Это протокол для изоляции тканей внеклеточных пузырьков (EVs) из печени. Протокол описывает двухэтапный процесс с участием опфузии коллагеназа с последующим дифференциальной ультрацентрифугации для изоляции тканей печени EVs.
Внеклеточные пузырьки (EVs) могут быть освобождены от различных типов клеток и обнаружены в большинстве, если не все, жидкости организма. EVs может участвовать в связи от клетки к клетке путем shuttling биоактивные молекулы such as RNA или протеин от одной клетки к другой. Большинство исследований EVs были проведены в моделях клеточной культуры или в EVs изолированы от жидкостей организма. Появляется интерес к изоляции ЭВ от тканей для изучения их вклада в физиологические процессы и того, как они изменяются при заболеваниях. Изоляция EVs с достаточным выходом из тканей технически трудна из-за необходимости диссоциации тканей без повреждения клеток. Этот метод описывает процедуру изоляции EVs от ткани печени мыши. Метод включает в себя двухэтапный процесс, начиная с in situ коллагенеза пищеварения с последующим дифференциальной ультра-центрифугации. Ткань перфузии с помощью коллагеназы обеспечивает преимущество перед механической резки или гомогенизации ткани печени из-за его повышенной урожайности полученных ЭВ. Использование этого двухступенчатого процесса для изоляции ЭВ из печени будет полезно для изучения тканях EVs.
Внеклеточные пузырьки (EVs) являются мембранными пузырьками, которые высвобождаются из различных типов клеток в организме. EVs содержат груз молекул, которые включают РНК, ДНК и белок. Передача этого груза ЭВ из одной клетки в другую постулируется как один механизм, с помощью которого клетки в тканях общаются друг с другом1. Большая часть информации о грузе или роли EVs в нормальном здоровье и заболеваниях была получена из исследований на EVs, полученных из клеток культуры или собранных из циркуляции или других жидкостей организма2. Для того, чтобы понять их физиологические роли в vivo, надежный метод необходим для изоляции ткани EVs, который захватывает все популяции EVs и позволяет избежать повреждения клеток или загрязнения3. Общая цель описанного в настоящем году метода заключается в изоляции тканьвых ЭВ от печени мыши.
Большинство типов клеток в печени было показано, производить EVs, и изучение EV основе сигнализации продвигает базовые знания и понимание заболеваний печени. Тем не менее, комбинированное воздействие EVs из различных типов клеток в тканях только частично понимается. Изоляция EVs от тканей печени необходимо для того, чтобы понять in situ вклад Ов в среде ткани. Описанный в настоящем году подход основан на двухступенчатой перфузии для усиления диссоциации тканей и минимизации повреждения клеток. Впоследствии, EVs изолированы от диссоциированной ткани печени. Подходы с использованием двухступенчатой перфузии для изоляции гепатоцитов используются с начала 1950-хгодов 4. Эти методы изоляции гепатоцитов были изменены и постоянно совершенствуются и в настоящее время являются стандартными подходамидля изоляции гепатоцитов в культурах, в клеточных суспензиях и из тканей 5,6,7. На первом этапе печень подвергается нерециркуляционной перфузии с буфером без кальция, сбалансированным сосольным раствором Хэнка (HBSS). На втором этапе печень пронизана коллагенеза для растворения внеклеточной матрицы для дальнейшего разделения десмосомальных клеточных соединений. Оптимальное время лечения растворения коллагеназа составляет от 7 до 10 минут. Более короткая продолжительность лечения вызовет неполное растворение и сохранит контакты клеток в печени, в то время как более длительная продолжительность может привести к повреждению печени или нарушению портовой вены. ЭВ затем изолированы с помощью дифференциальной центрифугации для удаления клеток и клеточного мусора. Это приводит к сбору EV при высоких урожаях, которые могут быть использованы для дальнейшего анализа или исследования ниже по течению.
Этот протокол описывает оптимальный и воспроизводимый метод изоляции печеночной ткани EV с помощью двухступенчатого процесса перфузии через портальную вену с последующим дифференциальной ультрацентррифизобилием. Важные шаги процедуры включают размещение канюли, концентрацию коллагенаны и время пищеварения, скорость потока среды, обработку ткани после пищеварения, и классический дифференциальный ультрацентрифугация.
