このプロトコルでは蛍光を用いたナノ粒子追跡によるひと全血から細胞小胞の迅速な分離と特定のマーカーの特性の完全なワークフローを説明します。結果が発表される高レベルの再現性を示し細胞培養上清に調整することができます。
エクソソームを含む細胞小胞 (Ev) が体液恒常多くのセル型から解放され、細胞間コミュニケーションとの多様な範囲の調節に重要な役割を果たすことは、特殊な膜性ナノサイズ ベシクル生物学的プロセス。電気自動車の特性のための多くの異なる方法が記載されています。ただし、これらのメソッドのほとんどは、作製とサンプルの評価が非常に時間がかかる、それはサイズが小さいため、離散の不足のための興味の特定のマーカーを分析する非常に困難欠点を持っています。集団。EVs の分析方法は、最後の 10 年間でかなり改善されてきましたが、ないまだある 1 つの EVs.の特性に対する標準化された方法ここでは、蛍光を用いたナノ粒子追跡による 1 台の EVs の特性に対する半自動化された方法を示します。提示プロトコルこの分野で多くの研究者の共通の問題に対処、EVs とキャラクタリゼーション PKH67、一般的な細胞膜リンカーとともに、このような特定の表面マーカーの急速な隔離のため、完全なワークフローを提供しますCD63、CD9、ビメンチン、リソソーム膜蛋白質 1 (ランプ-1) として提示を示した高レベルの再現性、西部にしみが付くことなど、他の方法によって確認されました。実験を行った我々 は専らひと血清試料から分離された EVs を使用がこのメソッドは、プラズマやその他の体液に適しても、細胞培養上清から Ev の特性に合わせて調整できます。EV 生物学に関する研究の今後の進展に関係なくは、ここに提示されるプロトコルは、特定のマーカーと 1 台の EVs の急速な特性に対する迅速かつ信頼性の高い方法を提供します。
エクソソームを含む細胞小胞 (Ev) が特殊な膜ナノ小胞 (20-150 nm) のような他の機能のゾル性細胞質の部品と同様、脂質、接着と細胞間シグナル分子の特定の組み合わせを含むマイクロ Rna (miRNA) と mRNA 細胞細胞コミュニケーション1,2の調節に重要な役割を果たして.EVs が多くの異なる種類の細胞、血管内皮細胞など、免疫細胞、腫瘍細胞から自分の環境で解放され、血清の精液、尿、母乳、唾液、または髄液3,などの体液で検出することができます。4. 研究の増加数は、EVs のいくつかの疾患の早期診断および/または疾患進行5,6の予測の潜在的なバイオ マーカーとしての多様な貢献を強調表示します。エクソソームは、関連付けられている具体的には、7からの派生セルの種類に関係なく分子の存在によって呼ばれます。たとえば、エクソソームは別 tetraspanins (CD63、CD9 CD81) を含む、主要な組織適合性の複雑なクラス私 (MHC 私) 分子、様々 な膜貫通タンパク質多胞体 (関与する典型的なゾル性細胞質蛋白質 (チューブリンとアクチン) 分子MVB) 生合成 (TSG101 とアリックス)、熱ショックタンパク質 (HSP 70、HSP 90) とに参加しているタンパク質シグナル伝達 (タンパク質キナーゼ)8。
多くの異なる方法は、EVs9の特性について記載されています。EV 分析に使用される最も一般的で普及している方法は、流れ cytometry10、走査電子顕微鏡 (SEM) と透過電子顕微鏡 (TEM)11です。EV コンテンツの生化学的特性に対する best-established と一般的に使用される方法は、ウエスタンブロット12,13です。SEM および TEM 全体サイズ スペクトルにわたって EVs の検知を可能にする、特定の表面蛋白質の非常に限られた身分証明書はこれらのメソッドの特定の不利な。対照的に、フローサイトメトリーは特定の EV 表面マーカーを識別するための強力なツールが、このメソッドのしきい値制限 500 より大きいサイズで EVs に分析 nm。したがって、特定の表面マーカーの検出と分離の EVs の分析は現在これらの 3 つの確立されたメソッドのいずれかを介してアクセス可能ではありません。以前別高感度可視化ナノ粒子追跡分析を行う (NTA)14EVs の解析法について述べる。簡単に、このメソッドは、2 つの異なる物理原則を組み合わせます。まず、粒子はレーザー光線で照射し、ブラウン運動、として知られている第二の原則は、液体の懸濁液の異なる粒子の拡散のサイズに反比例することを意味したとき光が散乱します。液体試料の半自動デスクトップ ナノ粒子解析装置は、粒子追跡ソフトウェア ベースの分析では、アナライザー単一粒子からの散乱光のデジタル画像が記録される場所で構成されます。粒子と粒子の動きはビデオ カメラとレーザ散乱顕微鏡で検出されます。レーザー光線の向きが垂直、光軸は水平で満ちているサンプル セルのチャネルに焦点を当てたです。散乱光のスポットのプロットと運動の速度によって提供されるデータは、全粒子数とサイズ分布の決定を有効にします。レーザーを照射後、粒子散乱は光顕微鏡14デジタル ビデオ カメラで記録。私たち前者への進歩はレーザーの間 500 nm ロングパス波 (LWP) カット フィルターの挿入 (波長 488 nm) および蛍光標識粒子 (図 1) の直接分析を可能にするセルのチャネル。我々 のプロトコルなど、彼らの親の起源によると、EVs が 1 の高速特性評価のためのこの分野で多くの研究者の共通の要求に対処します。このプロトコルでは蛍光を用いたナノ粒子追跡によるひと全血から Ev の急速な隔離と特定のマーカーの高速特性評価のための完全なワークフローを説明します。EVs は、特定の exosomal マーカーなどCD63、CD9、およびビメンチンと同様 PKH67、一般的な細胞膜リンカーとの汚損によって検出できます。我々 のプロトコルは、EDTA とクエン酸のプラズマと同様、他の体液と細胞培養上清に適していますも。
追跡分析蛍光ナノ粒子の全血、特定の表面のマーカーの高速特性評価から EVs の隔離のための詳しいプロトコルを示します。実験を行った我々 は専ら血清試料から分離された EVs を使用されるが、このメソッドは、エチレンジアミン四酢酸 (EDTA)、繊維素プラズマに適しても、唾液、母乳、尿などの体液にも拡張することができます。脳脊髄液と精液。さらに、このプロトコルは細胞培養上清から Ev の特性を調整できます。軽く 30 に至る粒子サイズによるとエクソソームと EVs を沈殿させる独自の高分子を含むエキソソーム沈殿試薬を用いる血清中の 100 μ L から生成された EV 停止このプロトコルで 200 nm nm という 10-20 μ LEVs の各表面マーカーの解析のために任命されました。残念ながら、(例えばアルブミンとグロブリン) の血清サンプル中のタンパク質の高額と背景と洗練された調査結果の高レベルの結果をプロシージャを汚す抗体と干渉するので、分離のステップは避けられない。さらに、サンプルでエクソソームの生物の可用性に基づいて、雇われた EV 懸濁液として処理する前に希釈の量必要があります調整する他の原料の。複数のサンプルを比較すると、一貫した取得パラメーター (感度、シャッター等)と同様に、サンプルの希釈のための標準化されたアプローチが必要です。もう一つの重要なポイントはドリフトが (私たちの手は、< 5 μ m/s) で低になるまでは、測定は開始されません。ドリフトは余りに高かった、試料の繰り返し測定が彼ら自身の中の高い標準偏差を得られたが、低ドリフトで結果のデータは極めて一貫して、高レベルの再現性を確認しました。選択した抗体が適切な螢光色素を持つことが重要です。FITC 写真漂白の高率を持っているので、抗体を Alexa Fluor 488 と共役する必要があります。おそらくより安定した fluophores が確かに安定につながる増加アッセイ、将来的に。多くの研究者が EVs.の希釈剤として PBS を使用して通常、このプロトコルでは、EV の懸濁液の希釈剤として蒸留水を使用することが重要です。測定を妨げることができます EVs が蛍光染料、高浸透圧、イオン濃度、PBS などの他の希釈剤と分類されるときにつながる変更結果。
EVs の分析方法は、最後の 10 年間でかなり改善されてきましたが、そこはまだ EVs.の分離とそのための標準化された方法フローサイトメトリー、EVs が頻繁にバインドされているビーズより大きい表面を提供するための主要な不利な点は多く EVs ドック10強いと検知信号を提供するために表面上にあります。SEM および TEM のサンプル準備は時間のかかる、EVs は、サイズおよび形態11でのみ区別できる短所があります。日付に、質的 (すなわち、生化学) の best-established と一般的に使用されるメソッド EV の特性は西部のしみが付くこと、特異抗体12,13とタンパク質を解析することができます。しかし、これらすべてのメソッドの欠点は、特定の表面のマーカーの 1 つの EVs を分析することができないことにあります。さらに、処理時間が長いと長い洗浄/分離のプロシージャの現在のプロトコルの多くで使用される手順は労働集約的、高いサンプル スループットと単一の EVs.の評価には適していませんように我々 のプロトコル CD63、CD9、ビメンチン、CD107a などの特定の表面マーカーと 1 台の EVs の迅速な分離と性質の完全なワークフローを提供しますの原因を特定する他の表面のマーカーの広いスペクトルのための拡張可能とリリースされた EVs.国税庁デバイスの永続的な技術進歩のため最新のアナライザーを持つメーカーとの連携では調査結果を確認しました。EV 生物学、特に、エクソソームをに関する研究の今後の進展に関係なくここに提示されるプロトコルは特定のマーカーと 1 台の EVs の特性に対する迅速かつ信頼性の高い方法を提供します。将来研究する必要があります EV 凝集を予防し、EVs.の蛍光ラベルの正確なサイズ測定を有効にする方法の開発に焦点を分離および汚損プロシージャ中に EVs の集計は今のところ避けられないので
The authors have nothing to disclose.
著者は、部分的にこの作品の出版費用をカバーするため粒子メトリックス GmbH をありがとうございます。
Serum-separation tube | BD | 366882 | BD Vacutainer |
Ampuwa water | Fresenius Kabi | 10060 | |
Dulbecco's phosphate-buffered saline | Sigma | 56064C | |
Falcon tube, 15 mL | Greiner Bio One | 188271 | |
Falcon tube, 50 mL | Greiner Bio One | 227270 | |
Microcentrifuge tube, 1.5 mL | Eppendorf | 30120086 | Speciality tubes for ultra centrifugation |
Tube with Snap-On Cap 1.5 mL | Beckman Coulter | 357448 | |
Polybeads Microspheres 0.2 µm | Polysciences, Inc. | 7304 | Alignment Solution |
Fluoresbrite YG Carboxylate Microspheres beads 0.2 µm | Polysciences, Inc. | 09834-10 | Alignment Solution |
Syringe, 2 mL | Braun | 4606027V | |
Syringe, 10 mL | Braun | 4606728V | |
Exoquick | SBI | EXOQ20A-1 | EV precipitation solution |
Laemmli Sample Buffer (2x) | BioRad | 1610737 | |
DC Protein Assay Kit II | BioRad | 5000112 | Lowry prtein assay |
PKH67 Green Fluorescent Cell Linker Kit | Sigma | PKH67GL-1KT | For general membrane labelling |
Alexa Fluor 488 anti-human CD107a Antibody | BioLegend | 328609 | Lysosomal-associated membrane protein-1 (LAMP-1) |
Human CD9-Alexa Fluor 488 | R&D Systems | FAB1880G | |
Anti-CD9 Antibody | SBI | EXOAB-CD9A-1 | |
CD63-Alexa Fluor 488 | ThermoFisher | MA5-18149 | |
FITC anti-human CD63 Antibody | BioLegend | 353005 | |
CD63. Antibody, polyclonal | SantaCruz | Sc-15363 | |
Alexa Fluor 488 anti-vimentin Antibody | BioLegend | 677809 | |
Anti-Vimentin Antibody | SBI | EXOAB-VMTN-1 | |
Goat anti mouse IgG + IgM | Jackson Immuno | 315-035-048 | |
Goat anti rabbit IgG | Dianova | 111-035-003 | |
SuperSignal West Femto Maximum Sensitivity Substrate | ThermoFisher | 34094 | |
ZetaView | Particle Metrix | PMX 100, Type | |
Centrifuge | Eppendorf | 5804R | |
Ultracentrifuge | Beckman Coulter | Optima MAX-XP | |
Chemiluminescence Imager | GE Healthcare | Amersham Imager 600 |