がん細胞株由来の低エンドトキシン含量細胞外小胞の単離
Summary
提案されたプロトコルには、細胞培養上清から細胞外小胞を単離する際にエンドトキシンによる汚染を回避する方法と、それらを適切に評価する方法に関するガイドラインが含まれています。
Abstract
細胞外小胞(EV)は、 in vitro および in vivoで細胞によって放出される膜小胞の不均一な集団です。それらの遍在と生物学的情報のキャリアとしての重要な役割は、それらを興味深い研究対象にし、それらの分離のために信頼できる反復的なプロトコルを必要とします。しかし、彼らの研究に関連する多くの技術的障害(適切な取得など)がまだあるため、それらの可能性を最大限に引き出すことは困難です。この研究は、差動遠心分離に基づいて腫瘍細胞株の培養上清から小型EVを単離するためのプロトコル(MISEV 2018命名法による)を提示します。このプロトコルには、EVの隔離中にエンドトキシンによる汚染を回避する方法と、それらを適切に評価する方法に関するガイドラインが含まれています。EVのエンドトキシン汚染は、その後の実験を著しく妨げたり、真の生物学的効果を覆い隠したりすることさえあります。一方、見落とされたエンドトキシンの存在は、誤った結論につながる可能性があります。単球はエンドトキシン残基に特に敏感な集団を構成するため、単球を含む免疫系の細胞に言及する場合、これは特に重要です。したがって、特に単球、マクロファージ、骨髄由来サプレッサー細胞、樹状細胞などのエンドトキシン感受性細胞を扱う場合は、エンドトキシン汚染についてEVをスクリーニングすることを強くお勧めします。
Introduction
MISEV 2018命名法によると、細胞外小胞(EV)は、多くの生理学的および病理学的プロセスにおいて重要な役割を果たす細胞分泌膜小胞のさまざまなサブタイプを表す総称です1,2。さらに、EVは、さまざまな疾患の新規バイオマーカー、治療薬、ドラッグデリバリービークルとして有望視されています。しかし、買収に関連する多くの技術的障害がまだあるため、それらの可能性を最大限に引き出すことは困難です3。そのような課題の1つは、多くの場合無視されてきたエンドトキシンフリーEVの分離です。最も一般的なエンドトキシンの1つはリポ多糖(LPS)であり、これはグラム陰性細菌細胞壁の主成分であり、さまざまな細胞による多数の炎症性サイトカインの放出により急性炎症反応を引き起こす可能性があります4,5。LPSは、LPS結合タンパク質に結合し、続いて骨髄系細胞上のCD14/TLR4/MD2複合体との相互作用によって応答を誘導します。この相互作用は、MyD88およびTRIF依存性シグナル伝達経路の活性化をもたらし、それが次に核因子κB(NFkB)を誘発する。NFkBの核への転座は、サイトカイン6の産生を開始する。単球およびマクロファージはLPSに対して非常に感受性が高く、LPSへの曝露は炎症性サイトカインおよびケモカイン(例えば、IL-6、IL-12、CXCL8、およびTNF-α)の放出をもたらす7,8。CD14構造は、同様の親和性を持つ異なるLPS種の結合を可能にし、他のトール様受容体(TLR)(TLR1、2、3、4、6、7、および9)の共受容体として機能します6。単球/マクロファージに対するEVの効果について実施されている研究の数は、依然として増加しています9,10,11。特に単球、その亜集団、および他の免疫細胞の機能を研究する観点から、エンドトキシンの存在、さらにはEVにおけるそれらのマスクされた存在さえも非常に重要です12。エンドトキシンによるEVの見過ごされた汚染は、誤解を招く結論につながり、それらの真の生物学的活性を隠す可能性があります。言い換えれば、単球細胞を扱うには、エンドトキシン汚染がないことに自信が必要です13。エンドトキシンの潜在的な供給源は、水、商業的に入手した培地および血清、培地成分および添加剤、実験用ガラス器具、およびプラスチック製品であり得る5、14、15。
したがって、この研究は、低エンドトキシン含有EVの分離のためのプロトコルを開発することを目的としていました。このプロトコルは、EVからエンドトキシンを除去する代わりに、EVの分離中にエンドトキシン汚染を回避する方法に関する簡単なヒントを提供します。これまで、ナノメディシンで使用される操作されたナノ粒子などからエンドトキシンを除去する方法について多くのプロトコルが提示されてきました。しかし、それらのどれもEVのような生物学的構造には有用ではありません。ナノ粒子の効果的な脱パイロジェン化は、エタノールまたは酢酸のすすぎ、175°Cでの3時間の加熱、γ照射、またはトリトンX-100処理によって行うことができます。ただし、これらの手順はEV16,17の破壊につながります。
提示されたプロトコルは、単球に対するEVの影響に関する以前の研究とは異なり、EV中のエンドトキシン不純物の回避に焦点を当てた先駆的な研究です9。 提案された原則を実験室診療に適用することは、信頼できる研究結果を得るのに役立つ可能性があり、これは、診療所での治療薬としてのEVの潜在的な使用を検討する際に重要になる可能性があります12。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここ数年、EVを適切に分離する方法がますます重要になり、たとえば、信頼性の高いオミクスおよび機能データを取得するという文脈で、EVのさらなる信頼性の高い分析が可能になりました24。これまでの研究経験から、分離方法の種類だけでなく、この手順中の他の条件も重要かもしれないようです。EV枯渇FBSの使用は、必要性として広く認識されています25,26…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、ポーランド国立科学センター、助成金番号2019/33 / B / NZ5 / 00647によってサポートされました。ヤギェウォ大学医科大学分子医学微生物学部のTomasz Gosiewski教授とAgnieszka Krawczyk教授が、EVの細菌DNAの検出に貴重な支援をしてくださったことに感謝します。
Materials
| Alix (3A9) Mouse mAb | Cell Signaling Technology | 2171 | |
| 1250ul Filter Universal Pipette Tips, Clear, Polypropylene, Non-Pyrogenic | GoogLab Scientific | GBFT1250-R-NS | |
| BD FACSCanto II Flow Cytometr | BD Biosciences | ||
| CBA Human Th1/Th2 Cytokine Kit II | BD Biosciences | 551809 | |
| CD9 (D8O1A) Rabbit mAb | Cell Signaling Technology | 13174 | |
| ChemiDoc Imaging System | Bio-Rad Laboratories, Inc. | 17001401 | |
| DMEM (Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium) | Corning | 10-013-CV | |
| ELX800NB, Universal Microplate Reader | BIO-TEK INSTRUMENTS, INC | ||
| Fetal Bovine Serum | Gibco | 16000044 | |
| Fetal Bovine Serum South America Ultra Low Endotoxin | Biowest | S1860-500 | |
| Gentamicin, 50 mg/mL | PAN – Biotech | P06-13100 | |
| Goat anti-Mouse IgG- HRP | Santa Cruz Biotechnology | sc-2004 | |
| Goat anti-Rabbit IgG- HRP | Santa Cruz Biotechnology | sc-2005 | |
| Immun-Blot PVDF Membrane | Bio-Rad Laboratories, Inc. | 1620177 | |
| LPS from Salmonella abortus equi S-form (TLRGRADE) | Enzo Life Sciences, Inc. | ALX-581-009-L002 | |
| Mini Trans-Blot Electrophoretic Transfer Cell | Bio-Rad Laboratories, Inc. | 1703930 | |
| Nanoparticle Tracking Analysis | Malvern Instruments Ltd | ||
| NuPAGE LDS Sample Buffer (4X) | Invitrogen | NP0007 | |
| NuPAGE Sample Reducing Agent (10x) | Invitrogen | NP0004 | |
| Parafilm | Sigma Aldrich | P7793 | transparent film |
| Perfect 100-1000 bp DNA Ladder | EURx | E3141-01 | |
| PierceTM Chromogenic Endotoxin Quant Kit | Thermo Scientific | A39552 | |
| PP Oak Ridge Tube with sealing caps | Thermo Scientific | 3929, 03613 | |
| RPMI 1640 | RPMI-1640 (Gibco) | 11875093 | |
| SimpliAmp Thermal Cycler | Applied Biosystem | A24811 | |
| Sorvall wX+ ULTRA SERIES Centrifuge with T-1270 rotor | Thermo Scientific | 75000100 | |
| Sub-Cell GT Horizontal Electrophoresis System | Bio-Rad Laboratories, Inc. | 1704401 | |
| SuperSignal West Pico PLUS Chemiluminescent Substrate | Thermo Scientific | 34577 | |
| SW480 cell line | American Type Culture Collection(ATCC) | ||
| SW480 cell line | American Type Culture Collection (ATCC) | ||
| Syringe filter 0.22 um | TPP | 99722 | |
| Trans-Blot SD Semi-Dry Transfer Cell | Bio-Rad Laboratories, Inc. | 1703940 | Transfer machine |
| Transfer pipette, 3.5 mL | SARSTEDT | 86.1171.001 |
Riferimenti
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