri tarafından çeşitli biyolojik sıvılara salınır. Infrapatellar yağ pedi (IPFP), diz osteoartritinin (OA) gelişimi ve ilerlemesiyle yakından ilişkilidir. Ancak, sEV'leri doğrudan IPFP explantlarından izole etmek için standart yöntemler sınırlı kalmaktadır. OA hastalarından elde edilen IPFP dokularından türetilen sEV'lerin izolasyonu ve karakterizasyonu için tekrarlanabilir bir protokol sunuyoruz. IPFP doku kültürlerinden toplanan koşullu ortam, düşük hızlı santrifüjleme ile hücreler ve kalıntılardan sıralı olarak temizlenir, ardından ultrasantrifüjleme yapılır ve sEV boyut aralığındaki veziküller zenginleştirilir. Ortaya çıkan veziküller, ekstraselüler veziküller (MISEV2023) çalışmaları için minimum bilgiye göre karakterize edilir; farklı fonksiyonel kategorilerde temsil edici protein belirteçleri seti kullanılarak öneriler kullanılır: CD63 zarla ilişkili tetraspanin olarak, ALIX ve TSG101 biyogenezde yer alan sitozolik proteinler olarak Endozomal Sorting Complex for Transport (ESCRT) mekanizması aracılığıyla ve Calnexin ise potansiyel izlemek için endoplazmik retikulum yerleşik protein olarak veziküler olmayan kontaminasyon. Bu iş akışı, osteoartrit araştırmalarında fonksiyonel testler veya proteomik profilleme gibi sonraki uygulamalar için uygun iyi tanımlanmış sEV hazırlıkları sağlar.
Küçük ekstrasellüler veziküller (sEV'ler), Uluslararası Ekstrasellüler Vezikülleri Derneği (ISEV) tarafından önerilen operasyonel sınıflandırmaya göre, ekstraselülük veziküller (MISEV2023) yönergelerinde önerilen operasyonel sınıflandırmaya göre, genellikle çapı 200 nm'den küçük veziküller olarak tanımlanan heterojen bir hücredışı vezikülalt tipidir 1. sEV'ler neredeyse tüm hücre tipleri tarafından biyolojik sıvılara salınır ve hem fizyolojik hem de patolojik bağlamlarda hücrelerarası iletişimin aracıları olarak hayati rolleri nedeniyle giderek artan ilgi çekmiştir 2,3.
SEV'lerin zarı, birden fazla fonksiyonel proteinle zenginleştirilir. Bunlar arasında, CD63 gibi tetraspaninler vezikül zarı organizasyonu vefüzyon 4 ile ilişkilidir. Ayrıca, taşınım için gerekli endozomal sıralama kompleksi (ESCRT) ile ilişkili sitozolik proteinler, örneğin ALIX ve TSG101, sEV biyogenezi ve salgılanma için ayrılmaz bir yerdir. Sonuç olarak, izoleveziküllerin endozomal kökenini doğrulamak için güvenilir işaretleyiciler olarak hizmet ederler 5,6.
Infrapatellar yağ pedi (IPFP), osteoartritin (OA) başlangıcını ve ilerlemesiyle yakından bağlantılı aktif eklemle ilişkili bir doku olarak tanınmıştır7,8. İltihap ve dejeneratif koşullarda, IPFP'den elde edilen sEV'lerin inflamatuar aracılar ve patojenik sinyaller taşıyarak sinovial iltihaba ve kıkırdak bozulmasına katkıda bulunduğuvarsayılmaktadır9. OA hastalarından IPFP dokuları tarafından salınan sEV'lerin karakterize edilmesi, hastalıkla ilişkili hücreler arası iletişim ağları hakkında kritik bilgiler sağlayabilir.
