Name: isolation of exosome-enriched extracellular vesicles carrying granulocyte-macrophage colony-stimulating factor from embryonic stem cells
Uploaded: 2021-11-11T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Isolation of Exosome-Enriched Extracellular Vesicles Carrying Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor from Embryonic Stem Cells at JoVE.com

אנו מודים למר ארקדיוש סלוסרצ'יק ורשת תשתיות המחקר הביו-רפואי של קנטאקי (KBRIN, P20GM103436) על רכישת תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים שידור. עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי מענקים מ NIH AA018016-01 (J.W.E.), חבר העמים של קנטאקי מחקר אתגר אמון אמון (J.W.E.), NIH CA106599 ו CA175003 (C.L.), NIH CA198249 (K.Y.), וחופשי לנשום מענק מחקר (K.Y.).

1. פולחן תאי ES-D3
<ol><li>כדי ליצור סרום בקר עוברי נטול אקסוזומים (FBS), טען FBS לתוך אולטרה צנטריפוגה וצנטריפוגה ב 100,000 x g עבור 16 שעות ב 4 °C (7 ).C. לאחר צנטריפוגה, לאסוף סרום supernatant כמו FBS ללא exosome ללא exosome עבור culturing קו תא ESC מורין ES-D3 ורכישת EVs מועשר exosome.</li>
	<li>לפני ציפוי תאי ES-D3, יש לצפות 15 ס"מ בתרבית ה...

<ol>
	<li>Thomson, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embryonic+stem+cell+lines+derived+from+human+blastocysts.">Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts.</a> Science. 282 (5391), 1145-1147 (1998).</li><li>Sakthiswary, R., Raymond, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell+therapy+in+neurodegenerative+diseases:+From+principles+to+practice.">Stem cell therapy in neurodegenerative diseases: From principles to practice.</a> Neural Regeneration Research. 7 (23), 1822-1831 (2012).</li><li>Liu, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+embryonic+stem+cell-derived+cardiomyocytes+restore+function+in+infarcted+hearts+of+non-human+primates.">Human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes restore function in infarcted hearts of non-human primates.</a> Nature Biotechnology. 36 (7), 597-605 (2018).</li><li>Aguayo-Mazzucato, C., Bonner-Weir, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell+therapy+for+type+1+diabetes+mellitus.">Stem cell therapy for type 1 diabetes mellitus.</a> Nature Reviews: Endocrinology. 6 (3), 139-148 (2010).</li><li>Thery, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minimal+information+for+studies+of+extracellular+vesicles+2018+(MISEV2018):+a+position+statement+of+the+International+Society+for+Extracellular+Vesicles+and+update+of+the+MISEV2014+guidelines.">Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018 (MISEV2018): a position statement of the International Society for Extracellular Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines.</a> Journal of Extracell Vesicles. 7 (1), 1535750 (2018).</li><li>Raposo, G., Stoorvogel, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+vesicles:+exosomes,+microvesicles,+and+friends.">Extracellular vesicles: exosomes, microvesicles, and friends.</a> Journal of Cell Biology. 200 (4), 373-383 (2013).</li><li>Meldolesi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exosomes+and+Ectosomes+in+Intercellular+Communication.">Exosomes and Ectosomes in Intercellular Communication.</a> Current Biology. 28 (8), R435-R444 (2018).</li><li>Stremersch, S., De Smedt, S. C., Raemdonck, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+and+diagnostic+applications+of+extracellular+vesicles.">Therapeutic and diagnostic applications of extracellular vesicles.</a> Journal of Control Release. 244 (Pt B), 167-183 (2016).</li><li>Lindenbergh, M. F. S., Stoorvogel, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antigen+Presentation+by+Extracellular+Vesicles+from+Professional+Antigen-Presenting+Cells.">Antigen Presentation by Extracellular Vesicles from Professional Antigen-Presenting Cells.</a> Annual Review of Immunology. 36, 435-459 (2018).</li><li>Kunigelis, K. E., Graner, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Dichotomy+of+Tumor+Exosomes+(TEX)+in+Cancer+Immunity:+Is+It+All+in+the+ConTEXt?.">The Dichotomy of Tumor Exosomes (TEX) in Cancer Immunity: Is It All in the ConTEXt?.</a> Vaccines (Basel). 3 (4), 1019-1051 (2015).</li><li>Becher, B., Tugues, S., Greter, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GM-CSF:+From+Growth+Factor+to+Central+Mediator+of+Tissue+Inflammation.">GM-CSF: From Growth Factor to Central Mediator of Tissue Inflammation.</a> Immunity. 45 (5), 963-973 (2016).</li><li>Conti, L., Gessani, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GM-CSF+in+the+generation+of+dendritic+cells+from+human+blood+monocyte+precursors:+recent+advances.">GM-CSF in the generation of dendritic cells from human blood monocyte precursors: recent advances.</a> Immunobiology. 213 (9-10), 859-870 (2008).</li><li>Higano, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+data+from+2+randomized,+double-blind,+placebo-controlled,+phase+3+trials+of+active+cellular+immunotherapy+with+sipuleucel-T+in+advanced+prostate+cancer.">Integrated data from 2 randomized, double-blind, placebo-controlled, phase 3 trials of active cellular immunotherapy with sipuleucel-T in advanced prostate cancer.</a> Cancer. 115 (16), 3670-3679 (2009).</li><li>Yan, W. L., Shen, K. Y., Tien, C. Y., Chen, Y. A., Liu, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+progress+in+GM-CSF-based+cancer+immunotherapy.">Recent progress in GM-CSF-based cancer immunotherapy.</a> Immunotherapy. 9 (4), 347-360 (2017).</li><li>Dranoff, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vaccination+with+irradiated+tumor+cells+engineered+to+secrete+murine+granulocyte-macrophage+colony-stimulating+factor+stimulates+potent,+specific,+and+long-lasting+anti-tumor+immunity.">Vaccination with irradiated tumor cells engineered to secrete murine granulocyte-macrophage colony-stimulating factor stimulates potent, specific, and long-lasting anti-tumor immunity.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 90 (8), 3539-3543 (1993).</li><li>Tremml, G., Singer, M., Malavarca, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+1,+Unit+1C+4,+Culture+of+mouse+embryonic+stem+cells.">Chapter 1, Unit 1C 4, Culture of mouse embryonic stem cells.</a> Current Protocols in Stem Cell Biology. , (2008).</li><li>Kirsch, P., Hafner, M., Zentgraf, H., Schilling, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+course+of+fluorescence+intensity+and+protein+expression+in+HeLa+cells+stably+transfected+with+hrGFP.">Time course of fluorescence intensity and protein expression in HeLa cells stably transfected with hrGFP.</a> Molecules and Cells. 15 (3), 341-348 (2003).</li><li>Zeng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+expression+of+hrGFP+by+mouse+embryonic+stem+cells:+promoter+activity+in+the+undifferentiated+state+and+during+dopaminergic+neural+differentiation.">Stable expression of hrGFP by mouse embryonic stem cells: promoter activity in the undifferentiated state and during dopaminergic neural differentiation.</a> Stem Cells. 21 (6), 647-653 (2003).</li><li>Yaddanapudi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vaccination+with+embryonic+stem+cells+protects+against+lung+cancer:+is+a+broad-spectrum+prophylactic+vaccine+against+cancer+possible?.">Vaccination with embryonic stem cells protects against lung cancer: is a broad-spectrum prophylactic vaccine against cancer possible?.</a> PLoS One. 7 (7), e42289 (2012).</li><li>Dalby, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+transfection+with+Lipofectamine+2000+reagent:+primary+neurons,+siRNA,+and+high-throughput+applications.">Advanced transfection with Lipofectamine 2000 reagent: primary neurons, siRNA, and high-throughput applications.</a> Methods. 33 (2), 95-103 (2004).</li><li>Thery, C., Amigorena, S., Raposo, G., Clayton, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+3,+Unit+3+22,+Isolation+and+characterization+of+exosomes+from+cell+culture+supernatants+and+biological+fluids.">Chapter 3, Unit 3 22, Isolation and characterization of exosomes from cell culture supernatants and biological fluids.</a> Current Protocols in Cell Biology. , (2006).</li><li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exosomes+for+Immunoregulation+and+Therapeutic+Intervention+in+Cancer.">Exosomes for Immunoregulation and Therapeutic Intervention in Cancer.</a> Journal of Cancer. 7 (9), 1081-1087 (2016).</li><li>Bunggulawa, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advancements+in+the+use+of+exosomes+as+drug+delivery+systems.">Recent advancements in the use of exosomes as drug delivery systems.</a> Journal of Nanobiotechnology. 16 (1), 81 (2018).</li><li>Schlesinger, S., Lee, A. H., Wang, G. Z., Green, L., Goff, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proviral+silencing+in+embryonic+cells+is+regulated+by+Yin+Yang+1.">Proviral silencing in embryonic cells is regulated by Yin Yang 1.</a> Cell Reports. 4 (1), 50-58 (2013).</li><li>Dranoff, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GM-CSF-based+cancer+vaccines.">GM-CSF-based cancer vaccines.</a> Immunological Reviews. 188, 147-154 (2002).</li><li>Park, Y. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Feeder+Cell+Types+on+Culture+of+Mouse+Embryonic+Stem+Cell+In+Vitro.">Effects of Feeder Cell Types on Culture of Mouse Embryonic Stem Cell In Vitro.</a> Development and Reproduction. 19 (3), 119-126 (2015).</li><li>Lin, S., Talbot, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+culturing+mouse+and+human+embryonic+stem+cells.">Methods for culturing mouse and human embryonic stem cells.</a> Methods in Molecular Biology. 690, 31-56 (2011).</li><li>Yaddanapudi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exosomes+from+GM-CSF+expressing+embryonic+stem+cells+are+an+effective+prophylactic+vaccine+for+cancer+prevention.">Exosomes from GM-CSF expressing embryonic stem cells are an effective prophylactic vaccine for cancer prevention.</a> OncoImmunology. 8 (3), 1561119 (2019).</li></ol>

