Bu karaciğerden doku ekstrasellüler (EVs) izole etmek için bir protokoldür. Protokol, kollajenaz perfüzyonunu içeren iki aşamalı bir süreci ve ardından karaciğer dokusu EVs’lerini izole etmek için diferansiyel ultrasantrifüji tanımlıyor.
Ekstrasellüler veziküller (EVs) birçok farklı hücre tiplerinden serbest bırakılabilir ve çoğunda, hepsi olmasa da, vücut sıvılarında saptanabilir. EV’ler, RNA veya protein gibi biyoaktif molekülleri bir hücreden diğerine kapatarak hücreden hücreye iletişime katılabilirler. EVs çoğu çalışmalar hücre kültürü modelleri veya evs vücut sıvıları izole yapılmıştır. Ev’lerin dokulardan izole edilmesine ve fizyolojik süreçlere olan katkılarının ve hastalıkta nasıl değiştirildiklerinin incelenmesine ilgi artmaktadır. Dokulardan yeterli verim ile EVs izolasyon u hücresel hasar olmadan doku bölünmesi ihtiyacı nedeniyle teknik olarak zordur. Bu yöntem, fare karaciğer dokusundan EVs izolasyonu için bir prosedür açıklar. Yöntem, situ kollajenaz sindirim ile başlayan iki aşamalı bir süreç ve ardından diferansiyel ultra santrifüj içerir. Kollajenaz kullanılarak doku perfüzyonu, elde edilen EVs’lerin veriminin artması nedeniyle karaciğer dokusunun mekanik olarak kesilmesi veya homojenleştirilmesi ne kadar avantaj sağlar. KaraciğerDEN EVs izole etmek için bu iki aşamalı sürecin kullanımı doku EVs çalışma için yararlı olacaktır.
Ekstrasellüler veziküller (EVs) vücutta hücrelerin birçok farklı türde serbest membran bağlı veziküller vardır. EVs RNA, DNA ve protein içeren moleküllerin bir kargo içerir. Bu kargonun bir hücreden diğerine evs tarafından aktarılması, dokular içindeki hücrelerin birbirleriyle iletişim kurduğu bir mekanizma olarak öne sürülecektir1. Normal sağlık ve hastalıklarda EVs kargo veya rolleri ile ilgili bilgilerin çoğunluğu kültür hücrelerinden elde edilen veya dolaşım veya diğer vücut sıvıları toplanan EVs çalışmaları elde edilmiştir2. Vivo onlarınfizyolojik rollerini anlamak için, sağlam bir yöntem EVs tüm popülasyonları yakalar ve hücresel hasar veyakontaminasyon3 önler doku EVs izolasyon için gereklidir. Burada açıklanan yöntemin genel amacı fare karaciğerlerinden doku EVs izole etmektir.
Karaciğerde çoğu hücre tipleri EVs üretmek için gösterilmiştir, ve EV tabanlı sinyal çalışma hepatik hastalıkların temel bilgi ve anlayış ilerliyor. Ancak, dokular içinde farklı hücre tiplerinden EVs kombine etkisi sadece kısmen anlaşılmaktadır. EVs’nin karaciğer dokularından izole edilmesi, EVs’in doku ortamındaki insitu katkılarını anlamak için gereklidir. Burada açıklanan yaklaşım doku bölünmesini artırmak ve hücre hasarını en aza indirmek için iki adımlı perfüzyon dayanmaktadır. Daha sonra, EVs ayrışmış karaciğer dokusundan izole edilir. Hepatositlerin izolasyonu için iki adımlı perfüzyon kullanan yaklaşımlar 1950’lerin başından beri kullanılmaktadır4. Hepatosit izolasyonu için bu yöntemler değiştirilmiş ve sürekli geliştirilmiş ve şimdi kültürlerde hepatosit izolasyoniçin standart yaklaşımlar, hücre süspansiyonlar, ve dokulardan5,6,7. İlk adımda, karaciğer kalsiyumiçermeyen tampon ile bir non-recirculating perfüzyon tabi tutulur, Hank dengeli tuz çözeltisi (HBSS). İkinci adımda, karaciğer desmosomal hücre-hücre kavşakları daha fazla ayrılması için ekstrasellüler matris çözmek için kollajenaz ile perfüzyon. Kollajenaz çözünme için en uygun tedavi süresi 7-10 dakikadır. Tedavinin daha kısa bir süre eksik çözünmeye neden olur ve karaciğerde hücre temasları korumak, daha uzun bir süre karaciğer hasarı veya portal ven bozulmasına neden olabilir ise. EVs sonra hücreleri ve hücresel enkaz kaldırmak için diferansiyel santrifüj kullanılarak izole edilir. Bu, daha fazla akış aşağı analizveya çalışma için kullanılabilecek yüksek verimlerde EV toplama ile sonuçlanır.
Bu protokol, portal ven üzerinden iki adımlık perfüzyon işlemi ve ardından diferansiyel ultrasantrifüj kullanılarak hepatik doku EV izolasyonu için optimal ve tekrarlanabilir bir yöntem tanımlanmaktadır. Prosedürün önemli adımları kanül yerleştirme dahil, kollajenaz konsantrasyonu ve sindirim süresi, orta akış hızı, sindirim sonrası doku işleme, ve klasik diferansiyel ultrasantrifüj.