Moleküler aracılar ve potansiyel terapötik ajanlar olarak sEV'lere artan ilgi göz önüne alındığında, yüksek verimli, yüksek saflıkta ve tekrarlanabilir bir izolasyon yaklaşımının oluşturulması şarttır. Diferansiyel ultrasantrifüjasyon en yaygın kullanılan arıtma stratejilerinden biri olmaya devametmesine rağmen, hücre kültürü süpernatantları veya biyosıvılar için optimize edilmiş protokoller, IPFP gibi katı yağ kaynaklı dokulara doğrudan uygulanmayabilir. Yüksek lipid içeriği, yoğun hücredışı matriks ve değişken enzimatik sindirim koşulları, vezikülün iyileşmesini ve saflığını etkileyebilir.
Doku ekzplant kültürü, doğal hücresel mimariyi ve hücre-hücre etkileşimlerini koruyarak aşırı enzimatik bozulmayı en aza indiren fizyolojik olarak ilgili bir yaklaşım sunar; böylece neredeyse doğal koşullarda salınan sEV'lerin toplanmasını mümkün kılar. Ancak, IPFP explant kültürlerinden sEV'lerin izole edilmesi için özel olarak tasarlanmış standart bir iş akışı şu anda eksik durumda.
Burada, osteoartrit hastalarının infrapatellar yağ pediyle ekzekt kültürlerinden küçük ekstrasellüler veziküllerin ayırt edici ultrasantrifüjasyon kullanılarak izole edilmesi ve karakterizasyonu için adım adım bir protokolü tanımlıyoruz; bu protokol, aşağı akım fonksiyonel ve translasyonel çalışmalar için tekrarlanabilir bir metodolojik çerçeve sağlıyor.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışmada osteoartrit hastalarından alınan IPFP dokularının kullanımı, Hebei Tıp Üniversitesi Birinci Hastanesi Etik Komitesi tarafından onaylandı (Onay No. [2024] 018). Örnek toplama onaylanan süre içinde gerçekleştirildi ve doku alımından önce tüm katılımcılardan yazılı bilgilendirilmiş onay alındı.
1. Ortam ve çözelti hazırlama
2. IPFP dokusunun hazırlanması ve koşullandırılmış ortamın toplanması
3. Diferansiyel ultrasantrifüjleme ile sEV'lerin izolasyonu
NOT: Aşağıdaki adımların hepsini 4 °C sıcaklıkta veya buz üzerinde gerçekleştirin.
4. Western Blot analiziyle sEV'lerin karakterizasyonu
5. Nanopartikül İzleme Analizi (NTA) ile sEV'lerin karakterizasyonu
6. SEV'lerin İletim Elektron Mikroskopisi (TEM) ile karakterizasyonu
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
İnsan infrapatellar yağ pedleri (IPFP) dokularından küçük ekstrasellüler veziküllerin (sEV) başarılı izolasyonu multimodal karakterizasyon yoluyla doğrulandı.
Geçirim elektron mikroskopisi (TEM), izole edilen veziküllerin karakteristik fincan şekilli morfolojiye sahip olduğunu ve açıkça tanımlanmış lipid çift katmanlı zarlara sahip olduğunu ortaya koymuştur; bu durum sEV'lerin yapısal özellikleriyle uyumlu (Şekil 1)11.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokol, insan infrapatellar yağ pedleri (IPFP) dokularından küçük ekstraselüler vezikülleri (sEV) explant kültürü ve ardından diferansiyel ultrasantrifüjleme ile izole etmek için tekrarlanabilir ve pratik bir iş akışı sağlar. İzole veziküller, transmisyon elektron mikroskopisi (TEM), nanopartikül takip analizi (NTA) ve yerleşik EV belirteçlerinin Western blot tespiti gibi tamamlayıcı karakterizasyonyöntemleriyle doğrulandı 1. TEM, karakteristik morfolojiye sa...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların hiçbirinin ilan edecek çıkar çatışması yoktur.
