세포의 초고속 자화에 대한 양이온 Magnetoferritin의 합성

인간 중간 엽 줄기 세포 (hMSC)는 브리스톨 Southmead 병원 연구 윤리위원회의 지침에 가득 따라 (참조 # 078 / 01) 및 환자의 동의를 얻은 후에서 고관절 교체 수술을받은 골관절염 환자의 근위 대퇴골 골수에서 수확했다. 1. Magnetoferritin 합성 및 정제 총론 금속 전구체의 산화를 제한하는 질소 분위기 하에서 65 ℃에서 밀봉 가능한 이중 자켓 반응기에 magnetoferritin 합성을 수행한다. 주사기 펌프를 이용하여 반응 용기에 뚜껑 액세스 포트를 통해 금속 염 용액과 과산화수소를 주입한다. magnetoferritin 합성 한 후, 음이온 교환 크로마토 그래피에 의한 단백질 정제 크기 – 배제 크로마토 그래피, 단백질 캐비티 묶지 않은 나노 입자를 제거하는 (섹션 1.4 참조) 단백질 단량체를 분리 (섹션 1.5 참조). 드브래드 분석을 사용하여 termine 단백질 농도 (1.6 절 참조). 준비 이전에 합성 물에 질소 가스 실린더에 접속 된 튜브를 배치 집착 막을 용기를 밀봉하고 약 60 분간 질소 가스를 버블 링하여 탈 이온수 500 ㎖의 탈산 소화. 65 ° C에 이중 자켓 반응기에 연결된 수조 가열한다. 약 20 분 동안 버퍼 용액을 통해 질소 가스를 버블 링시켜 용기 및 탈산 소화를 밀봉 반응 용기로의 50 mM 4- (2- 히드 록시 에틸) -1- 피페 라진 에탄 술폰산 (HEPES) 완충액 (pH 8.6) 75 mL를 추가. 동시에, 자기 교반기를 사용하여 버퍼 용액을 교반한다. HEPES 완충 용액을 탈산 소화 후, 버퍼로부터의 질소 가스를 공급하는 튜브를 제거하고, 질소 분위기를 유지하는 용기에 현탁하고 유지한다. 3 밀리그램 / m의 최종 농도를 달성하기 아포 페리틴 추가엘. 자기 교반을 계속하지만, 거품이 발생하는 경우 교반 속도를 줄일 수 있습니다. 탈산 소화를 탈 이온수 50 ml 중에 0.19 g을 용해시켜 황산 코발트 수화물의 25 mM의 스톡 용액을 제조 하였다. 탈산 소화를 탈 이온수 100 ml 중에 0.98 g을 용해시켜 황산 암모늄 철 수화물 용액을 25 mM의 용액을 제조 하였다. 암모늄, 황산 철 수화물 용액 2.5 mL를 제거하고, 황산 코발트 수화물 2.5 ㎖로 교체한다. 제 탈산 소화 된 탈 이온수 9 ml의 (/ w 30 W %) 과산화수소 용액 965 μl를 첨가 한 다음 99 ml의 세부 스톡 1 ㎖를 첨가하여 탈산 소화 탈 이온수 과산화수소 8.33 mM의 용액을 조제 탈 산소 탈 이온수. Magnetoferritin 합성 S 자화 (동시에 아포 페리틴 용액에 철 – 코발트 전구체 및 과산화수소 양의 10.1 ml에 주입tirred) 개의 주사기 펌프를 사용 / 분 0.15 mL의 유속 (총 주입량 : 20.2 mL)을 첨가 하였다. 주사 기간 동안, 탈 이온수 500 ml에 다른 탈산 소화. 비고 : 반응 용기의 내용물을 서서히 반응이 진행됨에 따라 짙은 갈색을 채택한다. 곧 제의 주입이 완료되기 전에, 철 – 코발트 전구체 및 갓 탈 산소 탈 이온수를 사용하여 과산화수소 용액의 또 다른 100 ㎖를 준비한다. 철 – 코발트 및 과산화수소의 새로 제조 한 용액을 사용하여 1.3.1에 기재된 사출 공정을 반복한다. 주사 기간 동안, 탈 이온수의 또 다른 500 mL의 탈산 소화, 및 1.3.3 및 1.3.4에 기술 된 바와 같이 진행. 세 번째 주사 후, 교반 하에서 15 분간 숙성 용액을 떠난다. 용액에서 자유 금속 이온을 킬레이트 화하는 반응 용기에 1 M 시트르산 나트륨 용액 1.5 ml를 추가. 반응에서 솔루션을 제거50 ㎖ 원심 분리기 튜브, 4,350 XG에 30 분 동안 원심 분리기와 0.22 μm의 주사기 필터를 통해 뜨는을 통과로 용기. 이 단계에서, 상청액을 여과 정제 할 때까지 4 ℃에서 저장 될 수있다. 이온 교환 크로마토 그래피 10 ㎖ / 분의 유속으로 연동 펌프를 사용하여 양이온 성 매트릭스를 함유하는 컬럼 (20cm 길이 2.5 cm 직경)에 시료를 적재. 10 ㎖ / 분의 유속 구배 펌프를 사용하여 버퍼 (50 mM 트리스 (히드 록시 메틸) 아미노 메탄 (트리스) 완충액의 pH 8.0)을 실행 약 100㎖로 컬럼을 세척 하였다. 150, 500, 1000 mM의 NaCl을 최종 농도 각 농도 150 ㎖ : 단백질을 용출, 트리스 완충액에 염화나트륨의 농도가 증가하여 10 ㎖ / 분으로 컬럼을 세척 하였다. 단백질은 500 mM의 염화나트륨의 농도에서 용출 된 바와 같이, 자동 분획 수집기를 이용하여 50 mL의 분획을 수집한다. 참고 :를 들어이온 교환 크로마토 그래피의 자세한 프로토콜은 이전에 게시 된 프로토콜을 참조하십시오. (26) 크기 배제 크로마토 그래피 4 ml의 부피 단위 다음 15 mL의 원심 분리 필터 장치를 이용하여 약 2 ㎖의 부피로 magnetoferritin의 150 mL로 농축시켰다. 이 절차에 대한 자세한 프로토콜에 대한 원심 필터 유닛의 제조 업체의 지침 (자재 목록 참조)을 참조하십시오. 사출 루프를 사용하여 겔 여과 칼럼 상에 농축 시료를 적재. 1.3 ㎖ / 분의 유속 (150 mM의 NaCl을 함유하는 50 mM 트리스 완충액의 pH 8.0) 완충액을 실행하여 컬럼을 세척 하였다. 자동화 된 부분 Collector를 사용하여 6 ml의 분수를 수집합니다. 단백질 단량체는 지난 용출. 이 시점에서, 정제 magnetoferritin은 양이온 화까지 4 ℃에서 저장 될 수있다. 주 : 겔 여과 컬럼을 사용하여 크기 배제 크로마토 그래피에 대한 상세한 프로토콜은 참조 previously 프로토콜을 발표했다. (27) 단백질 농도를 측정 시판 말 비장 페리틴을 사용하여 50 mM 트리스 버퍼에 0.06, 0.125, 0.25, 0.5 및 1 ㎎ / ㎖의 페리틴 표준을 준비합니다. 참고 : 시판 페리틴 단백질의 농도는 병에 명시되어있다. 되지 않은 경우,이 정보는 공급 업체에 문의하십시오. 용액의 색은 약 0.5 ㎎ / ㎖의 표준 색과 일치 할 때까지 50 mM 트리스 완충액에 미지 농도 magnetoferritin 샘플을 희석한다. 희석 인자를 기록해 둡니다. 96 웰 플레이트의 우물에 세중의 각 표준 및 magnetoferritin 샘플의 10 μl를 추가합니다. (브래드 포드 분석 시약 자세한 내용은 재료 목록 참조) 각 웰에 기성품 브래드 포드 시약 200 μl를 추가합니다. 실온에서 8 분간 인큐베이션. 사용하여 λ = 595 nm에서 흡광도를 측정마이크로 플레이트 리더. 단백질 농도의 함수로서 페리틴 기준의 평균 흡광도를 플롯하고 magnetoferritin 샘플의 농도를 계산하기 위해 선형 피팅의 기울기와 절편을 사용한다. 참고 : 계정에 표준 곡선에 magnetoferritin 샘플을 조정하는 데 사용 된 희석 배수를 가져 가라. 2. Magnetoferritin 양이온 화 총론 주 : magnetoferritin의 양이온 화를 들어, N, N의 디메틸 -1,3- 프로판 디아민 (DMPA)이 N을 이용하여 MF 표면 아스파라긴산 및 글루탐산 잔기에 결합 된 – (3- 디메틸 아미노 프로필) – N '다이이 미드 하이드로 클로라이드 (EDC). 실온에서 교반하에 반응을 수행. 아래의 프로토콜을 5 ㎖ (단백질 농도 2 ㎎ / ㎖) 총 부피 magnetoferritin 10 ㎎의 양이온 화에 대한 것이다. 그러나, 위 또는 아래로 확장DMPA : EDC 비 일관성뿐만 아니라 버퍼 magnetoferritin 용액의 부피 단백질 유지함으로써. 양이온 화 반응 이전에, 50 mM의 NaCl을 함유하는 50mM의 인산 완충액 (pH 7)로 magnetoferritin 샘플을 투석. 이것은 트리스 용출 완충액을 제거하고, 트리스 아민 및 EDC 활성화 된 카르 복실 산 잔기 사이의 원치 않는 반응을 방지하는 것이 중요하다. 투석 후 단백질 농도를 결정하고 / ㎖ 이전 양이온 화 4 밀리그램으로 조정합니다. 양이온 화 프로토콜 DMPA의 374 밀리그램을 달아 200 mM의 2- (N의 -morpholino) 에탄 설 폰산 (MES) 버퍼의 2.5 ㎖에 용해. 농축 (6 M), 염산 (HCL)을 사용하여 용액의 pH를 약 7을 조정한다. 주의 : 흄 후드에서이 단계를 수행은 DMPA에 산의 첨가로는 유독 가스를 방출! 4 ㎎ / ㎖에서 magnetoferritin 솔루션의 2.5 ML을 추가 (최종 concenMES의 tration 100㎜로는 magnetoferritin의 최종 농도 / ㎖, 단백질의 총량이 10 mg)을 2 mg을 임. 자석 교반기를 추가하고 2 시간이 평형 동안 교반한다. 조심스럽게 1 M 염산을 사용하여 pH를 5.0 솔루션을 조정합니다. DMPA / magnetoferritin 용액에 EDC 분말 141 mg을 추가합니다. 3.5 시간 동안 교반을 계속합니다. 모든 침전물을 제거하기 위하여 0.22 μm의 주사기 필터를 통해 용액을 필터. 투석 버퍼를 대체하는 12-14 kDa의 분자량 컷오프 투석 튜브의 용액을 첨가하고 4 ℃에서 2 일 동안 50 mM의 NaCl을 함유하는 50mM의 인산 완충액 (pH 7)의 4 L에 대해 투석 적어도 세 이 기간 동안 번. 참고 :이 시점에서, 양이온 magnetoferritin를 더 사용할 때까지 4 ° C에 저장할 수 있습니다. 양이온 Magnetoferritin 3. 인간 중간 엽 줄기 세포 라벨링 총론 <l난> 37 ° C, 5 % 이산화탄소 분위기 클래스 II 층류 캐비닛 및 가습 인큐베이터를 사용하여 모든 세포 배양을 수행한다. 4 일 – 단층이 175cm 2 플라스크 모든 3 보충 된 배양 배지, 20 ㎖를 사용하는 등 문화 세포. 배양액을 1,000 ㎎ / ℓ의 글루코오스, 10 % (v / v)의 소 태아 혈청, 1 % (v / v)의 페니실린 / 스트렙토 마이신 용액, 1 %를 함유하는 둘 베코 변형 이글 배지 (DMEM)로 구성 (V / V) L -alanyl-L 글루타민 용액 5 NG / ㎖로 보충 된 신선한 인간 섬유 아세포 성장 인자. 양이온 magnetoferritin와 hMSC의 자기 라벨 종자 15 만 25cm 2 플라스크에 중배엽 줄기 세포와 하룻밤에 37 ° C를 준수 둡니다. 필터는 0.22 μm의 주사기 필터를 통해 양이온 magnetoferritin 소독 및 단백질 농도를 결정한다. 무균 조건 유지, 양이온 magnetoferri의 0.5 μM 용액을 제조인산 주석 식염수 (PBS)를 버퍼. 사용할 때까지 멸균 문화 후드에 덮인 유지합니다. 실온 PBS 2 ㎖로 도금 된 세포를 씻으십시오. 도금 셀에 살균 양이온 magnetoferritin 용액 1ml를 추가하고 원하는 시간 (1 분에 1 시간) 동안 품어. 트립신 / 에틸렌 디아민 테트라 아세트산 (EDTA) 0.5 mL를 첨가하고 5 분 동안 37 ℃에서 배양하여 PBS로 세포를 수확하고 세포를 세척한다. 트립신 / EDTA를 비활성화 524 x g에서 5 분 동안 15 mL의 원심 분리 튜브에서 원심 분리하여 용액을 전송하는 배지 1 ㎖를 추가한다. 뜨는을 취소하고 소 태아 혈청과 PBS에서 2 mM의 EDTA (/ V 승) 0.5 %로 구성, 0.5 ml의에서 세포 펠렛 자기 분리 버퍼를 다시 일시 중지합니다. 자기 세포 분리 멀티 스탠드에 자석을 부착하고 자석에 자기 분리 컬럼을 추가 할 수 있습니다. 번째의 사전 분리 필터를 놓고전자 열입니다. 사전 분리 필터에 자기 분리 완충액 0.5ml를 배치하고, 필터 및 세척하고 젖은 열 모두를 통해 실행할 수 있습니다. 열에서 15 ML의 원심 분리기 튜브를 놓습니다. 자기 분리 컬럼의 필터 저장조에 세포 현탁액 0.5ml를 추가. 저수지가 비어있는 경우, 자기 분리 버퍼의 0.5 ml에 추가 할 수 있습니다. 저수지가 비어있는 경우, 자기 분리 버퍼의 추가 0.5 ml에 추가 할 수 있습니다. 한 번 더 (1.5 ml를해야 세척에 사용되는 자기 분리 버퍼의 총 부피)를 반복합니다. 이러한 세척 단계는 컬럼 (비자 성 세포 분획)의 모든 비 – 자성 세포를 용출. 자석에서 열을 제거하고 신선한 15 ML의 원심 관에 넣습니다. 열 저수지에서 필터를 제거합니다. 리저버에 자기 분리 완충액 1 ㎖를 첨가하고 제조가 제공 플런저를 사용하여 칼럼을 통해 밀어 즉시아르 자형. 이는 원심 분리 튜브 (자화 세포 분획)로 자화 칼럼으로부터 용출 세포. 원심 분리기 524 X g에서 5 분 모두 튜브. 뜨는을 취소하고 0.3 ml의 PBS의 세포 펠렛을 다시 일시 중지합니다. 혈구를 사용하여 각 분획물의 세포 수의 수를 계산. 자화 된 세포의 비율을 결정 M (%)은 다음의 방정식을 사용하여 : N (M)의 자화 분획 및 N의 셀의 수이다 (M + NM)의 자화와 비자 성 분획의 셀의 개수의 합이다. 유도 결합 플라즈마 광 방출 분광법을 사용하여 철 정량 양이온 magnetoferritin으로 표시 중배엽 줄기 세포를 준비 (ICP-OES) 주 : 프로토콜은 다른 ICP-OES 악기에 적응해야 할 수도 있습니다. 다시와 상담하는 것이 좋습니다책임있는 기술자. g X 524에서 5 분간 세포를 공지 된 수를 원심 분리기. PBS를 상층 액을 제거하고 50 % (v / v)의 질산 0.25 ml를 추가합니다. 소용돌이는 산성화 세포 현탁액을 섞는다. 실온에서 밤새 인큐베이션. 각각의 샘플 및 와류 믹스에 증류수 4.75 ML을 추가합니다. ICP-OES로 분석합니다. (28) 셀룰러 철 함량에 대한 값을 결정하기 위해 셀의 개수에 대한 측정 된 철 함량 정규화.