A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
שיטת הומוגניזציה במהירות גבוהה בסיוע הפרדה מגנטית לייצור בקנה מידה גדול של שלפוחיות שמקורן באנדוזום
In This Article
Summary
במאמר זה אנו מתארים שיטת הומוגניזציה מהירה בסיוע הפרדה מגנטית לייצור בקנה מידה גדול של ננו-שלפוחיות שמקורן באנדוזומים כסוג חדש של חיקוי אקסוזום (EMs) החולקים את אותו מקור ביולוגי ומבנה, מורפולוגיה והרכב חלבונים דומים של שלפוחיות חוץ-תאיות מקומיות (EV).
Abstract
שלפוחיות חוץ-תאיות (EVs) משכו תשומת לב משמעותית במחקר פיזיולוגי ופתולוגי, אבחון מחלות וטיפול; עם זאת, התרגום הקליני שלהם הוגבל על ידי היעדר גישות ייצור בקנה מידה גדול. לכן, פרוטוקול זה מספק שיטת הומוגניזציה במהירות גבוהה בסיוע הפרדה מגנטית לייצור בקנה מידה גדול של ננו-שלפוחיות שמקורן באנדוזומים כסוג חדש של חיקוי אקסוזום (EMs) הנגזר מהאנדוזומים, שיש להם תפוקה גבוהה פי 100 בערך משיטת אולטרה-צנטריפוגה קונבנציונלית. בשיטה זו, ננו-חלקיקים מגנטיים (MNPs) הופנמו על ידי תאי ההורים באמצעות אנדוציטוזה ולאחר מכן הצטברו בתוך האנדוזומים שלהם. לאחר מכן, אנדוזומים עמוסי MNPs נאספו וטוהרו על ידי טיפול היפוטוני והפרדה מגנטית. הומוגנייזר במהירות גבוהה שימש לפירוק אנדוזומים טעוני MNP לננו-שלפוחיות חד-פיזוריות. השלפוחיות שמקורן באנדוזום המתקבלות הן בעלות אותו מקור ביולוגי ומבנה, ומאופיינות בניתוח מעקב אחר ננו-חלקיקים, מיקרוסקופ אלקטרונים תמסורת וכתם מערבי. המורפולוגיה והרכב החלבונים שלהם דומים לרכבים חשמליים מקומיים, מה שמצביע על כך ש- EMs עשויים לשמש כתחליף בעלות נמוכה ובתפוקה גבוהה של כלי רכב חשמליים מקוריים לתרגומים קליניים.
Introduction
שלפוחיות חוץ-תאיות (EVs) הן שלפוחיות קטנות המופרשות כמעט על ידי כל התאים בטווח גדלים של 30-150 ננומטר, המכילות שפע של חומרים ביו-אקטיביים. בהתאם לתא המוצא, כלי רכב חשמליים מראים הטרוגניות גבוהה, בעלי רכיבים מרובים ספציפיים לתאי אב1. כלי רכב חשמליים משתחררים לנוזלי הגוף ומועברים לאתרים מרוחקים, שם הם נלקחים על ידי תאי מטרה לפעולה2, אשר ניתן להשתמש בהם כדי לספק מגוון רחב של מולקולות ביו-אקטיביות ותרופות לתיקון רקמות, אבחון וטיפול בגידולים ומודולציה חיסונית 3,4. עם זאת, ננו-חלקיקים ביולוגיים אחרים (למשל, ליפופרוטאינים) וננו-שלפוחיות (למשל, כלי רכב חשמליים שמקורם במס....
Protocol
הערה: סכמה של השיטה מוצגת באיור 1.
1. הכנה ובידוד EM
- הפנמת תאים של MNPs
- תרבית תאים
- השהה 1 × 106 תאי גזע מזנכימליים של מח עצם חולדה (BMSC), 293T או תאי סרטן אפיתל של שחלות עכבר (ID8) ב- DMEM בינוני מלא עם 10% נסיוב בקר עוברי (FBS) ו- 5% תמיסת פניצילין-סטרפטו?.......
- תרבית תאים
Representative Results
זרימת העבודה של הכנת EM על-ידי הומוגניזציה במהירות גבוהה בסיוע הפרדה מגנטית מוצגת באיור 1. תאים מפנימים IONPs מהונדסים בפוליליזין בגודל 10 ננומטר, אשר מצטברים באופן ספציפי באנדוזומים באמצעות אנדוציטוזה (איור 3A). לאחר שטופלו בחיץ היפוטוני והומוגני, האנדוזומים ט?.......
Discussion
כפונדקאית של טיפול ללא תאים ומערכת אספקת תרופות בקנה מידה ננומטרי, כלי רכב חשמליים עדיין לא עמדו בציפיות הקליניות שלהם, ומכשול עיקרי הוא היעדר שיטות ייצור וטיהור ניתנות להרחבה ולשחזור6. לכן, סוגים שונים של EMs פותחו כאנלוגים EV עם מורכבות ביולוגית דומה14. נכון להיום, .......
Disclosures
D.W. ו- P.G. הם ממציאים משותפים של בקשת פטנט שהוגשה על ידי המכון לרפואה בסיסית וסרטן (IBMC), האקדמיה הסינית למדעים. המחבר השני מצהיר שאין ניגוד עניינים.
Acknowledgements
המחברים מודים על השימוש במכשירים במתקן הליבה של המכשור המשותף במכון לרפואה בסיסית וסרטן (IBMC), האקדמיה הסינית למדעים. מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (NSFC; 82172598), הקרן למדעי הטבע של מחוז ג'ג'יאנג, סין (LZ22H310001), פרויקט הכשרת כישרונות בריאות 551 של ועדת הבריאות של מחוז ג'ג'יאנג, סין, פרויקט המחקר לפיתוח חקלאי וחברתי של לשכת המדע והטכנולוגיה העירונית של האנגג'ואו (2022ZDSJ0474) ומענק המחקר הבין-תחומי Qiantang.
....Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Annexin antibody | ABclonal | A11235 | Western blotting |
| BCA assay kit | Beyotime | P0012 | Protein concentration assay |
| Calnexin | GeneTex | HL1598 | Western blotting |
| CD63 antibody | ABclonal | A19023 | Western blotting |
| Cell lysis buffer for Western and IP | Beyotime | P0013 | Western blotting |
| Centrifuge | Beckman | Allegra X-30R | Cell centrifuge |
| CO2 incubator | Thermo | Cell culture | |
| Confocal laser scanning fluorescence microscopy | NIKON | A1 HD25 | Photo the fluorescence picture |
| DMEM basic (1x) | GIBCO | C11995500BT | Cell culture |
| Dynamic light scattering (DLS) | Malvern | Zetasizer Nano ZS ZEN3600 | Diameter analysis |
| Electric glass homogenizer | SCIENTZ(Ningbo, China) | DY89-II | Low-speed homogenization |
| Exosome-depleted FBS | system Bioscience | EXO-FBS-50A-1 | Cell culture |
| High-speed homogenizer | SCIENTZ(Ningbo, China) | XHF-DY | High-speed homogenization |
| Magnetic grate | Tuohe Electromechanical Technology (Shanghai, China) | NA | Magnetic separation |
| PKH26 Red Fluorescent Cell Linker Kit for General Cell Membrane Labeling | Sigma-Aldrich | PKH26GL-1KT | The kit contains PKH26 cell linker in ethanol and Diluent C |
| Polylysine-modified iron oxide nanoparticles (IONPs) | Zhongke Leiming Technology (Beijing, China) | Mag1100-10 | Cell culture |
| Potassium chloride | Aladdin | 7447-40-7 | Cell hypotonic treatment |
| Protease inhibitor cocktail | Beyotime | P1030 | Proteinase inhibitor |
| Sodium citrate | Aladdin | 7447-40-7 | Cell hypotonic treatment |
| Transmission electron microscopy (TEM) | JEOL | JEM-2100plus | Morphology image |
| Ultracentrifuge | Beckman | Optima XPN-100 | Exosome centrifuge |
| ZetaView nanoparticle tracking analyzers | Particle Metrix | PMX120 | Nanoparticle tracking analysis |
References
- Kalluri, R., LeBleu, V. S. The biology, function, and biomedical applications of exosomes. Science. 367 (6478), eaau6977 (2020).
- Hyenne, V., et al. RAL-1 controls multivesicular body biogenesis and exosome secretion. <....
Reprints and Permissions
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
ABOUT JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved