Method Article
זהו פרוטוקול לבידוד ושלפוחיות רקמות (EVs) מהכבד. הפרוטוקול מתאר תהליך דו-שלבים המעורב בקולגן ומלווה באמצעות מעקב דיפרנציאלי לבידוד רקמת הכבד EVs.
שלפוחית שלפוחיות (EVs) ניתן לשחרר מסוגים רבים של תאים שונים וזיהה ברוב, אם לא כל, נוזלי הגוף. EVs יכול להשתתף בתקשורת תא אל התא על ידי שוליים מולקולות אקטיביים כגון RNA או חלבון מתא אחד למשנהו. רוב המחקרים של EVs בוצעו במודלים של תרבות התא או בEVs מבודדים מנוזלי הגוף. יש עניין המתעוררים בבידוד של EVs מרקמות ללמוד את תרומתם לתהליכים פיסיולוגיים וכיצד הם שונו במחלה. הבידוד של EVs עם תשואה מספקת מרקמות הוא מאתגר מבחינה טכנית בגלל הצורך לדיסוציאציה רקמות ללא נזק תאי. שיטה זו מתארת הליך לבידוד של EVs מרקמת הכבד של העכבר. השיטה כרוכה בתהליך של שני שלבים החל מתוך העיכול באתרו , ולאחריו באולטרה-צנטריפוגה דיפרנציאלי. הפרזיה רקמה באמצעות הקולגן מספק יתרון על פני גזירה מכנית או הומוגון של רקמת הכבד בשל התשואה מוגברת של השיג EVs. השימוש בתהליך שני שלבים זה כדי לבודד EVs מן הכבד יהיה שימושי לחקר EVs רקמות.
שלפוחיות שלפוחית (EVs) הם ממברנה מאוגד ושלפוחיות שפורסמו מסוגים רבים של תאים שונים בגוף. EVs מכילים מטען של מולקולות הכוללות RNA, DNA, ו חלבון. העברת מטען זה על-ידי EVs מתא אחד למשנהו היא היסוד כמנגנון אחד שדרכו תאים בתוך הרקמות לתקשר אחד עם השני1. רוב המידע לגבי המטען או התפקידים של EVs בריאות רגילה ומחלות נגזר ממחקרים על EVs שהתקבלו מתאים בתרבות או שנאספו מהדם או נוזלי גוף אחרים2. כדי להבין את התפקידים הפיזיולוגיים שלהם ב vivo, שיטה איתנה היא הכרחית לבידוד של EVs רקמות לוכדת את כל האוכלוסיות של EVs ונמנע נזק הסלולר או זיהום3. המטרה הכוללת של השיטה המתוארת בזאת היא לבודד רקמות EVs מפני כבדי העכבר.
רוב סוגי התא בכבד הוכחו לייצר EVs, והמחקר של איתות EV מבוסס מקדמת ידע בסיסי והבנה של מחלות הכבד. עם זאת, ההשפעה המשולבת של EVs מסוגי תאים שונים בתוך הרקמות מובנת רק חלקית. בידוד של EVs מרקמות הכבד הוא הכרחי כדי להבין את התרומות באתרו של EVs בתוך הסביבה רקמות. הגישה המתוארת במסמך זה מבוססת על שילוב של שני שלבים כדי לשפר את הדיסוציאציה של הרקמה ולמזער את נזקי התאים. לאחר מכן, EVs מבודדים מרקמת הכבד שהונתק. מתחילת שנות ה-50 של המאה העשרים, שימשו הגישות לבידוד של הפאציטים בשני שלבים. שיטות אלה לבידוד הפציט שונו והשתפרו ברציפות וכיום גישות סטנדרטיות לבידוד של הפטציטים בתרבויות, בתא השעיות, ומרקמות5,6,7. בשלב הראשון, הכבד הוא נתון לפרזיה ללא הסדר מחודש עם מאגר נטול סידן, תמיסת מלח מאוזנת של האנק (HBSS). בשלב השני, הכבד מיועד עם הקולגן כדי לפזר את מטריצת החילוץ עבור הפרדה נוספת של הצמתים מפני תא desmoזומתיים. זמן טיפול אופטימלי עבור התפרקות הקולגן הוא 7 עד 10 דקות. משך הטיפול הקצר יגרום לפירוק שלם ולשמירה על הקשר התאי בכבד, ואילו משך זמן ארוך יותר עלול לגרום לנזק בכבד או להפרעה בווריד השער. EVs מבודדים אז באמצעות צנטריפוגה דיפרנציאלי להסרת תאים ופסולת סלולרית. התוצאה היא אוסף EV בתשואות גבוהות, כי ניתן להשתמש עבור ניתוח נוסף במורד הזרם או לימודים.
