这是一种从肝脏中分离组织细胞外囊泡(EV)的协议。该协议描述了一个两步过程,涉及胶原酶灌注,然后是差异性超离心,以分离肝组织EV。
细胞外囊泡 (EV) 可以从许多不同的细胞类型中释放出来,并在大多数(如果不是全部)体液中检测到。EV 可以通过将RNA或蛋白质等生物活性分子从一个细胞穿梭到另一个细胞,从而参与细胞与细胞之间的交流。大多数EV研究是在细胞培养模型或从体液中分离出来的EV中进行的。人们开始关注将EV与组织分离出来,以研究它们对生理过程的贡献,以及它们在疾病中是如何改变的。从组织中分离出具有足够产量的EV在技术上具有挑战性,因为需要组织分离,而不会造成细胞损伤。该方法描述了从小鼠肝脏组织分离EV的程序。该方法涉及两步过程,从原位胶原酶消化开始,然后是差分超离心。使用胶原酶进行组织灌注,由于其获得EV的产量增加,比机械切割或肝组织均质化具有优势。使用这两步过程从肝脏分离EV将有用的研究组织EV。
细胞外囊泡 (EV) 是膜结合的囊泡,从体内许多不同类型的细胞中释放出来。EV包含一批分子,包括RNA、DNA和蛋白质。EV将这种货物从一个细胞转移到另一个细胞,被假定为组织内细胞相互通信的一种机制。大部分有关EV在正常健康和疾病中的货物或作用的信息来自从培养细胞中获得的或从循环或其他体液中收集的关于EV的研究2。为了了解它们在体内的生理作用,一种强有力的方法是必要的,以分离组织EV,捕获所有人群的EV,并避免细胞损伤或污染3。本文所述方法的总体目标是从小鼠肝脏中分离组织 EV。
肝脏中的大多数细胞类型已被证明能产生EV,而基于EV的信号学研究正在增进对肝病的基本知识和了解。然而,来自组织内不同细胞类型的EV的综合影响只是部分理解。为了了解EV在组织环境中的原位贡献,有必要从肝脏组织中分离EV。本文所述的方法基于两步灌注,以增强组织解离和尽量减少细胞损伤。随后,从分离的肝组织分离出EV。自20世纪50年代初以来,一直采用两步灌注分离肝细胞的方法。这些肝细胞分离方法已被修改和持续改进,现在是在培养物、细胞悬浮物和组织5、6、7中分离肝细胞的标准方法。在第一步,肝脏接受无钙缓冲液(汉克的平衡盐溶液(HBSS)的非循环灌注。在第二步中,肝脏与胶原酶结合,溶解细胞外基质,以进一步分离去染色体细胞与细胞的结。胶原酶溶解的最佳治疗时间是7至10分钟。治疗时间较短会导致肝脏不完全溶解和细胞接触,而较长的持续时间可能会导致肝损伤或门户静脉中断。然后,使用差分离离分离电动汽车,以清除细胞和细胞碎片。这导致高产量的EV收集,可用于进一步的下游分析或研究。
该协议描述了一种最佳且可重复的方法,用于通过门户静脉使用两步灌注过程分离肝组织EV,然后进行差分超离心。该过程的重要步骤包括管状放置、胶原酶浓度和消化时间、介质的流动速度、消化后组织处理以及经典差分超离心。
细胞分离是通过使用胶原酶IV型消化后从结缔组织成分分离实现的。用于灌注的胶原酶的浓度范围为0.1至5mg/mL。胶原酶对组织消化的功效可能有相当大的批次变化。测试了0.5至5mg/mL的胶原酶浓度,但所使用的浓度对获得的EV的产量没有重大影响。使用高浓度的胶原酶将导致肝脏更迅速的肿胀和美白。目标是获得令人满意的细胞分离,而不会造成过度污染或损害。在这些分离中使用的胶原酶的最佳浓度为1-2mg/mL,在8 mL/min的流速下注入7-8分钟。灌注过程过长会增加破坏肝脏内结缔组织的风险,并增加技术风险,如针从入口静脉分离或静脉空气陷印。
该协议最具挑战性的方面是门户静脉的可分扫描。这可能具有挑战性,特别是在18至25克大小的小鼠中。胶原酶灌注技术最初开发用于大鼠,后来在多次修改和调整后用于小鼠。使用23G血液采集集进行采集比在小光度血管中放置导管更容易。建议使用带塞结的螺纹固定管断,以避免脱落,并且该结还可用作入口静脉位置的标志,以防管状从船上脱落。
对于下游分析,将细胞污染降至最低非常重要。消化后组织处理有好几个重要的考虑因素。首先,在提取肝脏以避免血液污染时,钳子和剪刀会发生变化。其次,必须小心地从肝脏中取出胆囊,以避免胆汁撕裂和不必要的污染。第三,一旦肝脏从小鼠中取出,肝脏被非常轻轻地用PBS洗去任何血液。尽量减少对细胞的污染应比降低获得的EV产量更优先。
超中心化是EV8、9、10、11的隔离和纯化最常用的方法。这种方法将去除大多数节状细胞,如肝细胞或胆囊和非节细胞,如Kupffer细胞,正弦内皮细胞和硬质细胞,此外,细胞碎片,细胞聚集和死细胞也将通过差分离离去除。通过尺寸排除色谱法去除任何非细胞蛋白聚集物或脂蛋白,可以进一步纯化和分离特定人群。
