Probenvorbereitung und Bildgebung von Exosomen von Transmissions-Elektronenmikroskopie
Summary
Dieses Protokoll beschreibt die verschiedenen Techniken für Transmissions-Elektronenmikroskopie, einschließlich negative Färbung, ultradünnen schneiden für detaillierte Struktur und Immuno-Gold um die Positionen der spezifischen Proteine in Exosomen bestimmen Kennzeichnung notwendig.
Abstract
Exosomen Nanogrösse extrazelluläre Vesikel durch Körperflüssigkeiten ausgeschieden werden und sind dafür bekannt, die Eigenschaften der Zellen dar, die sie absondern. Den Inhalt und die Morphologie der sekretierten Vesikel reflektieren Zelle Verhalten oder physiologischer Zustand, zum Beispiel Zellwachstum, Migration, Spaltung und Tod. Die Exosomen Rolle kann hoch richten sich nach Größe und die Größe der Exosomen variiert zwischen 30 und 300 nm. Die am häufigsten verwendete Methode für die Exosom Bildgebung ist negative Färbung, während andere Ergebnisse auf Cryo-Transmissions-Elektronenmikroskopie, Scanning Electron Microscopy und Atomic Force Microscopy basieren. Die typische Exosom Morphologie beurteilt durch negative Färbung ist eine Becherform, aber weitere Details sind noch nicht klar. Eine Exosom gut charakterisierten durch strukturelle Studie ist notwendig insbesondere im medizinischen und pharmazeutischen Bereich. Daher sollte Funktion-abhängige Morphologie durch Elektronenmikroskopie Techniken wie z. B. ein bestimmtes Protein in die detaillierte Struktur der Exosom Kennzeichnung bestätigt werden. Um detaillierte Struktur zu beobachten, wurden ultradünnen geschnittenen Bilder und negativ gefärbten Bilder von Exosomen verglichen. In diesem Protokoll empfehlen wir Transmissions-Elektronenmikroskopie für die Bildgebung von Exosomen einschließlich negative Färbung, ganze Berg Immuno-Färbung, Block Vorbereitung, Dünnschliff und Immuno-Gold Kennzeichnung.
Introduction
Extrazelluläre Vesikel (EVs) sind Lipid Bilayer Vesikel durch Zellen abgesondert, und ihre Größe schwankt zwischen 30 und 300 nm. EVs wurden erstmals im Jahr 1978 mit Beweisen aus Vesikeln von Patienten mit Morbus Hodgkin1gemeldet. Diese Vesikel wurden berichtet, dass 40 bis 120 Nanometer groß. Im Jahr 1980 wurde berichtet, dass das Gerinnungssystem und Thrombose, Bildung eines Blutgerinnsels in einem Blutgefäß im Krebs Patienten2EVs beteiligt sind. Nach 30 Jahren berichtet die EVs ein wichtiger Faktor zur Förderung Tumorinvasion, immun Flucht und Angiogenese3sein. Darüber hinaus wurden die Funktionen des EFD als Regulatoren in zellulären Interaktionen in den Bereichen von Entzündungen, Immunschwäche, neurologische Erkrankungen und Krebs4untersucht. Da EVs bestimmte Biomoleküle wie Proteine, mRNA und MicroRNA5enthalten, wurde ihre mögliche Anwendung in der Diagnostik und Therapie analysierten6,7. Elektrofahrzeuge sind eine Kategorie bestehend aus Subgruppen Exosomen, Prostasomes, Oncosomes, Dexosomes, Mikropartikel, Promininosomes, Argosomes und Exosom-wie Bläschen, abhängig von ihrer zellulären Herkunft und biologische Funktion3. Darüber hinaus können basierend auf ihrer Biogenese, diese EVs Microvesicles (Schuppen Microvesicles, 100-1000 nm) und Exosomen (30-300 nm)8,9unterteilt werden. Unter anderem wurde die Exosom als Zelle Kommunikator für Immune Antwort10, Krebs11,12, ansteckende Krankheit13berichtet.
Schnell wachsendes Interesse an den Exosomen als Biomarker für die Früherkennung und die Aufreinigung und Charakterisierung von Exosomen mit molekularen Bildgebungsverfahren einhergehen müssen. Die unterschiedlichen Größen und Morphologien von Exosomen, je nach ihrer Herkunft und Funktion14können durch Mikroskopiertechniken mit hoher Auflösung, wie z. B. Elektronenmikroskopie unterschieden werden. Die meisten Exosomen waren negativ gefärbten Transmission Electron Microscopy (TEM)15,16,17visualisiert, und diese Ergebnisse wurden durch Immunolabeling eines spezifischen Proteins im ganzen Berg Vesikel bestätigt 18. mehrere Forschergruppen haben die Struktur durch Scanning Electron Microscopy, Atomic Force Microscopy19,20und Cryo-TEM21,22berichtet. Während diese Techniken fürs Studium Exosom nützen, sind sie jedoch nicht ausreichend für die Position von bestimmten Proteinen befindet sich im Inneren die Exosom zu beobachten. Daher haben wir ein Protokoll für imaging Exosomen eines spezifischen Proteins Kennzeichnung eingeführt. Wir blockieren Vorbereitung, ultradünnen schneiden und Immunostaining für die Feststellung des Proteins detaillierte Standort in die Exosom angewendet. Dies war im Vergleich zu negative Färbung und ganze Berg Immunostaining, die traditionell zur Charakterisierung von die Exosom dient.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dieser Artikel stellt ein Protokoll zur Beobachtung der detaillierten Exosom Struktur und Kennzeichnung von seiner spezifischen Proteine. Negative Färbung galt als die beste Methode für Exosom imaging-17. Diese konventionelle Technik hat Exosomen becherförmigen Struktur gezeigt. Diese Becherform ist jedoch eine Form von Artefakt, das durch die Trocknung entstehen kann. Cryo-TEM Ergebnisse haben gezeigt, dass Exosomen eine perfekt kugelförmige Struktur in wässriger Lösung25<…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Forschung wurde unterstützt durch die Bio & Medical Technology Development Program des National Research Foundation (NRF) & von der koreanischen Regierung finanziert (MSIP & MOHW) (Nr. 2016M3A9B6904244). Wir danken auch Mitglieder des Medicinal-Bioconvergence-Forschungszentrum für die Reinigung der Exosom.
Materials
| Glutaraldehyde | EMS | 16200 | |
| Sodium cacodylate | EMS | 12300 | |
| Osmium tetroxide 1 g crystal | EMS | 19100 | Use only in fume hood |
| acetone | JUNSEI | 1B2031 | |
| Spurr medium | TED PELLA | 18108 | |
| Ultra-microtome | Leica | UCT | |
| Uranyl acetate | EMS | 22400 | Hazardous chemical |
| Lead citrate | EMS | 17900 | |
| Transmission Electron Microscopy | Hitachi | H7600 | |
| nickel grid | EMS | G200-Ni | |
| Copper grid | EMS | G200-Cu | |
| glycine | SIGMA | 022K5404 | |
| Phosphate buffer saline | SIGMA | P4417 | |
| Bovine serum albumin | Aurion | 25557 | |
| 1st Antibody | purification in manually | ||
| Purified anti-human CD274 (B7-H1, PD-L1) Antibody | BioLegend | 329710 | Whole mount Immumogold |
| Purified Mouse IgG2b, κ Isotype Ctrl | BioLegend | 401202 | Whole mount Immumogold (Control) |
| 2nd Anti-mouse igG conjugated 9-11 nm gold particle | sigma | G7652 | |
| silver paint | CANS | CTP100 | |
| aluminum stub | EMS | 75622 | |
| FIB-SEM | Zeiss | AURIGA | |
| Transmission Electron Microscopy | JEOL | JEM2200FS | |
| Glow discharger | JEOL | JFC1100E | |
| Carbon grid | EMS | 121119 | |
| Paraformaldehyde | EMS | 19210 | |
| Formvar carbon coated Copper Grid (200 meh) | EMS | FCF200-CU | |
| Formvar carbon coated Nickel Grid (200 mesh) | EMS | FCF200-NI |
References
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