Este é um protocolo para isolar vesículas extracelulares do tecido (EVs) do fígado. O protocolo descreve um processo da dois-etapa que envolve a perfusão do colagenase seguida pelo ultracentlee diferencial para isolar EVS do tecido do fígado.
Vesículas extracelulares (EVs) podem ser liberados de muitos tipos de células diferentes e detectados na maioria, se não todos, fluidos corporais. Os EVs podem participar na comunicação célula a célula, transportando moléculas bioativas como RNA ou proteínas de uma célula para outra. A maioria dos estudos de EVs tem sido realizada em modelos de cultura celular ou em EVs isolados de fluidos corporais. Há interesse emergente no isolamento de EVs dos tecidos para estudar sua contribuição para os processos fisiológicos e como eles são alterados na doença. O isolamento de EVs com rendimento suficiente dos tecidos é tecnicamente desafiador por causa da necessidade de dissociação tecidual sem danos celulares. Este método descreve um procedimento para o isolamento de EVs do tecido do fígado do rato. O método envolve um processo de duas etapas começando com a digestão in situ do colagenase seguida pela ultra-centrifugação diferencial. A perfusão tecidual com colagenase proporciona uma vantagem sobre o corte mecânico ou homogeneização do tecido hepático devido ao seu aumento da produtividade de EVs obtidos. O uso deste processo de duas etapas para isolar EVs do fígado será útil para o estudo de EVs de tecido.
Vesículas extracelulares (EVs) são vesículas ligadas à membrana que são liberadas de muitos tipos diferentes de células no corpo. Os EVs contêm uma carga de moléculas que incluem RNA, DNA e proteínas. A transferência desta carga por EVs de uma pilha a outra é postulada como um mecanismo por que as pilhas dentro dos tecidos se comunicam uns com os outros1. A maioria das informações sobre a carga ou papéis de EVs em saúde e doenças normais tem sido derivada de estudos sobre EVs obtidos a partir de células em cultura ou coletadas a partir da circulação ou outros fluidos corporais2. Para entender seus papéis fisiológicos in vivo, um método robusto é necessário para o isolamento de EVS teciduais que capta todas as populações de EVS e evita danos celulares ou contaminação3. O objetivo geral do método descrito neste documento é isolar EVs de tecido de fígados de mouse.
A maioria de tipos da pilha no fígado foram mostrados para produzir EVs, e o estudo da sinalização EV-baseada está avançando o conhecimento básico e a compreensão de doenças hepatic. Entretanto, o impacto combinado de EVs dos tipos diferentes da pilha dentro dos tecidos é compreendido somente parcialmente. A isolação de EVs dos tecidos do fígado é necessária a fim compreender as contribuições in situ dos EVS dentro do Milieu do tecido. A abordagem descrita neste documento é baseada em uma perfusão em duas etapas para melhorar a dissociação tecidual e minimizar os danos celulares. Subseqüentemente, os EVs são isolados do tecido de fígado dissociado. Abordagens utilizando perfusão em duas etapas para isolamento de hepatócitos têm sido utilizadas desde o início da década de 19504. Esses métodos de isolamento de hepatócitos foram modificados e continuamente melhorados e agora são abordagens padrão para o isolamento de hepatócitos em culturas, em suspensões celulares e de tecidos5,6,7. Na primeira etapa, o fígado é submetido a uma perfusão não recirculando com tampão cálcio-livre, solução de sal equilibrada de Hank (HBSS). Na segunda etapa, o fígado é perfundidos com o colagenase para dissolver a matriz extracelular para uma separação mais adicional de junções desmosomal da pilha-à-pilha. Um tempo de tratamento ideal para a dissolução da colagenase é de 7 a 10 minutos. Uma duração mais curta do tratamento causará a dissolução incompleta e manterá contatos da pilha no fígado, visto que uma duração mais longa pode causar dano de fígado ou rompimento da veia portal. Os EVs são então isolados usando a centrifugação diferencial para remover pilhas e restos celulares. Isto conduz à coleção do EV nos rendimentos elevados que podem ser usados para umas análises ou uns estudos mais adicionais a jusante.
Este protocolo descreve um método óptimo e reprodutível para o isolamento do tecido hepático EV usando um processo de perfusão em duas etapas através da veia porta seguida por ultracentlee diferencial. As etapas importantes do procedimento incluem a colocação da cânula, a concentração do colagenase e o tempo da digestão, velocidade do fluxo do meio, manipulação do tecido após a digestão, e ultracentlee diferencial clássico.