该协议的一个限制是,它可能无法捕获所有组织囊泡,因为某些囊泡可能在渗透剂中被去除。如果需要进行全球评估,应考虑收集渗透剂,并在渗透内分离囊泡。另一个限制是细胞损伤的可能性。为了监测细胞过度死亡的潜在影响,可以监测细胞活力,并将其纳入组织EV分离的质量参数中。总之,此过程描述了使用两步灌注技术通过门户静脉的优化工作流程,然后进行差分超离心,以高产量从小鼠肝脏获得肝组织 EV。这些组织EV适用于下游分析,如生物分子成分的表征和其他研究,旨在描述其生理或病理生理学作用或潜在应用作为疾病标志物。
The authors have nothing to disclose.
这项研究得到了国家癌症研究所资助CA-217833的资助。
125 mL Erlenmeyer flask | Fisher scientific | FB500125 | |
125 mL Erlenmeyer flask | Fisher scientific | FB500125 | |
Curved non-serrated scissors | Fine Science Tools | 14069-12 | |
Curved forceps | Fine Science Tools | 13009-12 | |
Masking tape | Home supply store | ||
Aluminum foil | Home supply store | ||
Styrofoam pad | Home supply store | ||
Absorbent Bench Underpad | Scientific inc. | B1623 | |
Masterflex L/S Digital Miniflex Pump | Cole-parmer | ZX-07525-20 | |
Water bath | Thermo Electron Precision | 2837 | |
Blood collection sets | Becton Dickinson | 367292 | |
Petri dish, clear lid 100×15 | Fisher Scientific | FB0875712 | |
Falcon 70mm Nylon Cell Strainers | Fisher scientific | 352350 | |
50 mL conical tubes | Fisher Scientific | 12-565-270 | |
Cotton Tipped Applicators | Moore medical | 69622 | |
25mL Serological Pipet | Falcon | 357525 | |
Ohmeda Isotec 4 Isoflurane Vaporiser | BioSurplus | 203-2751 | |
O2 gas | |||
Isoflurane | |||
Levo Plus Motorized Pipette Filler | Scilogex | 74020002 | |
Centrifuge 5804R | Sigma-aldrich | 22628048 | |
Beckman Coulter Optima L-100 XP | Beckman | 969347 | |
Beckman Coulter Avanti JXN-26 | Beckman | B34182 | |
70 Ti Fixed-Angle Rotor | Beckman | 337922 | |
JA-25.50Fixed-Angle Rotor | Beckman | 363055 | |
Nalgene Round-bottom tube | Thermo Scientific | 3118-0028 | |
Polycarbonate ultracentrifuge tubes with cap assembly | Beckman | 355618 | |
Reagents | |||
HyClone Hank's Balanced Salt Solution (HBSS), Ca/Mg free | Fisher scientific | SH30588.01 | |
Collagenase, Type IV, powder | Fisher scientific | 17104019 | |
Phosphate Buffered Saline (PBS) | Fisher scientific | SH30256.01 |