Высокоскоростной метод гомогенизации с помощью магнитной сепарации для крупномасштабного производства везикул, полученных из эндосом

Summary

В данной работе мы описываем метод высокоскоростной гомогенизации с помощью магнитной сепарации для крупномасштабного производства нановезикул, полученных из эндосом, как нового типа имитаторов экзосом (ЭМ), которые имеют то же биологическое происхождение и сходную структуру, морфологию и белковый состав нативных внеклеточных везикул (ВВ).

Abstract

Внеклеточные везикулы (ВВ) привлекли значительное внимание в физиологических и патологических исследованиях, диагностике и лечении заболеваний; Тем не менее, их клиническая трансляция была ограничена отсутствием подходов к масштабному производству. Таким образом, этот протокол обеспечивает высокоскоростной метод гомогенизации с помощью магнитной сепарации для крупномасштабного производства нановезикул, полученных из эндосом, в качестве нового типа имитаторов экзосом (ЭМ), полученных из эндосом, которые имеют примерно в 100 раз более высокий выход, чем традиционный метод ультрацентрифугирования. В этом методе магнитные наночастицы (MNP) интернализировались родительскими клетками посредством эндоцитоза и впоследствии накапливались в их эндосомах. Затем были собраны эндосомы с MNP, загруженные MNP, и очищены с помощью гипотонической обработки и магнитной сепарации. Высокоскоростной гомогенизатор был использован для разбиения эндосом, загруженных MNP, на монодисперсные нановезикулы. Полученные везикулы, полученные из эндосом, имеют одинаковое биологическое происхождение и структуру, характеризуются анализом отслеживания наночастиц, просвечивающим электронным микроскопом и вестерн-блоттингом. Их морфология и белковый состав аналогичны нативным ВВ, что указывает на то, что ЭМ потенциально могут служить недорогим и высокопродуктивным суррогатом нативных ВВ для клинических трансляций.

Introduction

Внеклеточные везикулы (ВВ) представляют собой небольшие везикулы, секретируемые почти всеми клетками с диапазоном размеров 30-150 нм, содержащие большое количество биологически активных веществ. В зависимости от исходной клетки ВВ демонстрируют высокую гетерогенность, обладая несколькими компонентами, специфичными для родительских клеток¹. ВВ высвобождаются в жидкости организма и транспортируются в отдаленные участки, где они поглощаются клетками-мишенями для действия², которое может быть использовано для доставки широкого спектра биологически активных молекул и лекарств для восстановления тканей, диагностики и лечения о....

Protocol

ПРИМЕЧАНИЕ: Схема метода показана на рисунке 1.

1. Подготовка и изоляция ЭМ

1. Клеточная интернализация MNP
   1. Клеточная культура
      1. Суспендировать 1 × 10⁶ мезенхимальных стволовых клеток костного мозга крысы (BMSC), 293Т-клеток или клеток эпит.......

Discussion

Являясь суррогатом бесклеточной терапии и наноразмерной системы доставки лекарств, ВВ еще не оправдали своих клинических ожиданий, и основным препятствием является отсутствие масштабируемых и воспроизводимых^{методов производства} и очистки. Поэтому в качестве аналогов В.......

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