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방법 논문

골수 유래 대식세포에서 작은 세포외 소포의 펩타이드 식별

2.6K 조회수

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DOI:

10.3791/65521

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2023년 6월 30일

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이 논문에서

요약

이 프로토콜은 차등 초원심분리에 의해 대식세포로부터 작은 세포외 소포를 분리하고 질량분석법에 의한 식별을 위해 펩티돔을 추출하는 절차를 설명합니다.

초록

작은 세포외 소포(sEV)는 일반적으로 다소포체(MVB)의 엑소사이토시스에 의해 분비됩니다. 직경 <200nm의 나노소포는 다양한 체액에 존재합니다. 이 sEV는 단백질, DNA, RNA 및 대사 산물과 같은 화물을 통해 유전자 전사 및 번역, 세포 증식 및 생존, 면역 및 염증과 같은 다양한 생물학적 과정을 조절합니다. 현재 sEV 분리를 위한 다양한 기술이 개발되고 있습니다. 그 중 초원심분리 기반 방법은 황금 표준으로 간주되며 sEV 분리에 널리 사용됩니다. 펩타이드는 길이가 50개 미만의 아미노산을 가진 천연 생체거대분자입니다. 이러한 펩타이드는 호르몬, 신경 전달 물질 및 세포 성장 인자와 같은 생물학적 활성을 가진 다양한 생물학적 과정에 참여합니다. 펩티돔은 액체 크로마토그래피-탠덤 질량 분석법(LC-MS/MS)을 통해 특정 생물학적 샘플의 내인성 펩타이드를 체계적으로 분석하기 위한 것입니다. 여기에서는 차등 초원심분리에 의해 sEV를 분리하는 프로토콜을 도입하고 LC-MS/MS에 의한 식별을 위해 펩티돔을 추출했습니다. 이 방법은 골수 유래 대식세포에서 수백 개의 sEV 유래 펩타이드를 식별했습니다.

서론

직경이 200nm 미만인 작은 세포외 소포체(sEV)는 거의 모든 유형의 체액에 존재하며 소변, 땀, 눈물, 뇌척수액 및 양수를 포함한 모든 종류의 세포에서 분비됩니다1. 처음에 sEV는 세포 폐기물 처리를 위한 용기로 간주되어 이후 10년 동안 최소한의 연구로 이어졌습니다2. 최근 sEV에 특정 단백질, 지질, 핵산 및 기타 대사 산물이 포함되어 있다는 증거가 증가하고 있습니다. 이 분자들은 표적 세포3로 운반되어 세포간 통신에 기여하며, 이를 통해 조직 복구, 혈관신생, 면역4 및 염증5,6, 종양 발달 및 전이 7,8,9 등과 같은 다양한 생물학적 과정에 참여한다.

sEV 연구를 용이하게 하려면 복잡한 샘플에서 sEV를 분리하는 것이 필수적입니다. 밀도, 입자 크기 및 표면 마커 단백질과 같은 sEV....

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프로토콜

1. 작은 세포외 소포체의 분리

알림: 1.1°C에서 1.11-4단계의 모든 원심분리를 수행합니다.

  1. sEVs-free 소 태아 혈청(FBS)의 제조: FBS를 초원심분리기(재료 표 참조)를 통해 4°C에서 110,000 ×g으로 밤새 원심분리하여 내인성 sEV를 제거하였다. 상층액을 수집하고, 0.2μm 한외여과막으로 여과 멸균하고, -20°C에서 보관한다.
  2. 약 3 x 107 불멸화 골수 유래 대식세포(iBMDM)를 150 mm 배양 접시에 담고 20 mL의 DMEM 배양 배지를 첨가한다( 재료 표 참조).
  3. sEV를 수집하기 전에 매체를 폐기하십시오. 세포를 PBS(phosphate-buffered saline; 재료표) 10% sEVs-free FBS가 포함된 매체로 교체하십시오.
  4. 실험의 필요에 따라 세포 상청액을 수집하여 50mL 원심분리기 튜브로 옮깁니다.
  5. 세포 상층액을 300 × g 에서 10 분 동안 원심 분리하여 세포를 제거하고, 펠렛을 버리고, 상층액을 새로운 50 mL ....

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결과

차등 초원심분리(그림 1)로 분리된 sEV의 경우, ISEV(International Society for Extracellular Vesicles)17에 따라 형태, 입자 크기 분포 및 단백질 마커를 평가했습니다.

먼저, sEV의 형태를 TEM으로 관찰하여 전형적인 컵형 구조를 보여주었습니다(그림 2A). NTA는 분리된 sEV가 대부분 136nm에 집중되어 있음을 보여주었으며(그림 2B), 이는 보고된 크기(30-150nm)와 일치했습니다.1. 마지막으로, sEV의 단백질 마커는 웨스턴 블롯으로 확인되었습니다. 그 결과 분리된 sEV는 CD9, β-액틴 및 TSG101을 포함한 sEV의 마커가 상당히 풍부하다는 것을 보여주었습니다. .......

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토론

sEV의 기능을 조사할 때 잠재적인 오염을 피하기 위해 복잡한 생물학적 샘플에서 고순도 sEV를 얻는 것이 필수적입니다. sEVs 분리를 위한 다양한 방법들이 개발되었으며13, 이 방법들 중 시차 초원심분리 기반 방법들은 상대적으로 높은 순도의 sEV를 보여주었다. 이 연구에서는 200mL의 세포 상청액을 6시간 동안 수집하고, 약 200-300μg의 sEV를 차등 초원심분리에 의해 얻었습니다. 그러나 sEV 펠릿은 초원심분리(단계 1.8) 동안 보이지 않을 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 가능한 한 튜브 바닥을 피펫팅하는 것이 좋습니다. 이 단계는 매우 중요하며 sEV의 수율에 직접적인 영향을 미칩니다. 또한 sEV가 110,000 × g 에서 침전될 때 원심분리 시간 또는 세포 상청액 수집 기간을 연장하는 등 수율을 개선하기 위해 프로토콜의 추가 최적화가 필요합니다(1.8 및 1.9단계). 차등 초원심분리에 의해 분리된 sEV는 순도가 높지만 시간도 오래 걸.......

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공개 사항

저자는 경쟁하는 재정적 이익이 없다고 선언합니다.

감사의 글

이 연구는 중국 자연 과학 재단 (3157270)의 보조금으로 지원되었습니다. iBMDM을 제공해 주신 Feng Shao 박사(중국 국립 생물 과학 연구소)에게 감사드립니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
BCA 단백질 분석 키트Beyotime TechnologyP0012
CD9Beyotime TechnologyAF1192
원심 필터 튜브MilliporeUFC5010BK
원심분리기 병, 폴리프로필렌Beckman Coulter357003고속 원심분리기
화학발광 기판Thermo Fisher Scientific34580
DithiothreitolSolarbioD8220100 g
DMEM 배양 배지Cell WorldN? GRP94
세포 신호 전달 기술20292
고속 원심분리기Beckman CoulterAvanti JXN-26원심분리기 로터(JA-25.50)
불멸 골수 유래 대식세포(iBMDM)National Institute of Biological Sciences, ChinaFeng Shao 박사 제공(중국 National Institute of Biological Sciences)
요오도아세트아미드Sigmal11495 g
마이크로퓨지 튜브 폴리프로필렌Beckman Coulter3574481.5 mL, 테이블탑 초원심분리기 
나노 고성능 LC 시스템Thermo Fisher ScientificEASY-nLC 1000
나노 입자 추적 분석 Malvern PanalyticalNanoSight LM10NanoSight NTA3.4
Orbitrap Q Exactive HF-X 질량분석기Thermo Fisher ScientificN/A
인산염 완충 식염수SolarbioP1020
폴리알로머 원심분리기 튜브Beckman Coulter326823초원심분리기
프로테아제 억제제BimakeB14002
SpeedVac, 진공 농축기EppendorfConcentrator plus
, 탁상용 초원심분리기, Beckman CoulterOptima MAX-XP초원심분리기 로터(TLA 55)
투과전자현미경HITACHIH-7650B
, TSG101SigmaAF8258
초원심분리기Beckman CoulterOptima XPN-100초원심분리기 로터 (SW32 Ti)
초음파 세포 분뇨기ScientzSCIENTZ-IID
웨스턴 블롯 이미저Bio-RadChemiDocXRsImage lab 4.0 (beta 7)
β-actinSigmaA3853
, , , , , , , , , , , , , , ,

참고문헌

  1. Kalluri, R., LeBleu, V. S. The biology, function, and biomedical applications of exosomes. Science. 367 (6478), (2020).
  2. Thery, C. Exosomes: secreted vesicles and intercellular communications. F1000 Biology Reports. 3, 15(2011).
  3. Mathieu, M., Marti....

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