מחקר זה מראה שיטה יעילה ביותר לייצור EVs מועשר אקסוזום הנושא את חלבון גירוי מערכת החיסון GM-CSF, אשר ניתן להשתמש בו כדי ללמוד את ההשפעות המווסתות של מערכות הפעלה חשמליות מועשרות אקסוזום. מספר מחקרים מראים כי exosomes להפגין פונקציות חיסונית-רגולטורית ואנטי הגידול22. לפיכך, אקסוזומים מ...

ESCs נגזרים מהשלב הפיצוץ של עובר ההשתלה מראש1. כתאי גזע פלוריפוטנטים, ל- ESCs יש את היכולת לחדש את עצמם ולהבדיל לכל סוג של תא עוברי. בשל הפוטנציאל ההתפתחותי המדהים שלהם ויכולת שגשוג לטווח ארוך, ESCs הם בעלי ערך רב למחקר ביו-רפואי1. מאמצי המחקר הנוכחי התמקדו במידה רבה בפוטנציאל הטיפולי של ESCs למגוון הפרעות פתולוגיות עיקריות, כולל סוכרת, מחלות לב ומחלות ניווניות2,3,4.
תאי יונקים, כולל ESCs, ידועים לשחרר שלל עם גדלים משתנים לסביבה חוץ תאית, ורכבים אלקטרוניים אלה יש פונקציות פיזיולוגיות ופתולוגיות רבות בשל תפקידם בתקשורת בין תאית5. בין תת-סוגים שונים של רכבים חללית, אקסוזומים הם שלל ממברנה קטן המשתחרר מסוגי תאים שונים לחלל החוץ-תאי עם היתוך של תאים אנדוציטיים ביניים, גופים רב-לשוניים (MVB), עם קרום הפלזמה6. Exosomes דווחו לתווך תקשורת בין תאית והם מעורבים באופן קריטי בתהליכים פיזיולוגיים רבים (פאתוס)7,8. אקסוזומים יורשים כמה פונקציות ביולוגיות מתאי ההורים שלהם, כי אקסוזומים מכילים חומרים ביולוגיים שנרכשו מהציטוסול, כולל חלבונים וחומצות גרעין. לכן, האנטיגנים הקשורים או גורמים הממריצים את התגובה החיסונית הספציפית למחלה נתונה הם עטופים exosomes מסוגים מסוימים של תאים9. זה סלל את הדרך לניסויים קליניים לחקור אקסוזומים שמקורם בגידולים כחיסון נגד סרטן10.
GM-CSF הוא ציטוקינים המופרשים על ידי סוגים שונים של תאי מערכת החיסון11. ראיות המתעוררות ממחישות כי GM-CSF מפעיל ומווסת את המערכת החיסונית וממלא תפקיד חיוני בתהליך האנטיגן-הצגה12. לדוגמה, דו"ח קליני מציע כי GM-CSF מגרה את התגובה החיסונית לגידולים כאדג'ובנטחיסון 13. מספר אסטרטגיות אימונותרפיה לסרטן מבוסס GM-CSF כדי לנצל את הפעילות החיסונית החזקה של GM-CSF נחקרו בניסויים קליניים14. בין אלה, חיסון לסרטן המורכב מתאי גידול מפרישים GM-CSF מוקרן הראה הבטחה מסוימת בחולי מלנומה מתקדמים על ידי גרימת תגובות אנטיטומור תאיות והומוריסטיות ונמק לאחר מכן בגידולים גרורתיים15.
מכיוון שהאקסוזומים הנגזרים מ- ESCs הם בעלי פעילויות ביולוגיות דומות לזו של ESCs המקוריים, אולי אקסוזומים נושאי GM-CSF מ- ESCs יכולים לתפקד כשלשלות ללא תאים כדי לווסת את התגובה החיסונית. במאמר זה, מתוארת שיטה מפורטת לייצור EVs מועשר אקסוזום באיכות גבוהה מ- ESCs המבטאים GM-CSF. ל-EVs המועשרים באקסוזום יש פוטנציאל לשמש כשלפוחיות רגולטוריות של מערכת החיסון כדי לווסת את התגובה החיסונית.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Alkaline phosphate, Calf Intestinal</td>
			<td>New England Biolabs</td>
			<td>M0290S</td>
			<td>Dephosphorylating DNA plasmid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-Annexin V mAb</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>clone H-3, sc-74438</td>
			<td>Western blot, RRID:AB_1118989</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-CD81 mAb</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>clone B-11, sc-166029</td>
			<td>Western blot, RRID:AB_2275892</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-cytochrome c mAb</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>clone A-8, sc-13156</td>
			<td>Western blot, RRID:AB_627385</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-Flotillin-1 mAb</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>clone C-2; sc-74566</td>
			<td>Western blot, RRID:AB_2106563</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-GAPDH pAb</td>
			<td>Rockland</td>
			<td>600-401-A33S</td>
			<td>Western blot, RRID:AB_11182910</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-mouse IgG, goat, peroxidase-conjugated</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>31430</td>
			<td>Western blot, RRID:AB_228307</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-Oxphos COX IV-subunit IV mAb</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>clone 20E8C12 A21348</td>
			<td>Western blot, RRID:AB_221509</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-protein disulfide isomerase (PDI) pAb</td>
			<td>Enzo</td>
			<td>ADI-SPA-890</td>
			<td>Western blot, RRID:AB_10616242</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-rabbit IgG, goat, peroxidase-conjugated</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>31460</td>
			<td>Western blot, RRID:AB_228341</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BCA (bicinchoninic acid) assay</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>23223</td>
			<td>Determining protein concentrations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bis-Tris PAGE Gel, ExpressPlus, 4-20%</td>
			<td>Genscript</td>
			<td>M42015</td>
			<td>Western blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbenicillin, Disodium Salt</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>10177012</td>
			<td>Selecting E. coli colonies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge, Avanti J-26 XPI</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td></td>
			<td>Low speed centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge rotor, JA-10</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>09U1597</td>
			<td>Low speed centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge bottle, Nalgene PPCO</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>3120-0500PK</td>
			<td>Low speed centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cu grids with carbon support film</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>FF200-Cu</td>
			<td>Acquiring electron microscopy images</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EcoRI</td>
			<td>New England Biolabs</td>
			<td>R0101</td>
			<td>Digesting DNA plasmid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enhanced chemiluminescence detection system</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>32106</td>
			<td>Western blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FACScalibur flow cytometer</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td></td>
			<td>Examining GFP levels of ES-D3 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>SCRR-30-2020</td>
			<td>Medium for ES-D3 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Sterile Cell Strainers; Mesh Size: 40&#956;m</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>22-363-547</td>
			<td>Filtering ES-D3 cells for FACS sorting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelatin (0.1%)</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>ES006B</td>
			<td>Culturing ES-D3 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GM-CSF ELISA kit</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>88733422</td>
			<td>Determining GM-CSF concentrations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KnockOut Dulbecco&#8217;s Modified Eagle&#8217;s Medium</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>10-829-018</td>
			<td>Medium for ES-D3 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leukemia Inhibitory Factor</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>ESG1106</td>
			<td>Medium for ES-D3 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-glutamine</td>
			<td>VWR</td>
			<td>VWRL0131-0100</td>
			<td>Medium for ES-D3 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipofectamine 2000 transfection reagent</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>11668019</td>
			<td>Transfecting ES-D3 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate reader, PowerWave XS</td>
			<td>BioTek</td>
			<td></td>
			<td>Determining GM-CSF concentrations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MoFlo XDP high-speed cell sorter</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td></td>
			<td>Isolating single ES-D3 cell clones</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEB 5-alpha Competent E. coli</td>
			<td>New England Biolabs</td>
			<td>C2988J</td>
			<td>Generating GM-CSF expression plasmid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neomycin</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>10-131-035</td>
			<td>Selecting ES-D3 clones</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-essential amino acids</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>SH3023801</td>
			<td>Medium for ES-D3 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-fat dry milk</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>NC9022655</td>
			<td>Western blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Opti-MEM I Reduced Serum Medium</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>31985062</td>
			<td>Transfecting ES-D3 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>15710</td>
			<td>Acquiring electron microscopy images</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/streptomycin</td>
			<td>VWR</td>
			<td>sc45000-652</td>
			<td>Medium for ES-D3 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasmid pEF1a-FD3ER-IRES-hrGFP</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>37270</td>
			<td>Generating GM-CSF expression plasmid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVDF membranes</td>
			<td>Millipore EMD</td>
			<td>IPVH00010</td>
			<td>Western blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QIAprep Spin Miniprep Kit (250)</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>27106</td>
			<td>Generating GM-CSF expression plasmid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QIAquick Gel Extraction Kit (50)</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>28704</td>
			<td>Generating GM-CSF expression plasmid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quick Ligation Kit</td>
			<td>New England Biolabs</td>
			<td>M2200S</td>
			<td>Generating GM-CSF expression plasmid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transmission electron microscope</td>
			<td>Hitachi</td>
			<td>HT7700</td>
			<td>Acquiring electron microscopy images</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin</td>
			<td>VWR</td>
			<td>45000-660</td>
			<td>Culturing ES-D3 cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge, OptimaTM L-100 XP</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td></td>
			<td>High speed centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge rotor, 45Ti</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>09U4454</td>
			<td>High speed centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge polycarbonate bottle</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>355622</td>
			<td>High speed centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UranyLess staining solution</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>22409</td>
			<td>Acquiring electron microscopy images</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isolation of exosome-enriched extracellular vesicles carrying granulocyte-macrophage colony-stimulating factor from embryonic stem cells

תאי גזע עובריים (ESCs) הם תאי גזע פלוריפוטנטיים המסוגלים להתחדשות עצמית ובידול לכל סוגי התאים העובריים. כמו סוגי תאים רבים אחרים, ESCs משחררים שלטי ממברנה קטנים, כגון אקסוזומים, לסביבה חוץ-תאית. אקסוזומים משמשים כמתווכים חיוניים של תקשורת בין-תאית וממלאים תפקיד בסיסי בתהליכים פיזיולוגיים רבים (פתולוגיים). גורם גרנולוצייט-מקרופאג' מגרה מושבה (GM-CSF) מתפקד כציטוקין כדי לווסת את התגובה החיסונית. לנוכחות של GM-CSF באקסוזומים יש פוטנציאל להגביר את תפקוד מערכת החיסון-רגולציה שלהם. כאן, GM-CSF היה ביציבות יתר על המידה בקו תא ESC מורין ES-D3. פותח פרוטוקול לבידוד שלשלשות חוץ-תאיות (EV) מועשרות אקסוזום באיכות גבוהה מתאי ES-D3 המבישים יתר על המידה GM-CSF. רכבים אלקטרוניים מבודדים מועשרים אקסוזום התאפיינו במגוון גישות ניסיוניות. חשוב לציין, כמויות משמעותיות של GM-CSF נמצאו נוכחים ב- EVs מועשר אקסוזום. באופן כללי, EVs מועשר אקסוזום נושא GM-CSF מ- ESCs עשוי לתפקד כשלישיות ללא תאים כדי להפעיל את פעילותם החיסון-רגולטורית.

GM-CSF הוא יתר על המידה ב ESCs מורין. כדי להמחיש יתר על המידה GM-CSF בתאי ES-D3, ממורין GM-CSF cDNA שוכפל לווקטור טרנספקטציה כדי ליצור את וקטור הביטוי pEF1α-mGM-CSF-IRES-hrGFP (איור 1A). GM-CSF התבטא יתר על המידה בתאי ES-D3 על ידי טרנספקטציה, וכ -20% מתאי ES-D3 שהודבקו באופן ח...

Watch this Scientific Journal Video about Isolation of Exosome-Enriched Extracellular Vesicles Carrying Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor from Embryonic Stem Cells at JoVE.com

Isolation of Exosome-Enriched Extracellular Vesicles Carrying Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor from Embryonic Stem Cells

מחקר זה מתאר שיטה לבודד שלשולים חוץ-תאיים מועשרים אקסוזום הנושאים גורמים מעוררי גרנולוציטים מקרופטים למושבה מגרה את המעי הגס מתאי גזע עובריים.

בידוד של שלשלות חוץ-תאיות מועשרות אקסוזום הנושאות גרנולוציט-מקרופאג' גורם מעורר מושבה מתאי גזע עובריים

Embryonic stem cells (ESCs) are pluripotent stem cells capable of self-renewal and differentiation into all types of embryonic cells. Like many other cell ...

הפרוטוקול שלנו יכול לשמש לייצור שלל חוץ-תאי מועשר אקסוזום באיכות גבוהה מתאי גזע עובריים המבטאים את גורם הגירוי החיסוני, GM-CSF. שלפוחיות חוץ-תאיות מועשרות אקסוזום הנושאות GM-CSF, יש פוטנציאל לשרת שלפוחיות רגולטוריות חיסוניות ללא תאים שיכולות לווסת את התגובה החיסונית. חוקרים עם הכשרה בסיסית ביולוגיה מולקולרית ותאית, צריך להיות מסוגל בקלות כמו פרוטוקול זה, אבל כל מי שמבצע פרוטוקול זה בפעם הראשונה צריך לעקוב אחר ההוראות מקרוב.מכיוון שהפרוטוקול שלנו מסובך, הדמיית הפרטים המורכבים של כל שלב תעזור לחוקרים אחרים ליצור FBS בחינם exosome, ultracentrifuge את הנפח הרצוי של FBS ולאסוף את supernatant חינם exosome. לפני ציפוי ESD שלושה תאים, מעיל 15 ס"מ תרבית רקמות מנות עם 0.1% ג'לטין בטמפרטורת החדר במשך 30 דקות. הסר ג'לטין על ידי שאיפה ותרביות שלושת התאים ESD ללא תאי שכבה מאכילים ב ESD שלושה תאי תרבית בינוני ב 37 מעלות צלזיוס ב 5%פחמן דו חמצני לח אינקובטור עד התאים להגיע 90% השפעה.לשטוף את התרבויות כמעט confluent עם חמישה מיליליטר של 0.05% טריפסין למנה ואחריו דגירה של חמש דקות ב 37 מעלות צלזיוס טרי טרי. בסוף הדגירה למשוך את התאים המנותקים בצינור צנטריפוגה ולהפעיל את טריפסין עם חמישה מיליליטר של מדיום תרבות טרי. משקעים את התאים על ידי צנטריפוגה ומשהים מחדש את המשטחים במדיום טרי לספירת מזון, צלחת חמש פעמים 10 עד השישי של ESD שלושה תאים ב 15 מיליליטר של תרבית התא מדיום על לוחות מצופים ג'לטין חדש במשך שלושה ימים של תרבות לפני sub-culturing התאים כדי לאסוף את תרבית התא supernatant לבידוד של לוח שלפוחיות מועשר exosome פעם אחת 10 עד השביעי ESD שלושה תאים ב 15 מיליליטרים של מדיום תרבית התאים לכל צלחת מצופה ג'לטין חדשה במשך שלושה ימים לפני איסוף תרבית התאים עבור בידוד ארסיית תאית מועשר אקסוזום, משקעים ראשונים את שברי התאים הגדולים בתוך supernatants שנאספו 72 שעות ESD שלושה תאים על ידי צנטריפוגה.לאחר איסוף supernatant, Ultracentrifuge הדגימות ולהשליך את supernatants. יש לשטוף בעדינות כל פלטה פעמיים עם מיליליטר אחד של PBS לכביסה כדי להסיר כל תרבות שיורית על-טבעית ולכומת את תכולת חלבון ההזרמה החוץ-תאית המועשרת האקסוזום עם בדיקת חומצה בינצ'ונינית, בהתאם להוראת היצרן. לאחר מכן להשעות מחדש את שלל חוץ תאי מועשר exosome ב PBS ב שישה מיקרוגרם לריכוז מיקרומטר לאחסון במינוס 80 מעלות צלזיוס.כדי לדמיין את שלל חוץ-תאי מועשר exosome על ידי מיקרוסקופיה אלקטרונים שידור לתקן שלושה עד חמישה מיקרוגרם למיליליטר של שלל חוץ תאי עם הריכוז הסופי של 2% רשת מיקרוסקופ אלקטרונים paraformaldehyde בטמפרטורת החדר במשך שעתיים. בסוף הדגירה, לטעון 10 microliters של הדגימות הקבועות על רשתות נחושת עם סרט תמיכה בפחמן במשך דקה אחת לפני ניקוז הרשתות עם נייר מסנן, להישאר ברשתות עם פתרון כתמים מתאים, על פי פרוטוקול היצרן ולהשתמש פינצטה להעביר את הרשתות לפיסת נייר מסנן, ואז להשתמש במיקרוסקופ אלקטרוני השידור עם הגדלה של פי 50, 000 כדי לרכוש תמונות מיקרוסקופיות אלקטרוניות, על פי הפרוטוקולים הסטנדרטיים. כדי להכין תמציות תאים שלמים, לאסוף ESD שלושה תאים מתרבית כפי שהודגם, ולהשעות מחדש את התאים שנקטפו PBS לספירה.לאחר צנטריפוגה שנייה, להשעות מחדש את התאים מתוך חמש פעמים 10 לתאים השלישיים לכל מיקרוליטר של מאגר טעינת עמוד SDS המכיל ריכוז SDS של 0.5%, ו- Sonicate הדגימות למשך 10 שניות על Sonicator עם משרעת של 10%. ואז לחמם את הדגימות ב 100 מעלות צלזיוס במשך חמש דקות. כדי להכין ליסאטים עבור שלל חוץ תאי מועשר exosome, להשעות מחדש את שלטי exosome מועשר חוץ תאית במאגר טעינת עמוד SDS המכיל 0.5% SDS בריכוז 1.2 מיקרוליטר ו Sonicate הדגימות במשך 10 שניות כפי שהוכח ואז לחמם את הדגימות ב 100 מעלות צלזיוס במשך חמש דקות.לניתוח כתם מערבי, טענו 10 תמצית סיטונאית מיקרוליטרית ודגימות זליטה חוץ-תאיות מועשרות אקסום לתוך בארות בודדות של ג'ל דף מתח מיטבי. בסוף הריצה, להעביר את החלבונים על ממברנות PVDF ולדגירה את הממברנות עם נוגדנים ראשוניים ומשניים מתאימים של עניין, ולאחר מכן לזהות את ביטוי החלבון באמצעות ערכת זיהוי chemiluminescence משופרת, על פי הוראות היצרן. כדי להעריך את כמות GM-CSF בתוך שלפוחיות חוץ-תאיות מועשרות אקסוזום, השתמש בערכה Murine GM-CSF כדי לצפות צלחת ELISA עם נוגדן לכידת אנטי GM-CSF הבא, לטפל 0.6 מיקרוגרם של דגימות שלפוחיות חוץ-תאיות מועשר אקסוזום עם 100 microliters של PBS לבד, או PBS בתוספת 0.05%tween 20 בטמפרטורת החדר במשך 30 דקות.בסוף הדגירה, להוסיף את הדגימות שטופלו לבארות בודדות של צלחת ELISA מוכן עבור דגירה של שעה אחת בטמפרטורת החדר ואחריו שטיפת וולות המתאימות המתאימות עם PBS לבד, או PBS בתוספת 0.05% tween 20. לאחר הכביסה, מוסיפים את נוגדן הזיהוי לדגימות לדגירה של שעה בטמפרטורת החדר ואחריה שטיפה עם PBS לבד או PBS פלוס 0.05%tween 20 כפי שהודגם, ואז מוסיפים את אבידין חזרת Peroxidase לדגימות לדגירה של 30 דקות בטמפרטורת החדר, ואחריו שטיפה ומדידת הספיגה בכל באר על קורא מיקרופלאט ב 450 ננומטר. עוצמת הפלואורסצנטיות של GM-CSF המבטאת קו תאים של ESD שלושה או קו תאים של ESD בעל שלושה המבטא וקטור ריק גבוהה בהרבה מזו של עמיתיהם ההורים.ELISA מגלה כי ESD שלושה תאים המבטאים GM-CSF לייצר רמות גבוהות משמעותית של GMCSF בתרבית התא שלהם supernatant מאשר לעשות תאי בקרה וקטורית ריקים. יתר על כן, כמות GM-CSF שנוצר על ידי GM-CSF מבטא ESD שלושה תאים דומה לזה המיוצר על ידי פיברובלסטים STO מבטא GM-CSF. מיקרוסקופיית אלקטרונים שידור של שלל חוץ תאי מבודד מן transduced וקטור ו GM-CSF transduced תרביות תאים transduced לחשוף שלל בגדלים שונים הנופלים בטווח קוטר 30 עד 100 ננומטר הצפוי.הביטוי של סמנים exosomal, כולל CD81, Annexin V ו flotillin-1 משופר באופן משמעותי בשלפוחיות חוץ תאיות, מבודד ESD שלושה תאים לעומת תמציות סיטונאיות תואמות על ידי ניתוח כתם מערבי. חשוב לציין, נוכחותם של סמני תאים תת-תאיים אחרים ב- ESD שלושה שלל חוץ-תאי נגזר לא זוהה כולל סמן רשתית אנדופלסמית, חלבון דיסולפיד איזומראז, סמנים מיטוכונדריאליים, ציטכרום C ו- Oxphos קומפלקס IV-subunit IV ואת הסמן הציטוטוסולי GAPDH. לאחר הכביסה עם 0.05% tween 20, רמות הרקע GM-CSF שזוהו בשלל חוץ תאי שליטה צומצמו באופן משמעותי.לעומת זאת, רמות GM-CSF של שלל חוץ תאי של תאים מבטא GM-CSF גדל באופן משמעותי על ידי 10. רכישת שלל חוץ-תאי מועשר באיכות גבוהה הנושאת GMCSF היא הצעד החשוב ביותר להצלחת פרוטוקול זה. חוקרים יכולים לבצע ניסויים נוספים, כגון מחקרים בקווי תאים ובעלי חיים תלויים GM-CSF כדי לקבוע אם שלפוחיות חוץ-תאיות מועשרות אקסוזום אכפתיות GM-CSF יכול לתפקד כשלפוחיות רגולטוריות חיסוניות ללא תאים.אלה exosome מועשר שלשלות חוץ תאיות אלה יכולים לשמש כדי לחקור כיצד אפנון התגובה החיסונית משפיע על תנאי מחלה שונים.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Invasive Behavior of Human Breast Cancer Cells in Embryonic Zebrafish

התנהגות פולשנית של תאים סרטניים בשד אדם עוברי הזברה

In many cases, cancer patients do not die of a primary tumor, but rather because of metastasis. Although numerous rodent models are available for studying ...

Harnessing the DNA Dye-triggered Side Population Phenotype to Detect and Purify Cancer Stem Cells from Biological Samples

רתימת DNA- מופעלות בצד האוכלוסייה פנוטיפ לזהות ולטהר תאי גזע סרטניים מ דוגמאות ביולוגיות

Cancer is a stem cell-driven disease and eradication of these cells has become a major therapeutic goal. Deciphering vulnerabilities of Cancer Stem Cells ...

A Preclinical Mouse Model of Osteosarcoma to Define the Extracellular Vesicle-mediated Communication Between Tumor and Mesenchymal Stem Cells

דגם פרה העכבר של אוסטאוסרקומה כדי להגדיר את התקשורת חוץ-תאית שלפוחית בתיווך בין גידול בתאי גזע Mesenchymal

Within the tumor microenvironment, resident or recruited mesenchymal stem cells (MSCs) contribute to malignant progression in multiple cancer types. Under ...

Isolation and Characterization of Tumor-initiating Cells from Sarcoma Patient-derived Xenografts

בידוד ואפיון של הגידול-ליזום תאים מחולה סרקומה-Xenografts נגזרים

The existence and importance of tumor-initiating cells (TICs) have been supported by increasing evidence during the past decade. These TICs have been ...

Isolation of Human Endothelial Cells from Normal Colon and Colorectal Carcinoma - An Improved Protocol

בידוד של תאי אנדותל אדם נורמלי המעי הגס, סרטן המעי הגס - פרוטוקול משופר

Primary cells isolated from human carcinomas are valuable tools to identify pathogenic mechanisms contributing to disease development and progression. In ...

Mesenchymal Stem Cell Isolation from Pulp Tissue and Co-Culture with Cancer Cells to Study Their Interactions

בידוד תאי גזע mesenchymal זולה רקמות, תרבות משותפת עם תאים סרטניים ללמוד אינטראקציות שלהם

Cancer as a multistep process and complicated disease is not only regulated by individual cell proliferation and growth but also controlled by tumor ...

Extraction of Extracellular Vesicles from Whole Tissue

מיצוי של שלפוחית חוץ-תאית מרקמות כל

Circulating and interstitial small membrane-bound extracellular vesicles (EVs) represent promising targets for the development of novel diagnostic or ...

Spatial and Temporal Control of Murine Melanoma Initiation from Mutant Melanocyte Stem Cells

שליטה מרחבית וטמפורלית של מלנומה מורין ייזום מוטציה תאי גזע מלנוציט

Cutaneous melanoma is well known as the most aggressive skin cancer. Although the risk factors and major genetic alterations continue to be documented ...

Isolation of Stem-like Cells from 3-Dimensional Spheroid Cultures

בידוד של תאים כמו גזע מתרבויות תלת ממדיות ספרואיד

Despite advances in adult stem cell research, identification and isolation of stem cells from tissue specimens remains a major challenge. While resident ...

Isolation and Functional Assessment of Human Breast Cancer Stem Cells from Cell and Tissue Samples

בידוד והערכה תפקודית של תאי גזע מסרטן השד האנושי מדגימות תאים ורקמות

Breast cancer stem cells (BCSCs) are cancer cells with inherited or acquired stem cell-like characteristics. Despite their low frequency, they are major ...