A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
אקסוזומים הם בעלי פוטנציאל קליני משמעותי, אך היישום המעשי שלהם מוגבל בשל פינוי קל in vivo ויציבות ירודה. מיקרו-מחטים מציגות פתרון בכך שהן מאפשרות אספקה מקומית על ידי ניקוב מחסומים פיזיולוגיים ושימור מצב יבש, ובכך נותנות מענה למגבלות מתן האקזוזום ומרחיבות את התועלת הקלינית שלהן.
אקסוזומים, כטיפולים ביולוגיים מתפתחים של "הדור הבא" ווקטורים של אספקת תרופות, טומנים בחובם פוטנציאל עצום בתחומים ביו-רפואיים מגוונים, החל ממתן תרופות ורפואה רגנרטיבית ועד אבחון מחלות ואימונותרפיה של גידולים. עם זאת, הפינוי המהיר על ידי הזרקת בולוס מסורתית ויציבות ירודה של אקסוזומים מגבילים את היישום הקליני שלהם. מיקרו-מחטים משמשות כפתרון המאריך את זמן השהייה של האקסוזומים באתר הניהול, ובכך שומר על ריכוז התרופה ומקל על השפעות טיפוליות מתמשכות. בנוסף, microneedles גם יש את היכולת לשמור על יציבות של חומרים ביו-אקטיביים. לכן, אנו מציגים מדבקת מיקרו-מחט לטעינה והעברה של אקסוזומים וחולקים את השיטות, כולל בידוד אקסוזומים, ייצור ואפיון של מדבקות מיקרו-מחטים עמוסות אקסוזומים. מדבקות המיקרו-מחטים יוצרו באמצעות טרהלוז וחומצה היאלורונית כחומרי קצה ופוליוויניל פירולידון כחומר הגיבוי בשיטת יציקה דו-שלבית. המיקרו-מחטים הפגינו חוזק מכני חזק, עם קצוות המסוגלים לעמוד ב-2 N. עור חזיר שימש להדמיית עור אנושי, וקצות המיקרו-מחטים נמסו לחלוטין תוך 60 שניות לאחר ניקוב העור. האקסוזומים ששוחררו מהמיקרו-מחטים הציגו מורפולוגיה, גודל חלקיקים, חלבוני סמן ותפקודים ביולוגיים דומים לאלה של אקסוזומים טריים, מה שאיפשר לתאים הדנדריטיים להיקלט ולקדם את הבשלתם.
אקסוזומים, שהם שלפוחיות קטנות המשתחררות על ידי תאים לתוך המטריצה החוץ תאית, הוצעו כטיפולים ביולוגיים פוטנציאליים ווקטורים למתן תרופות לטיפול במספר מחלות וסרטן1. במהלך תהליך הביוגנזה שלהם, אקסוזומים עוטפים מולקולות ביולוגיות פעילות שונות מתוך התאים, כולל חלבונים פונקציונליים וחומצות גרעין2. כתוצאה מכך, כאשר הם נלקחים על ידי התאים המקבלים במהלך תהליך ההובלה, לאקסוזומים יש את היכולת לווסת את ביטוי הגנים ואת תפקודי התאים בתאי היעד3. כסוג של שליח מידע טבעי, אקסוזומים נוצלו במלואם בהתחדשות רקמות, ויסות חיסוני, וכמוביל משלוח4. באמצעות טכניקות הנדסיות, ליגנדות ספציפיות יכולות להיות....
מחקר זה אינו דורש אישור אתי מכיוון שעור החזיר ששימש לניסויים המתוארים בסעיף 3 נרכש כאוזני חזיר אכילות מהשוק ולא מקורו בחיות ניסוי.
1. בידוד של אקסוזומים
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לבידוד אקסוזומים, ייצור ואפיון של טלאי exo@MN. איור 1 מדגים את תרשים הזרימה של התהליך לייצור טלאי exo@MN. האקסוזומים עורבבו עם טרהלוז וחומצה היאלורונית, ולאחר מכן הוסיפו את התערובת לתבנית המיקרו-מחטים והצנטריפוגות. תהליך זה הקל על הצטברות האקסוזומים בקצו.......
נכון לעכשיו, השיטות העיקריות לבידוד אקסוזומים כוללות אולטרה-צנטריפוגה, צנטריפוגה הדרגתית צפיפות, אולטרה-סינון, משקעים, חרוזים מגנטיים של זיקה חיסונית ומיקרופלואידיקה24. בשל יכולת ההעמסה המוגבלת של מיקרו-מחטים הנגרמת על ידי שטח קצה המחט הקטן שלהם, יש צורך להגדיל את ריכוז האקסו.......
H. C., F.L.Q ו- S.J.M הם ממציאים בבקשת פטנט שהוגשה על סמך הנתונים בכתב יד זה. H.C. הוא המייסד המדעי של Medcraft Biotech. בע"מ
פ.ל.ק. מעריכה את התמיכה הנתמכת על ידי תוכנית המחקר והפיתוח החלוצית של ג'ג'יאנג (2022C03031), תוכנית המחקר והפיתוח הלאומית של סין (2021YFA0910103), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (22274141, 22074080), הקרן למדעי הטבע של מחוז שאנדונג (ZR2022ZD28) ותוכנית המלגות טאישאן של מחוז שאנדונג (tsqn201909106). H.C. מכירה בתמיכה הכספית מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82202329). המחברים מודים על השימוש במכשירים במתקן הליבה של המכשור המשותף במכון האנגג'ואו לרפואה (HIM), האקדמיה הסינית למדעים.
....Name | Company | Catalog Number | Comments |
100x penicillin-streptomycin solutions | Jrunbio Scientific | MA0110 | Cell culture |
180 kDa pre-stained protein marker | Thermo | 26616 | Western blotting |
3% Uranyl acetate | Henan Ruixin Experimental Supplies | GZ02625 | Morphological characterization of exosomes |
3D printer | BMF technology | nanoArch S130 | Mold preparation |
4%–20% precast gel | Genscript | ExpressPlus PAGE GEL | Western blotting |
5× SDS-PAGE loading buffer | Titan | 04048254 | Western blotting |
Anti-mouse Alix antibody | Biolegend | 12422-1-AP | Western blotting |
Anti-mouse CD63 antibody | Biolegend | ab217345 | Western blotting |
APC anti-mouse CD80 antibody | Biolegend | 104713 | Antibody |
Auto fine coater | ZIZHU | JBA5-100 | Morphological characterization of microneedle |
BCA assay kit | Beyotime | P0012 | Protein concentration assay |
Centrifuge | Thermo Fisher | Muitifuge X1R pro | Cell centrifuge |
Circulating water vacuum pump | Yuhua Instrument | SHZ-D(III) | Filtration |
CO2 incubator | Eppendorf | CellXpert C170 | Cell culture |
Confocal laser scanning microscope | Nikon | A1HD25 | Fluorescence imaging |
Copper mesh | Beijing Zhongjingkeyi Technology | JF-ZJKY/300 | Morphological characterization of exosomes |
D- (+) -Trehalose dihydrate | Aladdin | 5138-23-4 | Fabrication of microneedle |
Dulbecco’s modified Eagle’s medium | Meilunbio | MA0212 | Cell culture |
Dulbecco’s phosphate-buffered saline | Meilunbio | MA0010 | Cell culture |
Electrophoresis system | Bio-rad | PowerPac-basic | Western blotting |
Fetal bovine serum | Jrunbio Scientific | JR100 | Cell culture |
FITC anti-mouse CD11c antibody | Biolegend | 117305 | Antibody |
Flow cytometry | BD | LSR Fortessa | Fluorescence detection |
Gel imager | Cytiva | Amersham ImageQuant 800 | Western blotting |
HRP-conjugated anti-rabbit IgG | CST | 7074S | Western blotting |
HTL resin | BMF technology | Mold preparation | |
Hyaluronic acid (MW = 300 kDa) | Bloomage Biotechnology | 9004-61-9 | Fabrication of microneedle |
Immersion oil | Nikon | MXA22168 | Fluorescence imaging |
Ion cleaner | JEOL | EC-52000IC | Morphological characterization of exosomes |
Microscope | Olympus | CKX53 | Observe the microneedle tip dissolving process |
Mouse ovarian epithelial cancer cell ID8 | MeisenCTCC | CC90105 | Cell culture |
Nanoparticle tracking analysis | Particle Metrix | ZetaView | Size analysis of exosomes |
Pacific Blue anti-mouse I-A/I-E antibody | Biolegend | 107619 | Antibody |
Phenylmethanesulfonyl fluoride | Beyotime | ST507 | Protease inhibitors |
Plasma cleaner | Hefei Kejing Material Technology | PDC-36G | Fabrication of microneedle |
Polydimethylsiloxane | Dow Corning | 9016-00-6 | Mold preparation |
Polyvinylpyrrolidone (MW = 40 kDa) | Aladdin | 9003-39-8 | Fabrication of microneedle |
Prism | GraphPad | Version 9 | Statistical analysis |
PVDF membrane | Millipore | IPVH00010 | Western blotting |
Quick-snap centrifuge | Beckman | 344619 | Exosomes extraction |
RIPA lysis buffer | Applygen | C1053 | Lysis membrane |
Roswell park memorial institute 1640 | Meilunbio | MA0548 | Cell culture |
Scanning electron microscope | JEOL | JSM-IT800 | Morphological characterization of microneedle |
Stereo microscope | Olympus | SZX16 | Characterization of morphology |
Super ECL detection reagent | Applygen | P1030 | Western blotting |
Tensile meter | Instron | 68SC-05 | Mechanical testing |
Transmission electron microscope | JEOL | JEM-2100plus | Morphological characterization of exosomes |
Tris buffered saline | Sangon Biotech | JF-A500027-0004 | Western blotting |
Tween-20 | Beyotime | ST825 | Western blotting |
Ultracentrifuge | Beckman | Optima XPN-100 | Exosomes extraction |
Ultrafiltration tube | Millipore | UFC910096 | Exosomes concentration |
Vacuum drying oven | Shanghai Yiheng Technology | DZF-6024 | Fabrication of microneedle |
Vacuum filtration system | Biosharp | BS-500-XT | Filtration |
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