כל המחקרים הכרוכים בבעלי חיים בוצעו בהתאם לפרוטוקול שאושר על ידי הוועדה לטיפול בבעלי חיים מוסדיים של מאיו מרפאת ושימוש.
1. הכנת ספסל
2. הכנה לבעלי חיים
3. צינורית ופרזיה (0.5 h)
4. בידוד של EVs (5 שעות)
5. הערכת איכות ותשואה של בדלציות
המנגנון הנדרש עבור הבודדים האלה כולל ציוד מעבדה סטנדרטיים, מה שהופך את זה גישה פשוטה יחסית חסכונית. הבודדים בוצעו מ-12 עד 30 שבועות זכר ונקבה Balb/c או FVB עכברים. המגש המחזיק בעכבר מצופה ברדיד אלומיניום בתוך מכולה בעלת חומה קשה האוספת נוזלים מיותרים במהלך הפרזיה. מבחנות המכילות HBSS או קולגן המכילים בינוני מתחת למים באמבטיה (40 ° c) מוכן לשימוש. במסעדה משתמשים בשתי מנות של תרבות בגודל 10 ס מ. אחד צריך לשטוף את פני השטח עם PBS, והשני עבור הפרדה hepatocyte מרכיבי רקמת החיבור.
בשיטה זו, הכבד מושם בצורה לא רציפה דרך וריד הפורטל בהעדפה לצינורית הווריד הנחות. גישה חלופית ובשימוש נפוץ היא לבצע היתוך הנסיגה על ידי canנולה הווריד הנחותים וחיתוך וריד השער לניקוז. עם זאת, הצינורית וריד השער קלה לגישה וכרוכה במרחק קצר אל הכבד, כאשר וריד השער מוזן ישירות לתוך הכבד8. הבחירה של נקודת ההכנסה עבור הצינורית חיונית להצלחה אופטימלית (איור 2). הצינורית מונחת מעבר לענפי הקיבה והלבלב, אך לא מעבר לענף הפורטל הראשון (ורידי הכבד של השער הימני והשמאלי). לאחר מיקום הכניסה האופטימלי בווריד הפורטל מזוהה, מלקחיים מעוקל משמשים למקום חוט מתחת וריד הפורטל ולקשור קשר רופף. המחט של צינורית הוא קבוע עם פתיל באמצעות קשר פקק לעצור את המחט מליפול.
איור 3 מתווה את ערכת העיבוד הכוללת עבור הצנטריפוגה הדיפרנציאלי עבור רקמת הכבד EVs בידוד. הדבר מסיר תאים, פסולת וזיהומים אחרים. ארבעת הצעדים הראשונים צנטריפוגה (50 x g, 300 x g, 2,000 x g, 10,000 x g) נועדו להסיר hepatocytes, תאים אחרים שלמים, תאים מתים, או פסולת תאים בהתאמה. (דמויות 4A ו- 4a). לאחר שלבים אלה, מבוצע שוב ב 100,000 x g כדי לאסוף את הגלולה (איור 4ג). הגלולה הוא שטף על ידי השעיית מחדש ב-PBS ו נתון הסופי הסופית ב 100,000 x g. הגלולה לאחר הניתוח הינה גלויה לחלוטין ומועלת בהליך זה בהשוואה לEVs מתוך מדיה תרבותית ממוזגת. ליטוף פעמים רבות נדרש עד כל אגרגטים חומים הם מחוץ לטווח הראייה התפרקה לחלוטין. הגלולה האחרונה היא מחדש מושעה עם 1000 μL של PBS (איור 4ד). הסרת זיהומים ומזהמים מסיסים אחרים מן הפלזמה, אשר יכולים להשפיע על תוצאות נסיוניות פונקציונליות. הצנטריפוגה מתבצעת ב -4 ° c.
