Summary

肝癌组织来源于小细胞外囊泡的富集方法

Published: February 03, 2023
doi:

Summary

在这里,我们描述了通过优化的差分超速离心方法富集来自肝癌组织的小细胞外囊泡。

Abstract

来源于组织的小细胞外囊泡(sEV)可以反映源细胞的功能状态和组织间质空间的特征。这些sEVs的高效富集是研究其生物学功能的重要前提,也是临床检测技术和治疗载体技术发展的关键。很难从组织中分离出sEV,因为它们通常受到严重污染。本研究提供了一种从肝癌组织中快速富集高质量sEV的方法。该方法涉及一个四步过程:消化酶(胶原酶D和DNase Ι)与组织的孵育,通过70μm细胞过滤器过滤,差分超速离心,并通过0.22μm膜过滤器过滤。由于差示超速离心步骤的优化和过滤步骤的加入,该方法获得的sEV纯度高于经典差示超速离心。它为组织来源的sEV研究提供了重要的方法和支持数据。

Introduction

小细胞外囊泡(sEV)的直径约为30nm至150nm,由各种细胞分泌1。它们可以与组织细胞交流,通过将重要的生物分子(如脂质、蛋白质、DNA 和 RNA)运送到各种器官、组织、细胞和细胞内部分来调节局部或远处的微环境。因此,它们还可以改变受体细胞23的行为。特定sEV的分离和纯化是研究其在疾病发展和过程中的生物学行为的重要先决条件。差速超速离心 – 被视为金标准 – 通常用于将sEV与其通常所在的组织分离4。组织碎片、细胞碎片、大囊泡和凋亡小体可以通过这种技术去除,只留下sEV。

胶原酶D和DNase I已被证明不会影响细胞或囊泡的分子特征,这两种酶的特性都有助于细胞外基质中囊泡的释放5。这些酶已用于从人转移性黑色素瘤组织、结肠癌组织和结肠粘膜组织中提取 sEV567。然而,这些方法中胶原酶D和DNase I的浓度和消化时间不同,导致结论不一致。为了避免其他sEV亚型的共沉淀,研究人员通过过滤和/或差速离心去除了较大的细胞外囊泡(直径0.1μm或0.2μm8)。根据来源组织的不同,可能需要不同的分离和纯化方法910

使用传统的差示超速离心方法从肝组织中提取sEV会在上清液表面形成一层白质,而无法确定其性质。在之前的研究11中,发现这层白质会影响sEV的纯度。虽然传统方法分离的样品颗粒数和蛋白质浓度高于现有方法,但变异系数较大,可能是因为许多污染物会导致结果的重复性差。也就是说,使用洗涤剂(即检测颗粒在1%Triton X-100中的溶解度),我们发现通过这种方法获得的sEV的纯度更高。因此,我们使用这种方法分离和纯化来自结直肠癌组织的sEV,用于蛋白质组学研究。

目前,sEVs在肝癌中的研究主要集中在血清、血浆和细胞培养物的上清液121314上。然而,来源于肝癌组织的sEV可以更准确地反映肝癌的生理病理和周围微环境,有效避免其他EV的降解和污染1516。利用差示超速离心,该方法可富产率,获得高质量的sEVs,为肝癌的进一步研究提供重要依据。该方法使肝癌组织能够通过尖锐分离分离,并通过胶原酶D和DNase I解离。然后,通过过滤和差示超速离心进一步去除细胞碎片、大囊泡和凋亡小体。最后,分离并纯化sEV以供后续研究。

Protocol

从甘南医科大学附属第一医院诊断为肝恶性肿瘤的患者中采集人肝癌组织。所有患者均签署知情同意书,人体组织样本采集经甘南医科大学第一附属医院伦理委员会批准。有关此协议中使用的所有材料、设备和软件的详细信息,请参阅 材料表 。 1. 准备 将转移脱色摇床放入培养箱中,并将温度设置为37°C。 有关所有其他所需设备,请参见 <stro…

Representative Results

来自人肝癌组织的sEV在肝癌患者的诊断、治疗和预后中发挥了至关重要的作用。该方法使用普通的实验室仪器分离和纯化来自肝癌组织的sEV;这可能为sEV的研究提供方法学支持。图2说明了从肝癌组织中富集sEV的一般过程。组织细胞间隙中的sEV通过组织切割和酶水解完全释放。此外,消化溶液通过70μm过滤器过滤以去除大的组织碎片。此外,进行差速离心步骤(500 × g、3…

Discussion

该协议描述了从肝癌组织中提取sEV的可重复方法。通过尖锐的组织分离、消化酶处理、差示超速离心和 0.22 μm 滤膜过滤和纯化获得高质量的 sEV。对于下游分析,确保sEV的高纯度非常重要。在差速离心过程中,上清液表面会出现一层白色物质(成分不明)。由于该层会污染sEV,我们通过重复离心(3,000 × g 和12,000 × g)并通过0.22 μm膜过滤(补充表S1)尽可能去除它。由…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

作者感谢赣南医科大学附属第一医院对这项工作的支持。这项工作得到了中国国家自然科学基金(批准号82260422)的支持。

Materials

0.22 µm Membrane Filter Unit Millex SLGPR33RB
1 mL Sterile syringe Hubei Xianming Medical Instrument Company YL01329
2% Uranyl Acetate Electron Microscopy Sciences 22400-2
4.7 mL Centrifuge Tube Beckman Coulter 361621
6-well Cell cuture plate LABSELECT 11110
50 mL Beaker Tianjin Kangyiheng Experimental Instrument Sales Company CF2100800
70 µm Cell strainer Biosharp BS-70-XBS
100 mm Cell culture dish CELL TER CS016-0128
600 µL Centrifuge tube Axygen MCT060C
BCA protein quantification kit Thermo Fisher RJ240544
Beckman Coulter Optima-Max-TL Beckman  A95761
BioRad Mini trans-blot Bio-Rad 1703930
BioRad Mini-Protean Bio-Rad 1645050
CD63 Antibody Abcam ab134045
CD9 Antibody Abcam ab263019
Centrifuge 5430R Eppendorf 5428HQ527333
Cleaning Solution NanoFCM C1801
Collagenase D Roche 11088866001
Copper net Henan Zhongjingkeyi Technology Company DJZCM-15-N1
Dry Thermostat Hangzhou allsheng instruments company AS-01030-00
FITC Anti Human CD9 Antibody Elabscience E-AB-F1086C
Glycine Solarbio G8200
Goat horseradish peroxidase (HRP)-coupled secondary anti-mouse antibody  Proteintech SA00001-1
Goat horseradish peroxidase (HRP)-coupled secondary anti-rabbit antibody  Proteintech SA00001-2
Methanol Shanghai Zhenxing Chemical Company
Nanoparticle flow cytometer NanoFCM INC FNAN30E20112368
Phosphatase inhibitors(PhosSTOP) Roche 4906845001
Phosphate Buffered Saline(PBS) Servicebio G4202
Polyvinylidene Difluoride Membrane Solarbio ISEQ00010
QC Beads NanoFCM QS2502
RPMI-1640 basic medium Biological Industries  C11875500BT
Scalpel Guangzhou Kehua Trading Company NN-0623-1
Silica Nanospheres NanoFCM S16M-Exo
Transference Decoloring Shaker TS-8 Kylin-Bell E0018
Transmission Electron Microscope Thermo Scientific Talos L120C
Tris Solarbio T8060
TSG101 Antibody Proteintech 28283-1-AP
Tweezer Guangzhou Lige Technology Company LG01-105-4X

References

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Citer Cet Article
Wang, X., Chen, J., Li, Z., Huang, D., Yi, X., Wu, J., Zhong, T. An Enrichment Method for Small Extracellular Vesicles Derived from Liver Cancer Tissue. J. Vis. Exp. (192), e64499, doi:10.3791/64499 (2023).

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