Hücre ayrıştırma kollajenaz tip IV kullanılarak sindirim sonra bağ dokusu bileşenlerinden ayrılması ile elde edilir. Perfüzyon için kullanılan kollajenaz konsantrasyonu 0.1 ila 5 mg/mL arasında olabilir. Doku sindirimi için kollajenaz etkinliğini önemli toplu-to-batch varyasyon olabilir. Kollajenaz konsantrasyonları 0.5 ila 5 mg/mL arasında test edildi, ancak kullanılan konsantrasyon elde edilen EVs verimi üzerinde önemli bir etkisi yoktu. Kollajenaz daha yüksek bir konsantrasyon kullanarak karaciğer daha hızlı şişme ve beyazlatma neden olacaktır. Amaç aşırı kontaminasyon veya hasar olmadan tatmin edici hücre bölünmesi elde etmektir. Bu izolasyonlarda kullanılan kollajenazOptimal konsantrasyonu 8 mL/dk akış hızında 7-8 dk perfüzyon1-2 mg/mL’dir. Çok uzun bir perfüzyon prosedürü karaciğer içinde ince bağ dokusu yok riskini artıracak yanı sıra portal ven veya ven ile hava bindirme iğne delodgment gibi teknik riskleri artıracaktır.
Bu protokolün en zorlu yönü portal ven kanülasyonudur. Bu, özellikle 18-25 g boyutuaralığındafarelerde gerçekleştirmek zor olabilir. Kollajenaz perfüzyon teknikleri başlangıçta sıçanlarda kullanılmak üzere geliştirilmiş ve daha sonra çok sayıda değişiklik ve ayarlamalar sonra farelerde kullanılmak üzere kabul edilmiştir. 23G kan toplama seti kullanılarak kanülasyon küçük luminal çapı kan damarlarında bir kateter yerleştirilmesi daha kolaydır. Bir stoper düğümü ile iplik kullanarak kanül sabitleme yerinden önlemek için tavsiye edilir ve düğüm de kanül damar dan geliyor durumda portal ven konumu bir belirteç olarak hizmet vermektedir.
Downstream analizi için, hücrelerden en az kontaminasyon olması son derece önemlidir. Sindirim sonrası doku kullanımında birkaç önemli husus vardır. İlk olarak, karaciğer kan kontaminasyonunu önlemek için çıkarıldığında forceps ve makas değiştirilir. İkinci olarak, safra kesesi dikkatle karaciğerden yırtılma ve safra istenmeyen kontaminasyon önlemek için kaldırılması önemlidir. Üçüncü olarak, bir kez karaciğer fare den kaldırıldı, karaciğer çok yavaşça herhangi bir kan kaldırmak için PBS kullanılarak yıkanır. Hücrelerle kontaminasyonun en aza indirilmesi, elde edilen EVs veriminde azalmadan daha yüksek bir öncelik verilmelidir.
Ultracentrifugation eVs8,9,10,11izolasyon ve arıtma için en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Bu yaklaşım hepatositler veya kolanjiyositler ve Kupffer hücreleri, sinüzoidal endotel hücreleri ve yıldız hücreleri gibi parenkimal olmayan hücreler gibi çoğu parenkimal hücreleri ortadan kaldıracak, Buna ek olarak, hücre enkaz, hücre toplama, ve ölü hücreler de olacak diferansiyel santrifüj ile kaldırılır. Veziküler olmayan protein agregalarını veya lipoproteinleri çıkarmak için boyut dışlama kromatografisi ile belirli popülasyonların daha fazla saflaştırılması ve izolasyonu yapılabilir.
Bu protokolün bir sınırlama bazı veziküller perfusat kaldırılabilir olasılığı göz önüne alındığında, tüm doku vezikülleri yakalamak olmayabilir. Küresel bir değerlendirme gerekiyorsa, perfusate içinde perfusate veziküllerin izolasyon ve toplama düşünülmelidir. Bir başka sınırlama hücre hasarı potansiyelidir. Aşırı hücre ölümünün potansiyel etkisini izlemek için, hücre canlılığı izlenebilir ve doku EV izolasyonları için kalite parametreleri içinde dahil edilebilir. Sonuç olarak, bu prosedür portal ven üzerinden iki adımperfüzyon tekniği kullanılarak optimize edilmiş bir iş akışını açıklar ve ardından fare karaciğerlerinden yüksek verimle karaciğer dokusu EVs elde etmek için diferansiyel ultracentrifugation. Bu doku EV’leri, biyomoleküler bileşimin karakterizasyonu ve fizyolojik veya patofizyolojik rollerini veya potansiyel uygulamalarını hastalık belirteçleri olarak tanımlamayı amaçlayan diğer çalışmalar gibi alt akım analizleri için uygundur.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma Ulusal Kanser Enstitüsü Grant CA-217833 tarafından finanse edilmiştir.
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 |