細胞外囊泡 (EV) 是參與細胞間通訊的膜封閉囊泡。由于遞送的 EV 貨物分子(包括 mRNA 和microRNA)會影響靶細胞基因表達、功能和表型,因此 EV 作為不同疾病的使用劑具有廣闊的前景。據(jù)報道,間充質基質細胞(MSC) 分泌的 EV 對腎臟、心血管和神經系統(tǒng)疾病均一影響作用。例如細胞移植、基于 EV 的療法被認為更易于制造、儲存和運輸。
評估 EV 使用效果的研究提供了可喜的結果,但從細胞培養(yǎng)基中分離 EV 仍然具有挑戰(zhàn)性。越來越多的數(shù)據(jù)表明,通常用作細胞培養(yǎng)基補充劑的胎牛血清(FBS) 中包含的囊泡會污染細胞分泌囊泡的純化過程。從培養(yǎng)基中省略 FBS 是克服此問題的一種選擇,但無血清培養(yǎng)條件會影響 EV 的數(shù)量和蛋白質組成,例如神經母細胞瘤衍生的 EV。
以前的實驗中科學家已經從嚙齒動物原代皮層培養(yǎng)神經元中分離出了 EV 。
神經元 EV 在中樞神經系統(tǒng)的細胞間通訊中具有重要功能。神經元分泌的 EV 被其他神經元和星形膠質細胞吸收,并改變受體細胞的功能。EV 已從人類誘導多能干細胞(hiPSC) 衍生的神經元培養(yǎng)物中分離出來。這些研究主要側重于研究 EV、它們的RNA或它們的蛋白質貨物的疾病特異性,很少研究神經元培養(yǎng)條件的差異。此外,一些研究使用了超速離心或基于沉淀的 EV 分離方法,導致純化效果也不佳。近期的一項研究表明,在超速離心純化中添加 SEC 步驟可提高 MSC 衍生 EV 的使用效果,突出了 EV 純化效率的重要性。
該項實驗研究中,科學家們使用 UF-SEC 從 MSC 的細胞培養(yǎng)基中分離 EV。他們使用商業(yè)外泌體耗盡的 FBS (Exo-FBS) 并在非條件培養(yǎng)基中與條件培養(yǎng)基同時進行 EV 分離和分析。 接下來,探討了 hiPSC 神經元的不同細胞培養(yǎng)條件,以評估它們對 EV 分泌的影響。并使用納米粒子跟蹤分析 (NTA) 和盲透射電子顯微鏡分析 (TEM)評估了分泌的 EV 數(shù)。
在本項實驗研究中,科學家們使用了一種名為UF-SEC的方法來純化來源于MSC的EV。這種方法可以從培養(yǎng)基中分離出相對高純度的EV,且產量較高。
接下來,研究人員探討了hiPSC神經元在不同細胞培養(yǎng)條件下分泌的EV數(shù)量和特征。他們發(fā)現(xiàn),在不同的培養(yǎng)條件下,神經元分泌的EV數(shù)量存在較大差異,并且這些EV所攜帶的RNA和蛋白質也存在不同程度的變化。
使用無血清培養(yǎng)基(NS)的神經元分泌的EV數(shù)量為(2.19 ± 0.38) × 10^8 /mL,而使用有血清培養(yǎng)基(CS)的神經元分泌的EV數(shù)量為(4.1 ± 0.52) × 10^8 /mL。
在神經元成熟不同階段時,分泌的EV數(shù)量也存在顯著差異。在EE期(early excitatory),分泌的EV數(shù)量為(3.48 ± 0.85) × 10^8 /mL,而在LE期(late excitatory),分泌的EV數(shù)量為(1.88 ± 0.25) × 10^8 /mL。
刺激hiPSC神經元(KCl處理)會導致其分泌更多的EV。在添加25 mM KCl的情況下,分泌的EV數(shù)量為(7.44 ± 1.15) × 10^8 /mL,而在未添加KCl的情況下,分泌的EV數(shù)量為(3.85 ± 0.37) × 10^8 /mL。
此外,研究人員還發(fā)現(xiàn),從不同培養(yǎng)條件下分泌的EV中所攜帶的RNA和蛋白質也存在不同程度的變化。例如,在CS培養(yǎng)基中分泌的EV中,與代謝有關的蛋白質數(shù)量更多,而在NS培養(yǎng)基中分泌的EV中,則檢測到更多的神經元活動相關的蛋白質。 同時,隨著越來越多的研究也揭示了不同細胞培養(yǎng)條件對EV數(shù)量和特征的影響。總之,EV作為一種新型治療劑具有廣闊的應用前景,并且在未來的研究中,我們需要進一步深入探究其分泌機制和生物學特性。
使用去除外泌體的培養(yǎng)基,可以避免外源性的EVs污染,提高所分離出的EVs的純度和有效性。這對于MSC研究和應用都具有重要意義。因此,越來越多的研究者選擇使用去除外泌體的培養(yǎng)基來培養(yǎng)MSC和生產EVs。除了提高EVs的純度和有效性以外,去除外泌體的培養(yǎng)基還可以減少對細胞的刺激和損傷,從而提高MSC的存活率和增殖能力。此外,去除外泌體還可以改善細胞培養(yǎng)過程中的穩(wěn)定性和可重復性,從而使得MSC的研究更加精確和可靠。
為滿足科研和臨床的需要,蘇州阿爾法生物提供了間充質干細胞去外泌體培養(yǎng)基,用于MSC的體外培養(yǎng)和EVs的生產。這種培養(yǎng)基使用商業(yè)外泌體耗盡的FBS(Exo-FBS)作為血清替代品,有效去除培養(yǎng)基中的外泌體,并提高MSC的存活率和增殖能力,同時保證了EVs的純度和有效性。更多細胞培養(yǎng)基相關內容進入蘇州阿爾法生物實驗器材有限公司官網(wǎng)或 0512-62956104/18934597460進行咨詢。
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