Dette er en protokoll for å isolere vev ekstracellulære blemmer (EV) fra leveren. Protokollen beskriver en to-trinns prosess som involverer kollagenase, etterfulgt av differensial ultracentrifugation for å isolere lever vev EV ‘ r.
Ekstracellulære blemmer (EV) kan frigjøres fra mange forskjellige celletyper og oppdages i de fleste, om ikke alle, kroppsvæsker. EV ‘ r kan delta i celle-til-celle-kommunikasjon ved å skytteltrafikk bioaktive molekyler som RNA eller proteiner fra en celle til en annen. De fleste studier av EV ‘ r er utført i cellekultur modeller eller i EV ‘ er isolert fra kroppsvæsker. Det er økende interesse for isolering av EV ‘ r fra vev for å studere deres bidrag til fysiologiske prosesser og hvordan de er endret i sykdom. Isolering av EV ‘ r med tilstrekkelig utbytte fra vev er teknisk utfordrende på grunn av behovet for vev dissosiasjon uten cellulær skade. Denne metoden beskriver en fremgangsmåte for isolering av EV-er fra mus leveren vev. Metoden innebærer en to-trinns prosess som starter med in situ kollagenase fordøyelse etterfulgt av differensial ultra-sentrifugering. Vevs bruk med kollagenase gir en fordel fremfor mekanisk skjæring eller homogenisering av leveren vev på grunn av sin økte utbytte av oppnådde EV ‘ r. Bruken av denne to-trinns prosessen for å isolere EV ‘ r fra leveren vil være nyttig for studiet av vevs-EV ‘ r.
Ekstracellulære blemmer (EV) er membran-bundet blemmer som er utgitt fra mange forskjellige typer celler i kroppen. EV ‘ r inneholder en last av molekyler som inkluderer RNA, DNA og protein. Overføring av denne lasten av EV ‘ r fra en celle til en annen er postulert som en mekanisme som celler innen vev kommuniserer med hverandre1. Flertallet av informasjon om lasten eller rollene til EV ‘ r i normale helse og sykdommer har blitt avledet fra studier på EV ‘ r som er innhentet fra celler i kultur eller innsamlet fra sirkulasjonen eller andre kroppsvæsker2. For å forstå sine fysiologiske roller in vivo, er en robust metode nødvendig for isolering av vevs-EV ‘ r som fanger opp alle bestander av EV ‘ r og unngår cellulær skade eller forurensning3. Det overordnede målet for metoden som er beskrevet her, er å isolere vevs-EV-er fra muse lever.
De fleste celletyper i leveren har vist å produsere el-biler, og studiet av EV-baserte signal er å fremme grunnleggende kunnskap og forståelse av leversykdommer. Imidlertid er den kombinerte effekten av EV-er fra forskjellige celletyper innenfor vev bare delvis forstått. Isolering av EV ‘ r fra lever vev er nødvendig for å kunne forstå in situ bidrag fra EV ‘ r i vevs miljøet. Tilnærmingen som beskrives her, er basert på en to-trinns dissosiasjon for å forbedre vevs belastningen og minimere celle skade. Deretter er EV ‘ er isolert fra dissosiert leveren vev. Tilnærminger som bruker to-trinns-hepatocytter har blitt brukt siden tidlig på 1950-tallet4. Disse metodene for hepatocytter isolasjon har blitt modifisert og kontinuerlig forbedret og er nå standard tilnærminger for isolering av hepatocytter i kulturer, i celle suspensjoner, og fra vev5,6,7. I det første trinnet utsettes leveren for en ikke-resirkulering, med kalsium fri buffer, Hank ‘ s balanserte saltløsning (HBSS). I det andre trinnet, leveren er perfusert med kollagenase å oppløse den ekstracellulære matrise for videre separasjon av desmosomal celle-til-celle veikryss. En optimal behandlingstid for kollagenase oppløsning er 7 til 10 minutter. En kortere varighet av behandlingen vil føre til ufullstendig oppløsning og beholde celle kontakter i leveren, mens en lengre varighet kan forårsake leverskader eller Portal vene avbrudd. EV ‘ r blir deretter isolert ved hjelp av differensial sentrifugering for å fjerne celler og celleavfall. Dette resulterer i EV-kolleksjon i høye avlinger som kan brukes til videre nedstrøms analyser eller studier.