מתוך הכבד של העכבר, שיטה זו מניבה ריכוז מרקמת EV כי נע בין 1.74 אל 4.00 x 1012 עם ממוצע של 3.46 x 1012 חלקיקים ל-mL כפי שנקבע על ידי ננו-חלקיק מעקב ניתוח (ת א) (איור 5). הגודל הממוצע של רקמת הכבד המבודד EVs היה 157.7 ננומטר, עם גודל במצב של 144.5 nm ו-EV גדלים החל 100-600 nm על ידי נ. ב. א. התשואה של EV תהיה תלויה בגורמים כגון משקל הכבד והפסדים בתוך הצעדים המשבאים או ההפוגות.
איור 1 : הכנת ספסל. החומרים והמיקומים שלהם הם: (א) משאבה, (ב) שחומם 125 mL בקבוקון המכיל HBSS ושאיבה הנמל, (ג) אף חרוט מחובר מכשיר הוואמסר, (ד) הפליטה המים של המשאבה חיבור עם מחט, (E) מגש מצופה אלומיניום רדיד בתוך מכולה קשה חומה, ו (F) 10 ס מ מאכל התרבות שבו שפכו בינוני הקולגן מראש. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2 : אתר הצינורית. האנטומיה של הבטן של העכבר מוצג. באמצעות מלקחיים מעוקל, הליך ממוקם מתחת לווריד הפורטל (PV) וקשר רופף הוא קשור. מיקום ההכנסה הוא ליד הכבד, 5-10 מ"מ מתחת לקשירה, אבל לא מעבר לענף הפורטל הראשון (ורידי שער הכבד השמאלי והימני). הצינורית קבועה או מהודקת באמצעות פתיל עם קשר בפקק. קשר זה משמש כסמן של מיקום PV אם הצינורית מסומנת. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3 : סכמטית של צעדים צנטריפוגה. המטרה היא להסיר תאים לא רצויים ורכיבים אחרים ולבודד EVs. ארבעת השלבים הראשונים הצנטריפוגה נועדו להסיר את hepatocytes ותאים אחרים, תאים מתים או פסולת תא באמצעות צנטריפוגה דיפרנציאלי. לאחר שלבים אלה, מבוצעת הארכה ב 100,000 x g כדי לאסוף את הגלולה של EVs. הגלולה הוא שטף על ידי השעיית מחדש ב-PBS ו נתון הסופי הסופית ב 100,000 x g. כל הצעדים הצנטריפוגה מתבצעים ב -4 ° c. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4 : צנטריפוגה דיפרנציאלי. (א) לאחר צנטריפוגה ב 50 x g עבור 10 דקות, גלולה המכילה hepatocytes הוא נצפתה. (ב) צינורית עגולה התחתונה משמשת לצנטריפוגה ב 10,000 x g עבור 70 דקות כדי להסיר פסולת תא. (ג) צינורית פוליקרבונט ultracentrifuge משמשת לצנטריפוגה ב 100,000 x g עבור 70 דקות. הגלולה נאסף בצינור אחד שטף ידי השעיית מחדש עם PBS. (ד) הגלולה האחרונה הוא הושעה מחדש ב 1000 μL של PBS. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5 : התוצאה הייצוגית. הגודל והריכוז של רקמת הכבד EVs ניתן לקבוע על ידי ניתוח מעקב ננו-חלקיק (נ. ת. ע). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
פרוטוקול זה מתאר שיטה אופטימלית ומיטבית לבידוד של רקמת הכבד EV באמצעות תהליך של שני צעדים זלוף באמצעות וריד הפורטל ואחריו לאחר ההבדלים הדיפרנציאלי. השלבים החשובים של ההליך כוללים מיקום צינורית, כגון הריכוז וזמן העיכול, מהירות הזרימה של המדיום, טיפול ברקמה לאחר העיכול, והפוגות הדיפרנציאליות הקלאסיות.