Bu araştırma, Ulusal Ana Araştırma ve Geliştirme Programı (hibe numarası 2023YFC3604905), Hebei Maliye Bakanlığı (hibe numarası: ZF2024132 ve ZF2024143), Hengrui-Hebei-Nehrei Yenilik ve Kalkınma Tıbbi İşbirliği Programı tarafından finanse edilmiştir HR2002048
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 40 mL PET Santrifüj Tüpleri | himac (Eppendorf Himac Technologies) | 5720411148 | Polietilen tereftalat, 26 x 90 mm |
| 70 µ m Hücre Süzcü | Pekin Lanjieke Teknolojisi | 560049 | Doku kalıntılarının uzaklaştırılması için |
| Anti Alix antikor | Şanghay Açıkları Biyoteknolojisi | CY7215 | sEV pozitif işaretleyici |
| Anti Kalneksin antikoru | Şanghay Açıkları Biyoteknolojisi | CY5839 | Negatif işaretleyici (ER kontaminasyonu) |
| Anti CD63 antikor | Affinity Biosciences | DF2305 | Tetraspanin işaretleyicisi |
| Anti TSG101 antikor | Şanghay Açıkları Biyoteknolojisi | CY5985 | sEV pozitif işaretleyici |
| BCA Protein Test Kiti | Şanghay YaMei Biyoteknolojisi | ZJ102 | Protein nicelendirmesi için |
| Hücre kültürü şişesi (T175) | NEST Biyoteknolojisi | 560229 | IPFP ekplant kültürü için |
| Santrifüj tüpü (50 mL) | BIOFIL | 560041 | Başlangıçta düşük hızlı adımlar için |
| Ekzosom tükenmiş fetal sığır serumu | Cyagen Biosciences | FBSNE-01061 | Doku kültürü için |
| HRP Keçi Tavşan Karşıtı IgG | Şanghay Açıkları Biyoteknolojisi | AB0101 | WB için ikincil antikor |
| Anında Protein Yükleme Tamponu (Denatürleme, Azaltma, 5 Kez;) | Şanghay YaMei Biyoteknolojisi | LT101 | Protein denatürasyonu için |
| Mikro BCA Protein Analiz Kiti | Termo Bilimsel | 23235 | Protein nicelendirmesi için |
| Millex-GP Filtre Ünitesi (0.22 ve mikro; m) | Pekin Lanjieke Teknolojisi | 560360 | Steril, vezikül filtrasyonu için |
| Nanopartikül İzleme Analizörü | Malvern Panalytical | NanoSight NS300 | Boyut ve konsantrasyon analizi için |
| Omni-Flash Buzsuz Hızlı Transfer Tamponu | Şanghay YaMei Biyoteknolojisi | PS201S | Western blot protein transferi için |
| Fosfotungstik asit (%2) | Sigma-Aldrich | P4006 | TEM negatif boyama için |
| Protein Yükleme Tamponu (Denatürleyici, İndükleyici, 5& kez;) | Şanghay YaMei Biyoteknolojisi | LT103 | Protein denatürasyonu için |
| Proteinsiz Hızlı Bloklama Tamponu (5&Times;) | Şanghay YaMei Biyoteknolojisi | PS108 | Zarları bloklamak için |
| RIPA liz tamponu | Pekin Solarbio Bilim & Teknoloji Co.,Ltd | R0010 | SEV protein ekstraksiyonu için |
| TBS(20×) | Pekin Solarbio Bilim & Teknoloji Co.,Ltd | T1080 | Yıkama tamponu hazırlamak için |
| İletim Elektron Mikroskobu | Hitachi | HT7800 | Morfolojik karakterizasyon için |
| Tris/MOPS/SDS Elektroforez Tamponu | Şanghay YaMei Biyoteknolojisi | PS120 | Protein ayrımı için |
| Tween-20 | Pekin Solarbio Bilim & Teknoloji Co.,Ltd | T8220 | Yıkama tamponu hazırlamak için |
| Ultrasantrifüj | himac (Eppendorf Himac Technologies) | CP100NX | Yüksek hızlı izolasyon sistemi |
| Ultra hassas kemilyünestan tespit kiti | Şanghay YaMei Biyoteknolojisi | SQ201 | Protein bandı görselleştirmesi için |
| Evrensel Antikor Sulandırma Tamponu | Şanghay YaMei Biyoteknolojisi | PS119L | Primer/ikincil antikorlar için |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