Разделение клеток достигается путем отделения от компонентов соединительной ткани после пищеварения с помощью коллагеназе типа IV. Концентрация коллагеназа, используемая для перфузии, может варьироваться от 0,1 до 5 мг/мл. Там может быть значительное пакет-к-пакет изменения в эффективности коллагеназа для пищеварения тканей. Были протестированы концентрации коллагеназа от 0,5 до 5 мг/мл, однако используемая концентрация не оказала существенного влияния на урожайность полученных ЭВ. Использование более высокой концентрации коллагеназа приведет к более быстрому отеку и отбеливание печени. Цель состоит в том, чтобы получить удовлетворительное диссоциация клеток без чрезмерного загрязнения или повреждения. Оптимальная концентрация коллагеназа, используемая в этих изоляциях, составляет 1-2 мг/мл в течение 7-8 мин при скорости потока 8 мл/мин. Процедура перфузии, которая слишком долго увеличит риск разрушения тонкой соединительной ткани в печени, а также увеличить технические риски, такие как дизлоги из вены портала или захвата воздуха с веной.
Наиболее сложным аспектом этого протокола является кануляция вены портала. Это может быть сложной задачей для выполнения, особенно у мышей в диапазоне от 18 до 25 г размера. Методы для перфузии коллагеназы были первоначально разработаны для использования у крыс и впоследствии приняты для использования у мышей после многочисленных изменений и корректировок. Каннулирование с использованием набора 23G крови легче, чем размещение катетера в кровеносных сосудах малого светящегося диаметра. Фиксация канюли с помощью нити с пробкой узел рекомендуется, чтобы избежать вытеснения и узел также служит маркером расположения вены портала в случае, если канюля сходит с судна.
Для анализа ниже по течению крайне важно иметь минимальное загрязнение от клеток. Есть несколько важных соображений в обработке тканей после пищеварения. Во-первых, щипцы и ножницы меняются, когда печень извлекается, чтобы избежать заражения крови. Во-вторых, очень важно, чтобы желчный пузырь был тщательно удален из печени, чтобы избежать разрыва и нежелательного загрязнения от желчи. В-третьих, как только печень была удалена из мыши, печень промывается очень осторожно с помощью PBS для удаления любой крови. Минимизации загрязнения клетками следует уделять более высокий приоритет, чем снижению урожайности полученных ЭВ.
Ультрацентрифугация является наиболее часто используемым методомдля изоляции и очистки EVs 8,9,10,11. Этот подход позволит удалить большинство паренхимальных клеток, таких как гепатоциты или холангиоциты и не-паренхимальные клетки, такие как клетки Купффера, синусоидальные эндотелиальные клетки, и stellate клетки, Кроме того, клеточный мусор, скопления клеток, и мертвые клетки также будет удалены дифференциальной центрифугией. Дальнейшая очистка и изоляция конкретных популяций может быть выполнена путем исключения размера хроматографии для удаления любых невезикулярных белковых агрегатов или липопротеинов.
Ограничение этого протокола заключается в том, что он не может захватить все пузырьки ткани, учитывая возможность того, что некоторые пузырьки могут быть удалены в перфузате. Если необходима глобальная оценка, следует рассмотреть вопрос о сборе перфузата и изоляции пузырьков в пределах перфузата. Еще одним ограничением является потенциальная возможность повреждения клеток. Для мониторинга потенциального воздействия чрезмерной гибели клеток, жизнеспособность клеток может контролироваться и включаться в параметры качества для изоляции тканя EV. В заключение, эта процедура описывает оптимизированный рабочий процесс с использованием двухступенчатой техники перфузии через вену портала с последующим дифференциальной ультрацентрифугации для получения печеночной ткани EVs из печени мыши при высокой урожайности. Эти тканивые ЭВ подходят для анализа ниже по течению, таких как характеристика биомолекулярного состава и другие исследования, которые направлены на характеристику их физиологических или патофизиологических ролей или потенциальных приложений в качестве маркеров болезни.
The authors have nothing to disclose.
Это исследование было поддержано финансированием из Национального института рака Грант CA-217833.
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 |