סיכום: פרוטוקול זה מציג תהליך עבודה סטנדרטי לבידוד ואפיון של ווסיקולות חוץ-תאיות קטנות (sEVs) מרקמות כריית שומן תת-ראשית אצל חולי אוסטיאוארתריטיס.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
סיכום: פרוטוקול זה מציג תהליך עבודה סטנדרטי לבידוד ואפיון של ווסיקולות חוץ-תאיות קטנות (sEVs) מרקמות כריית שומן תת-ראשית אצל חולי אוסטיאוארתריטיס.
וזיקולות חוץ-תאיות (EVs), במיוחד וזיקולות חוץ-תאיות קטנות (sEVs) המוגדרות כווזיקולות קטנות מ-200 ננומטר, משמשות כמתווכים חיוניים לתקשורת בין-תאית ומשתחררות כמעט מכל סוגי התאים לנוזלים ביולוגיים שונים. כרית השומן התת-ראשית (IPFP) קשורה קשר הדוק להתפתחות והתקדמות של אוסטיאוארתריטיס בברך (OA). עם זאת, שיטות סטנדרטיות לבידוד sEVs ישירות מ-IPFP explants נותרות מוגבלות. אנו מציגים פרוטוקול שניתן לשחזר לבידוד ואפיון של sEVs שמקורם ברקמות IPFP שנלקחו מחולי OA. מדיום מותאם שנאסף מתרביות רקמות IPFP מנוקה ברצף מתאים ופסולת באמצעות צנטריפוגציה במהירות נמוכה, ואחריה אולטרה-צנטריפוגציה להעשיר ווסיקולות בטווח גודל ה-sEV. הוזיקולות המתקבלות מאופיינות על פי מידע מינימלי למחקרים על המלצות על שלפיות חוץ-תאיות (MISEV2023) באמצעות סט של סמנים מייצגים של חלבונים בקטגוריות פונקציונליות שונות: CD63 כטטראספנין הקשור לממברנה, ALIX ו-TSG101 כחלבונים ציטוזוליים המעורבים בביוגנזה המתווכת על ידי מכונות ESCRT (קומפלקס מיון אנדוסומלי נדרש להובלה (ESCRT), וקלנקסין כחלבון תושב רשתית אנדופלזמית לניטור פוטנציאל זיהום לא-וזיקולרי. תהליך עבודה זה מניב הכנות מוגדרות היטב ל-sEV המתאימות ליישומים במורד הזרם כגון בדיקות פונקציונליות או פרופילינג פרוטאומי במחקר אוסטיאוארתריטיס.
וזיקולות חוץ-תאיות קטנות (sEVs) הן תת-סוג הטרוגני של וזיקולות חוץ-תאיות, שלפי הסיווג התפעולי שהוצע על ידי החברה הבינלאומית לווסיקולות חוץ-תאיות (ISEV) במידע מינימלי ללימודי וזיקולות חוץ-תאיות (MISEV2023), מוגדרות כווזיקולות שבדרך כלל בקוטר קטן מ-200 ננומטר1. sEVs משתחררים כמעט מכל סוגי התאים לנוזלים ביולוגיים וזכו לתשומת לב גוברת בשל תפקידם החיוני כמתווכים בתקשורת בין-תאית בהקשרים פיזיולוגיים ופתולוגיים 2,3.
הממברנה של sEVs מועשרת במספר חלבונים פונקציונליים. ביניהם, טטראספנינים כמו CD63 קשורים לארגון ממברנת הווסיקולות ומיזוג4. יתרה מזאת, חלבונים ציטוזוליים הקשורים לקומפלקס המיון האנדוזומלי הנדרש להובלה (ESCRT), כגון ALIX ו-TSG101, הם חלק בלתי נפרד מהביוגנזה וההפרשה של sEV. כתוצאה מכך, הם משמשים כסמנים אמינים לאישור המקור האנדוזומלי של הוזיקולות המבודדות 5,6.
כרית השומן התת-ראשית (IPFP) זוהתה כרקמה פעילה הקשורה למפרקים, הקשורה קשר הדוק להתחלה ולהתקדמות של אוסטיאוארתריטיס (OA)7,8. בתנאים דלקתיים וניווניים, sEVs שמקורם ב-IPFP משוערים כנושאים מתווכים דלקתיים ואותות פתוגניים, ובכך תורמים לדלקת סינוביאלית ופירוק סחוס9. אפיון ה-sEVs המשתחררים מרקמות IPFP מחולי OA עשוי לספק תובנות קריטיות לגבי רשתות תקשורת בין-תאיות הקשורות למחלה.