Denne protokollen beskriver en optimal og reproduserbar metode for isolering av hepatic vev EV ved hjelp av en to-trinns prosess via portalen venen etterfulgt av differensial ultracentrifugation. Viktige trinn i prosedyren inkluderer kanyle plassering, kollagenase konsentrasjon og fordøyelsen tid, strømningshastighet på mediet, håndtering av vevet etter fordøyelsen, og klassisk differensial ultracentrifugation.
Celle separasjon oppnås ved separasjon fra bindevevs komponenter etter fordøyelsen bruker kollagenase type IV. Konsentrasjonen av kollagenase som brukes for blod kan variere fra 0,1 til 5 mg/mL. Det kan være betydelig batch-til-batch variasjon i effekten av kollagenase for vev fordøyelse. Konsentrasjoner av kollagenase fra 0,5 til 5 mg/mL ble testet, men konsentrasjonen som ble brukt hadde ingen stor innvirkning på avkastningen fra EV ‘ r. Ved hjelp av en høyere konsentrasjon av kollagenase vil resultere i en raskere hevelse og bleking av leveren. Målet er å få tilfredsstillende celle dissosiasjon uten overdreven forurensning eller skade. En optimal konsentrasjon av kollagenase som brukes i disse isolasjoner er 1-2 mg/mL perfusert for 7-8 min ved en strømningshastighet på 8 mL/min. En prosess som er for lang, vil øke risikoen for å ødelegge det tynne bindevevet i leveren, så vel som å øke tekniske risikoer som nål dislodgment fra portalen vene eller luft overlapping med venen.
Det mest utfordrende aspektet ved denne protokollen er kanyleringen av portalen vene. Dette kan være utfordrende å utføre, spesielt i mus i 18-til 25-g størrelse rekkevidde. Teknikkene for kollagenase ble opprinnelig utviklet for bruk i rotter og senere vedtatt for bruk i mus etter mange modifikasjoner og justeringer. Kanyleringen ved hjelp av en 23G blod samling sett er enklere enn plassering av et kateter i blodkarene i små luminal diameter. Festing av kanyle ved hjelp av tråd med en stopper knute anbefales for å unngå koagulater og knuten fungerer også som en markør for Portal vene plassering i tilfelle kanyle kommer av fartøyet.
For nedstrøms analyse, er det svært viktig å ha minimal forurensning fra cellene. Det er flere viktige hensyn i håndteringen av vev etter fordøyelsen. Først, pinsett og saks er endret når leveren trekkes ut for å unngå blod forurensning. For det andre er det viktig at galleblæren fjernes forsiktig fra leveren for å unngå å rive og uønsket forurensning fra galle. Tredje, når leveren er fjernet fra musen, er leveren vasket veldig forsiktig ved hjelp av PBS å fjerne blod. Minimering av forurensning med celler bør gis høyere prioritet enn reduksjon i utbyttet av EV ‘ r innhentet.
Ultracentrifugation er den mest brukte metoden for isolering og rensing av EV ‘ s8,9,10,11. Denne tilnærmingen vil fjerne de fleste parenkymatøs celler som hepatocytter eller cholangiocytes og ikke-parenkymatøs celler som Kupffer celler, sinusformet endothelial celler, og Stel celler, i tillegg vil celle rusk, celle samlinger og døde celler også bli fjernet av differensial sentrifugering. Ytterligere rensing og isolering av spesifikke populasjoner kan utføres ved størrelses ekskludering kromatografi for å fjerne eventuelle ikke-flytande protein aggregater eller lipoproteiner.
En begrensning av denne protokollen er at det ikke kan fange opp alle vev blemmer, gitt muligheten for at noen blemmer kan fjernes i perfusate. Hvis en global vurdering er nødvendig, bør innsamling av perfusate og isolering av blemmer innen perfusate vurderes. En ytterligere begrensning er potensialet for celle skade. For å overvåke den potensielle virkningen av overdreven celle død, kan celle levedyktighet overvåkes og innlemmes i kvalitetsparametre for vev EV-isolasjoner. Som konklusjon, denne prosedyren beskriver en optimalisert arbeidsflyt ved hjelp av en to-trinns prosessteknikk via portalen vene etterfulgt av differensial ultracentrifugation for å få leveren vev EV ‘ er fra mus lever på en høy yield. Disse vevs-EV-er egner seg for nedstrøms analyser som karakterisering av Biomolecular sammensetning og andre studier som tar sikte på å karakterisere deres fysiologiske eller patofysiologiske roller eller potensielle anvendelser som sykdoms markører.
The authors have nothing to disclose.
Denne studien ble støttet av midler fra National Cancer Institute Grant 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 |