Nature Protocols:组织中细胞外囊泡亚群的分离和鉴定(内含赠书福利)

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细胞外囊泡(EVs)是细胞释放的脂质双层膜结构。多数EV研究是通过使用细胞系或体液进行的,但是组织衍生EV的研究数量仍然有限。瑞典哥德堡大学的研究人员在Nature Protocols杂志(影响因子10.419)发文,提出了一种protocol,可直接从组织中分离出多达六个不同的EV亚群。

该方法包括对解离的组织进行酶处理,然后进行差速离心和密度梯度分离。分离的EV亚群的特征通过电子显微镜和RNA谱进行表征。此外,它们的蛋白质成分可以通过质谱、蛋白质印迹等确定。组织EV分离可以在22小时内完成,简化版本可以在8小时内完成。该protocol的大多数实验都使用了人类黑色素瘤组织,但可以应用于其他癌症和非癌组织。具有细胞培养和EV分离经验的研究人员可以采用该protocol。
组织EV亚群分离和鉴定方法的概览
为了分离包埋在细胞外基质中的EV,可通过结合使用剪切和酶消化将EV从组织结构中分离出来(步骤2-16)。EV分离通过使用差速离心,然后加碘克沙醇密度梯度(步骤25–39A)来进行。图2概述了分离组织来源的EV的方案的工作流程。

图1. 人结肠癌组织的代表性电子显微镜图片

图2. 组织来源的EV分离程序的示意图
简而言之,收集后,将组织保持在冰上的PBS中,然后立即处理以进行EV分离(步骤1)。先将其切成小块(~2×2×2mm),再加胶原酶D和DNase I在37°C温和搅拌,在混合器上以24 rpm的速度温和搅拌30分钟(步骤2-16)。该步骤可将EV从其所包裹的组织中分离出来。采用孔径为0.70 µm的过滤器进行过滤,以除去大的组织块、颗粒等(步骤17-24)。
剩余的液体分别在300g和2000g离心20分钟,以去除细胞和组织碎片(步骤25-28)。然后将上清液进一步以16,500g离心20分钟以收集大型EV(lEV)的粗馏分,并以118,000g离心2.5 h以收集小型EV(sEV)的粗馏分(步骤29-38)。两种类型的EV可以用于下游分析,也可以进一步处理以分离EV的亚群。
为了进行进一步处理,将lEV和sEV加载到各个碘克沙醇密度梯度(OptiPrep)上。粗制EV溶解在60%(wt / vol)的OptiPrep中,并在顶部放置不连续的碘克沙醇梯度(35%,30%,28%,24%,22%×2和20%(wt / vol)的OptiPrep)(步骤39A(i-vii))。以186,000g离心16小时后,总共收集了四个亚群EV(步骤39A(viii-xiv))。从20–22%(wt/vol)的碘克沙醇(~1.111–1.121g/cm3)界面可收集两个EV亚群——大的低密度(LD)EV和小的低密度(LD)EV,从30–35%(wt/vol)碘克沙醇层(~1.163–1.189g/cm3)的界面可收集另外两个EV亚群——大的高密度(HD)EV和小的高密度(HD)EV。
图3. EV的鉴定
可以使用多种方法来进行EV表征,以评估EV大小、浓度、分子特性和货物。该文演示如何从人类转移性黑色素瘤中分离出EV,并通过TEM(步骤40A)、RNA谱分析(步骤40B)。此外,还描述了如何进行蛋白质组学分析(步骤40D)和蛋白质印迹(步骤40E)。
为了减少执行整个组织EV分离方案所需的时间,可以应用另一种较短的方案,包括碘克沙醇密度垫作为不连续密度梯度的替代品(图4)。该替代方案仍然产生与可溶性蛋白质分离的高纯度EV,但是lEVs and sEVs被装载在相同的密度垫上,因此作为混合物被分离。简而言之,将lEV和sEV的粗馏分混合在一起,并重悬于60%(wt / vol)的OptiPrep中(步骤39B(i-ii))。在样品的顶部放置两层30%和10%(wt / vol)OptiPrep(步骤39B(iii-v))。在186,000g离心2.5小时后,从10%和30%(wt / vol)碘克沙醇层的界面收集EV(步骤39B(xi)),并用TEM表征(步骤40A)(图4)。在10%和30%(wt / vol)碘克沙醇之间的界面处发现了lEV(图4,黄色箭头)和sEV(图4,蓝色箭头),而仅可见少量囊泡在30%至60%(wt / vol)碘克沙醇界面处的非囊泡成分中。
图4. 碘克沙醇垫层分离(步骤40B)
图5. 组织EV分离程序的分步可视化
具体步骤如下,
样品收集、解离和消化:
差速离心:
EV亚群的分离
(详细protocol可至论坛下载PDF文件)
参考文献:
CrescitelliR, Lässer C, Lötvall J. Isolation and characterization of extracellularvesicle subpopulations from tissues. Nature Protocols.2021 Jan 25. PMID: 33495626.
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