A separação da pilha é conseguida pela separação dos componentes do tecido conexivo após a digestão usando o tipo IV do colagenase. A concentração de colagenase utilizada para perfusão pode variar de 0,1 a 5 mg/mL. Pode haver uma variação considerável do lote-à-lote na eficácia do colagenase para a digestão do tecido. As concentrações de colagenase de 0,5 a 5 mg/mL foram testadas, mas a concentração utilizada não teve um grande impacto na produtividade dos EVs obtidos. Usando uma maior concentração de colagenase resultará em um inchaço mais rápido e clareamento do fígado. O objetivo é obter uma dissociação celular satisfatória sem contaminação ou dano excessivo. Uma concentração óptima de colagenase usada nestas isolações é 1-2 mg/ml perfundidos para 7-8 minutos em uma taxa de fluxo de 8 ml/min. Um procedimento de perfusão que é muito longo aumentará o risco de destruir o tecido conjuntivo fino dentro do fígado, bem como aumentar os riscos técnicos, como a desmontagem da agulha da veia porta ou aprisionamento de ar com a veia.
O aspecto mais desafiador deste protocolo é a canulação da veia porta. Isso pode ser desafiador para executar, especialmente em camundongos na faixa de tamanho de 18 a 25 g. As técnicas de perfusão de colagenases foram originalmente desenvolvidas para uso em ratos e subsequentemente adotadas para uso em camundongos após inúmeras modificações e ajustes. Canulação usando um conjunto de coleta de sangue 23G é mais fácil do que a colocação de um cateter em vasos sanguíneos de pequeno diâmetro luminal. A fixação da cânula usando rosca com um nó de rolha é recomendada para evitar o dislodgement e o nó também serve como um marcador de localização da veia porta no caso de a cânula sair da embarcação.
Para a análise a jusante, é extremamente importante ter a contaminação mínima das pilhas. Há diversas considerações importantes na manipulação do tecido após a digestão. Primeiro, o fórceps e as tesouras são alterados quando o fígado é extraído para evitar a contaminação do sangue. Em segundo, é crítico que a vesícula biliar seja removida com cuidado do fígado para evitar rasgar e a contaminação indesejada da bilis. Em terceiro lugar, uma vez que o fígado foi removido do rato, o fígado é lavado muito suavemente usando PBS para remover qualquer sangue. A minimização da contaminação com as células deve ser dada uma prioridade mais alta do que a redução no rendimento dos EVs obtidos.
A ultracentilugação é o método mais comumente utilizado para o isolamento e purificação de EVS8,9,10,11. Essa abordagem removerá a maioria das células parenquimatosas, como hepatócitos ou colangiócitos e células não parenquimatosas, como células de Kupffer, células endoteliais sinusoidais e células esteladas, além disso, restos de células, agregações de células e células mortas também serão removidos por centrifugação diferencial. A purificação e a isolação adicionais de populações específicas podem ser executadas pela cromatografia da exclusão do tamanho para remover todos os agregados ou lipoproteínas não-vesicular da proteína.
Uma limitação deste protocolo é que não pode capturar todas as vesículas do tecido, dada a possibilidade que algumas vesículas podem ser removidas no perfusate. Se for necessária uma avaliação global, deve-se considerar a coleta de perfusato e o isolamento de vesículas dentro do perfusato. Uma limitação mais adicional é o potencial para dano da pilha. Para monitorar o potencial impacto da morte celular excessiva, a viabilidade celular pode ser monitorada e incorporada dentro dos parâmetros de qualidade para isolamentos de EV tecidual. Em conclusão, este procedimento descreve um fluxo de trabalho aperfeiçoado usando uma técnica da perfusão da dois-etapa através da veia portal seguida pelo ultracentlee diferencial para obter EVS do tecido do fígado dos fígados de rato em um rendimento elevado. Estes EVs do tecido são apropriados para análises a jusante tais como a caracterização da composição Biomolecular e de outros estudos que visam caracterizar seus papéis fisiológicos ou patofisiológicos ou aplicações potenciais como marcadores da doença.
The authors have nothing to disclose.
Este estudo foi apoiado pelo financiamento do 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 |