הפרדת התא מושגת על ידי הפרדה מרכיבי רקמת חיבור לאחר העיכול באמצעות הקולגן סוג IV. הריכוז של הקולגן בשימוש עבור זלוף יכול לנוע בין 0.1 ל 5 מ"ג/mL. יכול להיות הרבה אצווה-to-אצווה וריאציה על היעילות של הקוליואז לעיכול רקמות. ריכוזי הקולגן של מ0.5 עד 5 מ"ג/mL נבדקו, אבל הריכוז בשימוש לא היה השפעה גדולה על התשואה של EVs השיגה. באמצעות ריכוז גבוה יותר של הקוליגנאז יגרום נפיחות מהירה יותר הלבנת הכבד. המטרה היא להשיג דיסוציאציה תא משביע רצון ללא זיהום או נזק מופרז. ריכוז אופטימלי של הקולגן משמש הבודדים האלה היא 1-2 mg/mL בשימוש עבור 7-8 דקות בקצב הזרימה של 8 mL/min. הליך זלוף ארוך מדי יגדל את הסיכון להרוס את רקמת החיבור הדק בתוך הכבד, כמו גם להגביר את הסיכונים הטכניים כגון מחט dislodgment מן הווריד הפורטל או השמנה אוויר עם הווריד.
ההיבט המאתגר ביותר של פרוטוקול זה הוא הצינורית של וריד השער. זה יכול להיות מאתגר לבצע, במיוחד בעכברים בטווח של 18 עד 25-g גודל. הטכניקות עבור קולגן הקולאז פותחו במקור לשימוש חולדות ולאחר מכן אומצה לשימוש בעכברים לאחר שינויים רבים והתאמות. הצינורית באמצעות מערכת איסוף דם של 23G קלה יותר מאשר הצבת צנתר בכלי הדם של קוטר קטן של לומיאל. תיקון הצינורית באמצעות פתיל עם קשר פקק מומלץ להימנע מdislodgement והקשר משמש גם כסמן של מיקום וריד הפורטל במקרה שהצינורית יוצאת מכלי הקיבול.
עבור ניתוח במורד הזרם, חשוב מאוד לקבל זיהום מינימלי מתאים. ישנם מספר שיקולים חשובים בטיפול ברקמה לאחר העיכול. ראשית, מלקחיים ומספריים משתנים כאשר הכבד מופק כדי למנוע זיהום דם. שנית, זה קריטי כי כיס המרה להיות הוסר בקפידה מן הכבד כדי למנוע קריעה וזיהום לא רצוי של מרה. שלישית, ברגע שהכבד הוסר מהעכבר, הכבד נשטף בעדינות רבה באמצעות ה-PBS כדי להסיר כל דם. מזעור זיהום עם תאים צריך להינתן עדיפות גבוהה יותר מאשר ירידה ביבול של EVs השיגה.
השיטה הנפוצה ביותר לבידוד וטיהור של EVs8,9,10,11. גישה זו תסיר את מרבית התאים הצוכוניים כגון הפטוציטים או תאי המרה ותאים שאינם מצוכוניים כגון תאי קופפר, תאי sinusoidal אנדותל, ותאי stellate, בנוסף, הריסות תאים, הוספת תאים ותאי מוות יהיו גם הוסר על-ידי צנטריפוגה דיפרנציאלי. טיהור נוסף ובידוד של אוכלוסיות ספציפיות ניתן לבצע על ידי הדרה כרומטוגרפיה גודל כדי להסיר את כל אגרגטים חלבונים שאינם מווסיקיות או ליפופרוטאינים.
הגבלה של פרוטוקול זה היא כי הוא עלול לא ללכוד את כל הרקמה שלפוחיות, בהתחשב באפשרות כי כמה שלפוחיות ניתן להסיר בתוך מבשם. אם יש צורך בהערכה גלובלית, יש לקחת בחשבון את אוסף המבשם והבידוד של שלפוחיות בתוך מבשם. הגבלה נוספת היא הפוטנציאל לפגיעה בתאים. כדי לפקח על ההשפעה הפוטנציאלית של מוות תאים מוגזם, הכדאיות התא ניתן לפקח ומשולבים בתוך פרמטרים איכותיים עבור רקמות EV בדלתים. לסיכום, הליך זה מתאר זרימת עבודה ממוטבת באמצעות טכניקת הפרזיה של שני שלבים דרך וריד הפורטל ואחריו באמצעות מעקב דיפרנציאלי משלים לקבלת EVs רקמת הכבד מפני כבדי העכבר בתשואה גבוהה. EVs רקמות אלה מתאימים לניתוח במורד הזרם כגון אפיון של קומפוזיציה ביוקולארית ומחקרים אחרים המטרתם לאפיין את התפקידים הפיזיולוגיים או הפתופיזילוגיים או יישומים פוטנציאליים כסמני מחלות.
. למחברים אין מה לגלות
מחקר זה היה נתמך על ידי מימון של המכון הלאומי לסרטן גרנט CA-217833.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
125 mL Erlenmeyer flask | Fisher scientific | FB500125 | |
125 mL Erlenmeyer flask | Fisher scientific | FB500125 | |
Curved non-serrated scissors | Fine Science Tools | 14069-12 | |
Curved forceps | Fine Science Tools | 13009-12 | |
Masking tape | Home supply store | ||
Aluminum foil | Home supply store | ||
Styrofoam pad | Home supply store | ||
Absorbent Bench Underpad | Scientific inc. | B1623 | |
Masterflex L/S Digital Miniflex Pump | Cole-parmer | ZX-07525-20 | |
Water bath | Thermo Electron Precision | 2837 | |
Blood collection sets | Becton Dickinson | 367292 | |
Petri dish, clear lid 100x15 | Fisher Scientific | FB0875712 | |
Falcon 70mm Nylon Cell Strainers | Fisher scientific | 352350 | |
50 mL conical tubes | Fisher Scientific | 12-565-270 | |
Cotton Tipped Applicators | Moore medical | 69622 | |
25mL Serological Pipet | Falcon | 357525 | |
Ohmeda Isotec 4 Isoflurane Vaporiser | BioSurplus | 203-2751 | |
O2 gas | |||
Isoflurane | |||
Levo Plus Motorized Pipette Filler | Scilogex | 74020002 | |
Centrifuge 5804R | Sigma-aldrich | 22628048 | |
Beckman Coulter Optima L-100 XP | Beckman | 969347 | |
Beckman Coulter Avanti JXN-26 | Beckman | B34182 | |
70 Ti Fixed-Angle Rotor | Beckman | 337922 | |
JA-25.50Fixed-Angle Rotor | Beckman | 363055 | |
Nalgene Round-bottom tube | Thermo Scientific | 3118-0028 | |
Polycarbonate ultracentrifuge tubes with cap assembly | Beckman | 355618 | |
Reagents | |||
HyClone Hank's Balanced Salt Solution (HBSS), Ca/Mg free | Fisher scientific | SH30588.01 | |
Collagenase, Type IV, powder | Fisher scientific | 17104019 | |
Phosphate Buffered Saline (PBS) | Fisher scientific | SH30256.01 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved