2023年10月6日
在此,我们介绍一种简便的实验方案,可实现 体外 评估荧光标记的微小RNA(microRNA)丰度,以研究微小RNA在细胞外囊泡(EVs)中的包装与外排动力学。
我的实验室致力于研究微小RNA(microRNA),几十年来我们已知微小RNA在癌症中会减少。然而,这些微小RNA是如何丢失的机制一直未被充分阐明。我们近期关于细胞外囊泡的研究表明,在癌症中减少的微小RNA正被主动装载进这些细胞外囊泡中。
我们目前的目标是深入探究在肿瘤发生过程中,这些RNA如何被主动装载到细胞外囊泡中的机制。本方案有助于理解并捕捉microRNA向细胞外囊泡释放的动态过程,这是细胞外囊泡生物学研究中具有挑战性的领域之一。我们的研究结果为推进调控癌症中microRNA耗竭通路的研究提供了有力工具。
我们计划通过细胞外囊泡研究特定 microRNA 亚群缺失所导致的功能性和表型效应。一旦确定了参与将这些 microRNA 装载到细胞外囊泡中的相关因子,我们的目标便是下调这些因子并评估其表型后果。此外,由于我们已鉴定出这些小RNA中包含的一个基序,我们希望探究该基序是否足以且必需介导这些RNA向细胞外囊泡中的装载。
首先,取转染了荧光团标记的细胞外囊泡microRNA(EV-microRNA)和细胞microRNA的Calu-6细胞。将细胞悬液通过附带于圆底聚苯乙烯FACS管上的35微米滤网帽进行过滤。然后准备流式细胞仪,打开仪器电源,使用前预热30分钟。
使用鞘液对流体系统进行预冲洗。随后,验证并调整激光对准。进行质量控制时,将超纯过滤水加入流式细胞仪,在适当的流速下运行,并确保足够的采集时间。
然后将 Calu-6 细胞信号捕获的阈值设为 FSC 5,000。为校正荧光染料之间的光谱重叠,需使用未转染的细胞以及仅转染单一荧光染料的细胞制备补偿对照。在转染细胞中进行表达分析时,FSC、SSC、FITC 和 PE 通道的电压分别设置为 258、192、269 和 423 单位。
然后将阴性对照样品引入流式细胞仪。在自定义工作表中设定FSC和SSC强度后,捕获细胞信号。在图中选择FSC作为x轴,SSC作为y轴。
围绕目标细胞群绘制多边形,以在坐标轴上创建门控。要使用已门控的细胞群创建新图,将 x 轴设置为用于细胞内 microRNA 检测的荧光信号一,y 轴设置为用于细胞外囊泡(EV)microRNA 检测的荧光信号二。利用分别转染了不同荧光标记 microRNA 的细胞,确定各荧光染料的补偿参数。
对转染了细胞microRNA和EV-microRNA的细胞进行流式细胞术分析,结果显示对应于EV-microRNA的荧光信号呈逐步减弱趋势。相比之下,对应于细胞microRNA的信号在细胞中得以保留,表明荧光标记物不影响细胞对microRNA的保留能力。首先,取经荧光标记的EV-microRNA和细胞microRNA转染的Calu-6细胞所分离出的细胞外囊泡(EVs)。
用适量超滤 PBS 稀释 EVs,以制备用于流式细胞术分析的细胞外囊泡悬液。使用纳米流式细胞仪分析纳米级颗粒。启动软件,并根据推荐的校准说明对仪器进行配置。
使用性能纳米微珠进行性能测试。若纳米微珠的检测结果处于标准尺寸范围内,则认为仪器性能处于最佳状态。确定适用于EV颗粒检测的合适流速。
现在使用超纯过滤水进行质量控制检查,以验证仪器的流体系统,并评估检测器和激光器的性能。根据制造商的说明书设置参数,以评估微球混合物中不同群体的灵敏度和分辨率。然后应用适当的设门方法,将微球群体与仪器噪声区分开来。
接下来,充分涡旋振荡样品,以确保细胞外囊泡(EVs)均匀分布,然后上样进行分析。启动流式细胞术数据分析软件,并引入超滤的 PBS。使用超滤的 PBS 设置针对 EV 颗粒的门控,确保门控范围与基于校准结果所确定的颗粒大小相匹配。
取已转移并涡旋混匀的EVs,将其加入适用于Attune仪器的离心管中,然后将该管装入仪器。在x轴绘制FSC、y轴绘制SSC的图中捕获EV信号。对于细胞microRNA检测,x轴选择荧光信号一;对于EV microRNA检测,y轴选择荧光信号二。
利用转染单一微小RNA后分离得到的细胞外囊泡(EV)样本,建立荧光染料的补偿参数。流式细胞术结果显示,EVs中miR-451a Alexa Fluor 488的荧光信号随时间依赖性积累,表明其被有效包装并释放;相比之下,细胞内的miR-67在EVs中未检测到荧光信号。
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本研究旨在探讨在癌症背景下微小RNA(microRNA)被包装并分泌到细胞外囊泡(EVs)中的动态过程。通过采用一种简单的体外评估方案,作者试图阐明在癌症中通常减少的微小RNA如何被主动装载进入EVs,从而为肿瘤发生机制提供新的见解。
对miRNA向细胞外囊泡(EVs)中转运的定量追踪,填补了在疾病相关体系中理解细胞间通讯及miRNA耗竭机制的关键空白。本实验方案通过阐明miRNA装载进入EVs的动力学特征与特异性,可在靶点验证阶段实现机制层面的风险评估。此类研究结果有助于提升早期发现及转化研究流程的可预测性与可信度。
本方案通过实现对miRNA外排的定量分析,融入从发现到临床前研究的连续过程,支持假设验证和后续筛选。