בהתחשב בעניין הגובר ב-sEVs כמתווכים מולקולריים וסוכנים טיפוליים פוטנציאליים, חשוב להקים גישת בידוד בעלת תפוקה גבוהה, טוהר גבוה וניתנת לשחזור. למרות שאולטרה-צנטריפוגציה דיפרנציאלית נותרה אחת מאסטרטגיות הטיהור הנפוצותביותר 10, פרוטוקולים מותאמים לסופרנטנטים של תרביות תאים או נוזלים ביולוגיים עשויים שלא להיות רלוונטיים ישירות לרקמות מוצקות שמקורן בשומן כמו IPFP. תכולת השומנים הגבוהה, המטריצה החוץ-תאית הצפופה ותנאי העיכול האנזימטיים המשתנים יכולים להשפיע על התאוששות וטוהר הוזיקולות.
תרבית פריסת רקמה מספקת גישה פיזיולוגית רלוונטית השומרת על הארכיטקטורה התאית הטבעית והאינטראקציות בין תאים, תוך מזעור הפרעות אנזימטיות מופרזות, ובכך מאפשרת איסוף של sEVs המשתחררים בתנאים קרובים למקומיים. עם זאת, כרגע חסרה זרימת עבודה סטנדרטית המותאמת במיוחד לבידוד רכבי חשמל חשמליים מתרביות אקספלנט IPFP.
כאן, אנו מתארים פרוטוקול שלב אחר שלב לבידוד ואפיון וזיקולות חוץ-תאיות קטנות מתרביות פרח שומן אינפרת-פיטלרי של חולי אוסטיאוארתריטיס באמצעות אולטרה-צנטריפוגציה דיפרנציאלית, ומספק מסגרת מתודולוגית שחזורית למחקרים פונקציונליים ותרגומיים במורד הזרם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השימוש ברקמות IPFP של חולי אוסטיאוארתריטיס במחקר זה אושר על ידי ועדת האתיקה של בית החולים הראשון של אוניברסיטת הרפואה חביי (אישור מס' [2024] 018). איסוף הדגימה בוצע בתוך התקופה המאושרת, והתקבלה הסכמה בכתב מדעת מכל המשתתפים לפני רכישת הרקמה.
1. הכנת מדיום ותמיסות
2. הכנת רקמת IPFP ואיסוף מדיום מותנה
3. בידוד של יחידות אלטרה-צנטריפוגציה דיפרנציאלית
הערה: בצע את כל השלבים הבאים בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס או על קרח.
4. אפיון של sEVs באמצעות ניתוח ווסטרן בלוט
5. אפיון של sEVs באמצעות ניתוח מעקב ננו-חלקיקים (NTA)
6. אפיון של sEVs באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני העברת (TEM)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הבידוד המוצלח של וזיקולות חוץ-תאיות קטנות (sEVs) מרקמות רפידות שומן תת-ראשיות (IPFP) של האדם אושר באמצעות אפיון רב-מודלי.
מיקרוסקופ אלקטרוני העברה (TEM) גילה כי הווסיקולות המבודדות הציגו את המורפולוגיה האופיינית בצורת עם ממברנות דו-שכבתיות שומן מוגדרות בבירור, בהתאם לתכונות המבניות של sEVs (איור 1)11.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מספק תהליך עבודה שניתן לשחזר ולבצע פרקטיקה מעשית לבידוד וזיקולות חוץ-תאיות קטנות (sEVs) מרקמות רפידת שומן אינפרת-פאטלרית (IPFP) אנושיות באמצעות תרבית אקסטרפלנט ואחריה אולטרה-צנטריפוגציה דיפרנציאלית. הוזיקולות המבודדות אומתו באמצעות שיטות אפיון משלימות, כולל מיקרוסקופיית אלקטרונים מעברית (TEM), ניתוח מעקב אחרי ננו-חלקיקים (NTA), וזיהוי כתמים מערביים של סמנים מבוססים של EV1. TEM אישר את קיומם של וזיקולות קשורות לממברנה עם מורפולוגיה אופיינית, NTA הראה הת...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לאף אחד מהמחברים אין ניגודי עניינים להצהיר עליו.
מחקר זה מומן על ידי תוכנית המחקר והפיתוח המרכזית הלאומית (מספרי מענק 2023YFC3604905), משרד האוצר של חביי (מענקים מספרים: ZF2024132 ו-ZF2024143), תוכנית שיתוף הפעולה הרפואי לחדשנות ופיתוח של הנגרוי-חביי-HR2002048
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צינורות צנטריפוגה PET בנפח 40 מ"ל | HIMAC (אפנדורף הימאק טכנולוגיות) | 5720411148 | פוליאתילן טרפתלט, 26 על 90 מ"מ |
| 70 ומיקרו; מסננת תאי m | טכנולוגיית בייג'ינג לנג'יקה | 560049 | לצורך הסרת פסולת רקמה |
| נוגדן אנטי-אליקס | ביוטכנולוגיה של שנחאי אבווייז | CY7215 | סמן חיובי sEV |
| נוגדן אנטי-קלנקסין | ביוטכנולוגיה של שנחאי אבווייז | CY5839 | סמן שלילי (זיהום ב-ER) |
| נוגדן אנטי-CD63 | אפיניטי ביוסיינסס | DF2305 | סמן טטראספנין |
| נוגדן אנטי-TSG101 | ביוטכנולוגיה של שנחאי אבווייז | CY5985 | סמן חיובי sEV |
| ערכת בדיקת חלבון BCA | ביוטכנולוגיה של שנגחאי יאמיי | ZJ102 | לכימות חלבונים |
| בקבוק תרבית תאים (T175) | ביוטכנולוגיה NEST | 560229 | לגידול צמח של IPFP |
| צינור צנטריפוגה (50 מ"ל) | BIOFIL | 560041 | לצעדים ראשוניים במהירות נמוכה |
| סרום בקר עוברי מדולל מאקזוזום | סייגן ביוסיינס | FBSNE-01061 | לתרבית רקמות |
| HRP Goat נגד Cricket IgG | ביוטכנולוגיה של שנחאי אבווייז | AB0101 | נוגדן משני ל-WB |
| בופר טעינת חלבון מיידית (שינוי, הפחתה, 5&פי;) | ביוטכנולוגיה של שנגחאי יאמיי | LT101 | לדנטורציה של חלבון |
| ערכת בדיקת חלבון מיקרו-BCA | תרמו-סיינטיפיק | 23235 | לכימות חלבונים |
| יחידת סינון Millex-GP (0.22 & מיקרו; m) | טכנולוגיית בייג'ינג לנג'יקה | 560360 | סטרילי, לסינון ווסיקולות |
| מנתח מעקב ננו-חלקיקים | מלוורן אנליטי | NanoSight NS300 | לניתוח גודל וריכוז |
| בופר העברה מהיר ללא קרח אומני-פלאש | ביוטכנולוגיה של שנגחאי יאמיי | PS201S | להעברת חלבון ווסטרן בלוט |
| חומצה פוספוטונגסטית (2%) | סיגמא-אלדריץ' | P4006 | לצביעת TEM שלילית |
| בופר טעינת חלבון (דנטורציה, לא מפחית, 5&פעמים;) | ביוטכנולוגיה של שנגחאי יאמיי | LT103 | לדנטורציה של חלבון |
| בופר חסימה מהיר ללא חלבון (5&;) | ביוטכנולוגיה של שנגחאי יאמיי | PS108 | לחסום את הממברנות |
| מאגר ניתוק RIPA | בייג'ינג סולארביו סיינס & טכנולוגיה בע"מ | R0010 | להפקת חלבון sEV |
| TBS(20×) | בייג'ינג סולארביו סיינס & טכנולוגיה בע"מ | T1080 | להכנת בופר כביסה |
| מיקרוסקופ אלקטרונים להעברת חשמל | היטאצ'י | HT7800 | לצורך אפיון מורפולוגי |
| בופר אלקטרופורזה Tris/MOPS/SDS | ביוטכנולוגיה של שנגחאי יאמיי | PS120 | להפרדת חלבונים |
| טווין-20 | בייג'ינג סולארביו סיינס & טכנולוגיה בע"מ | T8220 | להכנת בופר כביסה |
| אולטרה-צנטריפוגה | HIMAC (אפנדורף הימאק טכנולוגיות) | CP100NX | מערכת בידוד במהירות גבוהה |
| ערכת זיהוי כימילומינסצנטי רגישה במיוחד | ביוטכנולוגיה של שנגחאי יאמיי | SQ201 | להמחשת רצועות חלבון |
| בופר דילול נוגדנים אוניברסלי | ביוטכנולוגיה של שנגחאי יאמיי | PS119L | לנוגדנים ראשוניים/משניים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה