We are grateful to the Roney Family Foundation for the support of this study. We acknowledge the contribution of Dr. M. Lucrecia Alvarez to the planning and execution of the experiments described in this work.

הערה:. השלבים כרוכים בבידוד של exosomes השתן תוך שימוש בשיטת המשקעים שונה באים לידי ביטוי באיור 1 הצעדים הראשוניים כרוכים בהסרת תאים מתים גדולים ופסולת תא על ידי צנטריפוגה. גלולה הסופית המתקבלת מsupernatant שנאסף מכל שלב שלאחר מכן תואמת את exosome, אשר מומס בפתרון בידוד להפקה נוספת של החלבון, RNA, ו- DNA. 1. איסוף שתן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני איסוף שתן, להכין מעכבי פרוטאז קוקטייל על פי הוראות היצרן ולהוסיף 3.125 מיליליטר של הקוקטייל הזה לקיבול סטרילי ריק. הצינור המכיל מעכבי פרוטאז קוקטייל אז יכול להיות מופץ למתנדבים לאיסוף שתן. הערה: הסיבה להוספת מעכבי פרוטאז היא למזער פירוק חלבונים בדגימת השתן. למרות שאנו במיוחד משמשים מעכבי פרוטאז קוקטייל מSigma, ניתן להחליף מעכבי פרוטאז זמינים מסחרי אחרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף כ 10 מיליליטר של השתן הראשון-חלל. לעבד את השתן מייד לאחר האיסוף ללא אחסון או קירור. לבודד את exosomes השתן בשני עותקים בשיטת המשקעים שונה; אחד מהכפילויות הוא לDNA, RNA המוחלט ומיצוי חלבון, ואילו השני הוא לכימות של חלקיקי exosome שתן. הערה: דגימת שתן 24 שעות ניתן לאסוף עבור בידוד exosome ידי אחסון ב 4 מעלות צלזיוס. </li></ol> 2. ההסרה של פסולת תא וחלבון התם-Horsfall (THP) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את דגימות שתן של 15 מיליליטר צינורות צנטריפוגה. צנטריפוגה 10 מיליליטר של שתן ב17,000 XG במשך 10 דקות על 37 מעלות צלזיוס לחסל תאים ופסולת תא (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת פיפטה, להעביר את supernatant לצינור טרי לעיבוד נוסף. Resuspend גלולה ב 500 μl של פתרון בידוד (250 מ&quot;מ סוכרוז, trieth מ&quot;מ 10anolamine, pH 7.6) ואחריו דגירה 10 דקות עם DL-dithiothreitol (DTT: מ&quot;ג / מיליליטר ריכוז 200 סופי) על 37 מעלות צלזיוס. הערה: DTT מתווסף לבזות THP, שלוכד את exosomes, שהוביל לירידה בתשואות. תשמור על עצמך לעזוב את הכדור ללא הפרעה במהלך העברת supernatant, ולאשר כי supernatant ברור של גלולה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות גלולה וורטקס כל 2 דקות עד גלולה הוא נמס לגמרי. ואז להוסיף 500 μl של פתרון בידוד לגלולה המומס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד לאחר התוספת של פתרון בידוד לגלולה, צנטריפוגות ב 17,000 XG במשך 10 דקות על 37 מעלות צלזיוס. Pipet supernatant ולשלב עם supernatant שנאסף קודם לכן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend את הכדור ב 50 μl של פתרון בידוד לניתוח SDS-PAGE. הערה: PBS או TBS יכול לשמש במקום פתרון בידוד לresuspend גלולה. </li></ol> 3. בידוד של Exosome גלולה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עד 11 מיליליטר של supern נאסףatant, להוסיף 3.3 מיליליטר של מגיב ExoQuick-TC ודגירה על 4 מעלות צלזיוס במשך שעה לפחות 12. הערה: היחס של נפח supernatant למגיב ExoQuick-TC יכולה להיות מותאם כדי להגדיל או להקטין את תשואת exosomal. הבחנו כי כרכים פחותים של מגיב הוסיף לייצר תשואות קטנות יותר של exosomes. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר דגירה, צנטריפוגות תמהיל המדגם / ExoQuick-TC ב10,000 XG למשך 30 דקות ב -25 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעביר את supernatant לצינור טרי לניתוח SDS-PAGE. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גלולה exosome ניתן לאחסן ב -80 ° C ל- DNA, RNA ומיצוי חלבון וכימות של חלקיקי exosome באמצעות CD9 11 ELISA. הערה: גלולה exosome ניתן לאחסן ב -80 ° C למשך שנה 1 עם הקפאה להפשרה מוגבלת. </li></ol> 4. ביומרקר באיתור ובניתוח של Exosome גלולה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור ניתוחים במורד הזרם, לחלץ DNA, RNA וחלבון מגלולת exosome באמצעות DNA / RNA / ערכת בידוד החלבון וקי בידוד RNAt על פי הוראות היצרן. לקבוע ריכוזים באמצעות ספקטרופוטומטר Nanodrop על ידי מדידת הספיגה ב 260 ו280nm עם 2 μl של מדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע בזמן אמת RT-PCR (qPCR) באמצעות מבחני microRNA TaqMan (במקרה שלנו, השתמש miR-192- וmiR-1207-5p ספציפי מבחני אנושיים) או פריימרים מירנה ספציפיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לניתוח SDS-PAGE, להשתמש 4-12% ג&#39;ל Bis-טריס ודגימות חלבון נפרדים על ידי אלקטרופורזה חד-ממדית. דמיין ג&#39;ל באמצעות ערכת צביעת כסף בהתאם להוראות היצרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע ניתוח כתם מערבי באמצעות ממברנות PVDF בהתאם להוראות הניתנות על ידי היצרן. השתמש נוגדן polyclonal ארנב גן-2 X צמוד אפופטוזיס אינטראקציה חלבון או אליקס ונוגדנים חד שבטי עכבר כדי גן רגישות גידול 101 חלבון או TSG101 באיתור הכתם המערבי. לכמת את הצפיפות של הלהקות על ידי גישה פתוחה תוכנת NIH ImageJ (http://rsbweb.nih.gov/ij/) אותכנית דומה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכמת את מספר חלקיקי exosome שתן שהושגו באמצעות ערכת ELISA CD9 לפי הוראות יצרן. </li></ol>

<ol>
	<li>Miranda, K. C., Bond, D. T., McKee, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleic+acids+within+urinary+exosomes/microvesicles+are+potential+biomarkers+for+renal+disease.">Nucleic acids within urinary exosomes/microvesicles are potential biomarkers for renal disease.</a> Kidney Int. 78, 191-199 (2010).</li><li>Pisitkun, T., Shen, R. F., Knepper, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+proteomic+profiling+of+exosomes+in+human+urine.">Identification and proteomic profiling of exosomes in human urine.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 101, 13368-13373 (2004).</li><li>Raj, D. A., Fiume, I., Capasso, G., Pocsfalvi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multiplex+quantitative+proteomics+strategy+for+protein+biomarker+studies+in+urinary+exosomes.">A multiplex quantitative proteomics strategy for protein biomarker studies in urinary exosomes.</a> Kidney Int. 81 (12), 1263-1273 (2012).</li><li>Pisitkun, T., Gandolfo, M. T., Das, S., Knepper, M. A., Bagnasco, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+systems+biology+principles+to+protein+biomarker+discovery:+urinary+exosomal+proteome+in+renal+transplantation.">Application of systems biology principles to protein biomarker discovery: urinary exosomal proteome in renal transplantation.</a> Proteomics Clin Appl. 6 (5-6), 268-278 (2012).</li><li>Gonzales, P. A., Zhou, H., Pisitkun, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+purification+of+exosomes+in+urine.">Isolation and purification of exosomes in urine.</a> Methods Mol Biol. 641, 89-99 (2010).</li><li>Zhou, H., Yuen, P. S., Pisitkun, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collection,+storage,+preservation,+and+normalization+of+human+urinary+exosomes+for+biomarker+discovery.">Collection, storage, preservation, and normalization of human urinary exosomes for biomarker discovery.</a> Kidney Int. 69, 1471-1476 (2006).</li><li>Thery, C., Amigorena, S., 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=Isolation+and+characterization+of+exosomes+from+cell+culture+supernatants+and+biological+fluids.">Isolation and characterization of exosomes from cell culture supernatants and biological fluids.</a> Curr Prot Cell Biol. 43, 3.22.1-3.22.29 (2006).</li><li>Cheruvanky, A., Zhou, H., Pisitkun, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+isolation+of+urinary+exosomal+biomarkers+using+a+nanomembrane+ultrafiltration+concentrator.">Rapid isolation of urinary exosomal biomarkers using a nanomembrane ultrafiltration concentrator.</a> Am J Physiol Renal Physiol. 292, 1657-1661 (2007).</li><li>Gonzales, P. A., Pisitkun, T., Hoffert, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+proteomics+and+phosphoproteomics+of+urinary+exosomes.">Large-scale proteomics and phosphoproteomics of urinary exosomes.</a> J Am Soc Nephrol. 20, 363-379 (2009).</li><li>Rood, I. M., Deegens, J. K., Merchant, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+three+methods+for+isolation+of+urinary+microvesicles+to+identify+biomarkers+of+nephrotic+syndrome.">Comparison of three methods for isolation of urinary microvesicles to identify biomarkers of nephrotic syndrome.</a> Kidney Int. 78, 810-816 (2010).</li><li>Alvarez, M. L., Khosroheidari, M., Kanchi Ravi, R., DiStefano, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+protein,+microRNA,+and+mRNA+yields+using+different+methods+of+urinary+exosome+isolation+for+the+discovery+of+kidney+disease+biomarkers.">Comparison of protein, microRNA, and mRNA yields using different methods of urinary exosome isolation for the discovery of kidney disease biomarkers.</a> Kidney Int. Nov. 82 (9), 1024-1032 (2012).</li><li>Kang, S. W., Kim, Y. W., Kim, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+the+association+of+-667+aquaporin-2+(AQP-2)+A/G+promoter+polymorphism+with+the+incidence+and+clinical+course+of+chronic+kidney+disease+in+Korea.">Study of the association of -667 aquaporin-2 (AQP-2) A/G promoter polymorphism with the incidence and clinical course of chronic kidney disease in Korea.</a> Renal Fail. 29, 693-698 (2007).</li></ol>

עמלות פרסום לכתבה זו שולמו על ידי Biosciences SBI.

רוב השיטות הכרוכות במשקעים של exosomes משתן אינן מתייחסות להסרת של רשת פולימרים הוקמה על ידי חלבון התם-Horsfall (THP). חלבון זה נמצא בכמויות גדולות בשתן, שבו מלכודות putatively זה exosomes במהלך צנטריפוגה מהירות נמוכה ראשונית. בשיטה שונה שלנו אנחנו מופחתים THP באמצעות DTT לפני הממטרים exosome...

exosomes שתן הוא שלפוחית ​​פנימית קטנה של גופי multivesicular (MVB) נגזרים מכל סוגי התאים בתנאים נורמלים ופתולוגיים בחלל שתן כולל podocytes גלומרולרי, תאי אבובית כליה ותאים המצפים את מערכות ניקוז שתן המופיעות להיות מועשרים לmiRNAs 1 100 ננומטר -2. חוקרים רבים זיהו חלבונים שונים בexosomes מבודד משתן של אנשים בריאים, כמו גם אלה עם כליות ו / או מחלות שיטתיות 3-5. יכול להיות מבודד Exosomes בשיטות שונות כגון ultracentrifugation ההפרש דו-שלבים עם או בלי סוכרוז 6-7, שילוב מסנן nanomembrane עם ultracentrifugation 8-9, או 10-11 ממטרים. יש לנו לאחרונה פיתחתי שיטה פשוטה, מהירה, מדרגי ויעילות לבודד exosomes שתן ולזהות מירנה וסמנים ביולוגי חלבון 11. למרות שניתן לאתרם סמנים ביולוגיים במגוון רחב של נוזלים ביולוגיים שונים, urine הוא הבחירה הנוחה ביותר עבור חולים עם מחלות הכליות ודרכי שתן, כי ניתן להשיג אותו בכמויות גדולות באופן יחסי שאינו פולשנית. למרות שיש כמה שיטות לבודד exosomes שתן 6-11, ההליך הנפוץ ביותר תלוי בultracentrifugation ההפרש עם 30% כרית סוכרוז. למרות ששיטה זו היא יעילה ואיכות exosomes וכתוצאה מכך מבודדת עם הליך זה היא גבוהה, הטכניקה עצמה דורשת כוח אדם מיומן, והוא, שדורש כמה צעדי ultracentrifugation זמן רב. שיטות אחרות, כגון סינון ומשקעים, פותחו עבור הבידוד של exosomes, כולל אחד שמשתמש מגיב ממטרים קניינית (כלומר, ExoQuick-TC: מערכת Biosciences; Mountain View, CA). למרות משקעים באמצעות מגיב זה הוא מהיר וקל יחסית, טוהר exosomes מבודד הוא נמוך בהשוואה לספיד ultracentrifugationod. לאחרונה לעומת שש שיטות לבידודה של exosomes שתן, כולל שינוי של שיטת המשקעים באמצעות ExoQuick-TC שפיתחנו במעבדה שלנו 11. מצאנו ששיטת משקעים שונה זו הניבה כמויות גבוהות יותר של חלבון, מירנה, וmRNAs וההליך עצמו היה מהיר יותר וקל יותר ליישום מאשר ultracentrifugation. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול הניסוי של שיטת המשקעים שונה שלנו באופן הדרגתי, ונכלול דיון על היתרונות והחסרונות של שיטה זו בהשוואה לשיטות אחרות של בידוד exosome. שיטת המשקעים שונה כרוכה ממטרים ראשוניים של חלקיקי exosome, ואחריו הסרת חלבון התם-Horsfall, אשר מתואם עם חלבוני exosomal, וידוע כדי להפחית את תשואת exosome משתן של. מצאנו ששינויים אלה הגדילו את התשואה וטוהר של הכנת exosomal משתן.

<table><tbody><tr><td>Corning 15 ml Centrifuge Tube</td><td>Corning (Sigma Aldrich)</td><td>CLS430791</td><td></td></tr><tr><td>Protease Inhibitor Cocktail</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P8340</td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Sorvall</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DL-dithiothreitol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D9779</td><td>used at final concentration of 200 mg/ml</td></tr><tr><td>Novex NuPAGE SDS-PAGE system (4-12% Bis-Tris Gel 1.0 mm, 10 well</td><td>Invitrogen</td><td>NP0321BOX</td><td>For SDS-PAGE analysis</td></tr><tr><td>ECL Advance Western blotting detection kit</td><td>GE Healthcare Life Sciences</td><td>RPN2135</td><td>For western blot detection of biomarkers</td></tr><tr><td>Exoquick-TC Reagent</td><td>System Biosciences (SBI)</td><td>EXOTC50A-1</td><td>For exosome isolation</td></tr><tr><td>Exosome CD9 ELISA Complete Kit</td><td>System Biosciences (SBI)</td><td>EXOEL-CD9-A-1</td><td>For exosome quantification</td></tr><tr><td>AllPrep DNA/RNA/Protein mini kit</td><td>Qiagen</td><td>80004</td><td>For DNA, RNA, Protein isolation</td></tr><tr><td>Rneasy MinElute Cleanup kit</td><td>Qiagen</td><td>74204</td><td></td></tr><tr><td>NanoDrop 2000 UV-Vis Spectrophotometer</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>For Protein Quantification</td></tr><tr><td>ProteoSilver Sliver Stain Kit</td><td>Sigma Aldrich</td><td>PROTSIL1-1KT</td><td>For staining SDS-PAGE gels</td></tr><tr><td>Xcell SureLock Mini-Cell Electrophoresis System</td><td>Life Technologies</td><td></td><td>For running the SDS-PAGE gels</td></tr><tr><td>TaqMan microRNA assays</td><td>Life Technologies</td><td></td><td>For RT-PCR assays</td></tr><tr><td>qBasePlus v1.5 software</td><td>Biogazelle NV</td><td></td><td>For analysis of RT-PCR assay data</td></tr><tr><td>Rabbit polyclonal antibody to ALIX</td><td>Millipore</td><td></td><td>For western blot detection of biomarkers</td></tr><tr><td>Mouse monoclonal antibody to TSG101</td><td>Abcam</td><td></td><td>For western blot detection of biomarkers</td></tr></tbody></table>

a modified precipitation method to isolate urinary exosomes

Identification of biomarkers that allow early detection of kidney diseases in urine and plasma has been an area of active interest for several years. Urinary exosome vesicles, 40-100 nm in size, are released into the urine under normal conditions by cells from all nephron segments and may contain protein, mRNA and microRNA representative of their cell type of origin. Under conditions of renal dysfunction or injury, exosomes may contain altered proportions of these components, which may serve as biomarkers for disease. There are currently several methods available for isolation of urinary exosomes, and we have previously conducted an experimental comparison of each of these approaches, including three based on ultracentrifugation, one using a nanomembrane ultrafiltration concentrator, one using a commercial precipitation reagent and one using a modification of the precipitation technique using ExoQuick reagent that we developed in our laboratory. We found the modified precipitation method produced the highest yield of exosome particles, miRNA, and mRNA, making this approach suitable for the isolation of exosomes for subsequent RNA profiling. We conclude that the modified exosome precipitation method offers a quick, scalable, and effective alternative for the isolation of exosomes from urine. In this report, we describe our modified precipitation technique using ExoQuick reagent for isolating exosomes from human urine.

exosomes שתן לשאת סמנים ביולוגיים חלבון, מירנה וmRNA המופרשים מתאי האפיתל כליות. הבידוד וזיהוי של exosomes אלה עשויים לספק כלי אבחון יעילים לגילוי מוקדם של מחלות כליה, כגון נפרופתיה סוכרתית. ישנן מספר שיטות לבידודה של exosomes מדגימות שתן שנאספו מבני אדם. השווינו בעבר שש שיטות של ב...

Watch this Scientific Journal Video about A Modified Precipitation Method to Isolate Urinary Exosomes at JoVE.com

A Modified Precipitation Method to Isolate Urinary Exosomes

This manuscript describes a protocol for isolating exosomes from human urine using a modified precipitation technique.

שיטת ממטרים השתנה לבודד השתן Exosomes

Identification of biomarkers that allow early detection of kidney diseases in urine and plasma has been an area of active interest for several years. ...

a-modified-precipitation-method-to-isolate-urinary-exosomes

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Medicine

17.5K Views.  Translational Genomics Research Institute (TGen). This manuscript describes a protocol for isolating exosomes from human urine using a modified precipitation technique.

Video: A Modified Precipitation Method to Isolate Urinary Exosomes

Protein Digestion, Ultrafiltration, and Size Exclusion Chromatography to Optimize the Isolation of Exosomes from Human Blood Plasma and Serum

Exosomes, a type of nanovesicle released from all cell types, can be isolated from any bodily fluid. The contents of exosomes, including proteins and RNAs, are unique to the cells from which they are derived and can be used as indicators of disease. Several common enrichment protocols, including ultracentrifugation, yield exosomes laden with soluble protein contaminants. Specifically, we have found that the most abundant proteins within blood often co-purify with exosomes and can confound downstream proteomic studies, thwarting the identification of low abundance biomarker candidates. Of additional concern is irreproducibility of exosome protein quantification due to inconsistent representation of non-exosomal protein levels. The protocol detailed here was developed to remove non-exosomal proteins that co-purify along with exosomes, adding rigor to the exosome purification process. Five methods were compared using paired blood plasma and serum from five donors. Analysis using nanoparticle tracking analysis and micro bicinchoninic acid protein assay revealed that a combined protocol utilizing ultrafiltration and size exclusion chromatography yielded the optimal vesicle enrichment and soluble protein removal. Western blotting was used to verify that the expected abundant blood proteins, including albumin and apolipoproteins, were depleted.

Here, we present a protocol to purify exosomes from both plasma and serum with reduced co-purification of non-exosomal blood proteins. The optimized protocol includes ultrafiltration, protease treatment, and size exclusion chromatography. Enhanced purification of exosomes benefits downstream analyses, including more accurate quantification of vesicles and proteomic characterization.

עיכול חלבון אולטראפילטרציה, גודל אי-הכללה של כרומטוגרפיה כדי למטב את ניתוקה של Exosomes פלזמה דם אנושי, סרום

Exosomes, a type of nanovesicle released from all cell types, can be isolated from any bodily fluid. The contents of exosomes, including proteins and ...

Biochemistry

Purification and Transplantation of Myogenic Progenitor Cell Derived Exosomes to Improve Cardiac Function in Duchenne Muscular Dystrophic Mice

Duchene Muscular Dystrophy (DMD) is an X-linked recessive genetic disease caused by a lack of functional dystrophin protein. The disease cannot be cured, and as the disease progresses, the patient develops symptoms of dilated cardiomyopathy, arrhythmia, and congestive heart failure. The DMDMDX mutant mice do not express dystrophin, and are commonly used as a mouse model of DMD. In our recent study, we observed that intramyocardial injection of wide type (WT)-myogenic progenitor cells-derived exosomes (MPC-Exo) transiently restored the expression of dystrophin in the myocardium of DMDMDX mutant mice, which was associated with a transient improvement in cardiac function suggesting that WT-MPC-Exo may provide an option to relieve the cardiac symptoms of DMD. This article describes the technique of MPC-Exo purification and transplantation into hearts of DMDMDX mutant mice.

Here, we present a protocol to transiently improve cardiac function in Duchenne muscular dystrophy mice by transplanting exosomes derived from normal myogenic progenitor cells.

טיהור והשתלות של תאים ובתאים Myogenic נגזר Exosomes כדי לשפר את תפקוד הלב בעכברים Dystrophic שרירים דושן

Duchene Muscular Dystrophy (DMD) is an X-linked recessive genetic disease caused by a lack of functional dystrophin protein. The disease cannot be cured, ...

Genetics

Isolation of Exosomes from the Plasma of HIV-1 Positive Individuals

Exosomes are small vesicles ranging in size from 30 nm to 100 nm that are released both constitutively and upon stimulation from a variety of cell types. They are found in a number of biological fluids and are known to carry a variety of proteins, lipids, and nucleic acid molecules. Originally thought to be little more than reservoirs for cellular debris, the roles of exosomes regulating biological processes and in diseases are increasingly appreciated.
Several methods have been described for isolating exosomes from cellular culture media and biological fluids. Due to their small size and low density, differential ultracentrifugation and/or ultrafiltration are the most commonly used techniques for exosome isolation. However, plasma of HIV-1 infected individuals contains both exosomes and HIV viral particles, which are similar in size and density. Thus, efficient separation of exosomes from HIV viral particles in human plasma has been a challenge.
To address this limitation, we developed a procedure modified from Cantin et. al., 2008 for purification of exosomes from HIV particles in human plasma. Iodixanol velocity gradients were used to separate exosomes from HIV-1 particles in the plasma of HIV-1 positive individuals. Virus particles were identified by p24 ELISA. Exosomes were identified on the basis of exosome markers acetylcholinesterase (AChE), and the CD9, CD63, and CD45 antigens. Our gradient procedure yielded exosome preparations free of virus particles. The efficient purification of exosomes from human plasma enabled us to examine the content of plasma-derived exosomes and to investigate their immune modulatory potential and other biological functions.

Techniques describing a gradient procedure to separate exosomes from human immunodeficiency virus (HIV) particles are described. This procedure was used to isolate exosomes away from HIV particles in human plasma from HIV-infected individuals. The isolated exosomes were analyzed for cytokine/chemokine content.

בידוד של Exosomes מהפלזמה של HIV-1 אנשים חיוביים

Exosomes are small vesicles ranging in size from 30 nm to 100 nm that are released both constitutively and upon stimulation from a variety of cell types. ...

Immunology and Infection

שיפור בידוד הרכב החשמלי לניתוח מדויק של נוזלים ביולוגיים

Chemical Affinity-Based Isolation of Extracellular Vesicles from Biofluids for Proteomics and Phosphoproteomics Analysis

Extracellular vesicles (EVs) from biofluids have recently gained significant attention in the field of liquid biopsy. Released by almost every type of cell, they provide a real-time snapshot of host cells and contain a wealth of molecular information, including proteins, in particular those with post-translational modifications (PTMs) such as phosphorylation, as the main player of cellular functions and disease onset and progression. However, the isolation of EVs from biofluids remains challenging due to low yields and impurities from current EV isolation methods, making the downstream analysis of EV cargo, such as EV phosphoproteins, difficult. Here, we describe a rapid and effective EV isolation method based on functionalized magnetic beads for EV isolation from biofluids such as human urine and downstream proteomics and phosphoproteomics analysis following EV isolation. The protocol enabled a high recovery yield of urinary EVs and sensitive profiles of EV proteome and phosphoproteome. Furthermore, the versatility of this protocol and relevant technical considerations are also addressed here.

מחבר זרקור: קידום EVtrap עבור פרוטאומיקה בתפוקה גבוהה בגילוי סמנים ביולוגיים של מחלות 

The present protocol provides detailed descriptions for the efficient isolation of urinary extracellular vesicles utilizing functionalized magnetic beads. Moreover, it encompasses subsequent analyses, including western blotting, proteomics, and phosphoproteomics.

בידוד מבוסס זיקה כימית של שלפוחיות חוץ-תאיות מנוזלים ביולוגיים לצורך פרוטאומיקה וניתוח פוספופרוטאומיקה

Extracellular vesicles (EVs) from biofluids have recently gained significant attention in the field of liquid biopsy. Released by almost every type of ...

Isolation and Profiling of MicroRNA-containing Exosomes from Human Bile

Exosome research in the last three years has greatly extended the scope towards identification and characterization of biomarkers and their therapeutic uses.
Exosomes have recently been shown to contain microRNAs (miRs). MiRs themselves have arisen as valuable biomarkers for diagnostic purposes. As specimen collection in clinics and hospitals is quite variable, miRNA isolation from whole bile varies substantially. To achieve robust, accurate and reproducible miRNA profiles from collected bile samples in a simple manner required the development of a high-quality protocol to isolate and characterize exosomes from bile. The method requires several centrifugations and a filtration step with a final ultracentrifugation step to pellet the isolated exosomes. Electron microscopy, Western blots, flow cytometry and multi-parameter nanoparticle optical analysis, where available, are crucial characterization steps to validate the quality of the exosomes. For the isolation of miRNA from these exosomes, spiking the lysate with a non-specific, synthetic miRNA from a species like Caenorhabditis elegans, i.e., Cel-miR-39, is important for normalization of RNA extraction efficiency. The isolation of exosome from bile fluid following this method allows the successful miRNA profiling from bile samples stored for several years at -80 &#176;C.

Bile fluid is a valuable source of extracellular vesicles/exosomes that contain potentially important biomarkers. This protocol represents a robust method to isolate exosomes from human bile for further analyses including miRNA profiling.

בידוד Profiling של MicroRNA המכיל Exosomes מן האדם מר

Exosome research in the last three years has greatly extended the scope towards identification and characterization of biomarkers and their therapeutic ...

Isolation and Characterization of RNA-Containing Exosomes

The field of exosome research is rapidly expanding, with a dramatic increase in publications in recent years. These small vesicles (30-100 nm) of endocytic origin were first proposed to function as a way for reticulocytes to eradicate the transferrin receptor while maturing into erythrocytes1, and were later named exosomes. Exosomes are formed by inward budding of late endosomes, producing multivesicular bodies (MVBs), and are released into the environment by fusion of the MVBs with the plasma membrane2. Since the first discovery of exosomes, a wide range of cells have been shown to release these vesicles. Exosomes have also been detected in several biological fluids, including plasma, nasal lavage fluid, saliva and breast milk3-6. Furthermore, it has been demonstrated that the content and function of exosomes depends on the originating cell and the conditions under which they are produced. A variety of functions have been demonstrated for exosomes, such as induction of tolerance against allergen7,8, eradication of established tumors in mice9, inhibition and activation of natural killer cells10-12, promotion of differentiation into T regulatory cells13, stimulation of T cell proliferation14 and induction of T cell apoptosis15. Year 2007 we demonstrated that exosomes released from mast cells contain messenger RNA (mRNA) and microRNA (miRNA), and that the RNA can be shuttled from one cell to another via exosomes. In the recipient cells, the mRNA shuttled by exosomes was shown to be translated into protein, suggesting a regulatory function of the transferred RNA16. Further, we have also shown that exosomes derived from cells grown under oxidative stress can induce tolerance against further stress in recipient cells and thus suggest a biological function of the exosomal shuttle RNA17. Cell culture media and biological fluids contain a mixture of vesicles and shed fragments. A high quality isolation method for exosomes, followed by characterization and identification of the exosomes and their content, is therefore crucial to distinguish exosomes from other vesicles and particles. Here, we present a method for the isolation of exosomes from both cell culture medium and body fluids. This isolation method is based on repeated centrifugation and filtration steps, followed by a final ultracentrifugation step in which the exosomes are pelleted. Important methods to identify the exosomes and characterize the exosomal morphology and protein content are highlighted, including electron microscopy, flow cytometry and Western blot. The purification of the total exosomal RNA is based on spin column chromatography and the exosomal RNA yield and size distribution is analyzed using a Bioanalyzer.

This paper demonstrates methods for the isolation, purification and detection of exosomes, as well as techniques for analysis of their molecular content. These methods are adaptable for exosome isolation from both cell culture media and biological fluids, and can beyond analysis of molecular content also be useful in functional studies.

בידוד ואפיון של RNA המכיל Exosomes

The field of exosome research is rapidly expanding, with a dramatic increase in publications in recent years. These small vesicles (30-100 nm) of ...

Biology

Isolation of Extracellular Vesicles from Murine Bronchoalveolar Lavage Fluid Using an Ultrafiltration Centrifugation Technique

Extracellular vesicles (EVs) are newly discovered subcellular components that play important roles in many biological signaling functions during physiological and pathological states. The isolation of EVs continues to be a major challenge in this field, due to limitations intrinsic to each technique. The differential ultracentrifugation with density gradient centrifugation method is a commonly used approach and is considered to be the gold standard procedure for EV isolation. However, this procedure is time-consuming, labor-intensive, and generally results in low scalability, which may not be suitable for small-volume samples such as bronchoalveolar lavage fluid. We demonstrate that an ultrafiltration centrifugation isolation method is simple and time- and labor-efficient yet provides a high recovery yield and purity. We propose that this isolation method could be an alternative approach that is suitable for EV isolation, particularly for small-volume biological specimens.

Here, we describe two extracellular vesicle isolation protocols, ultrafiltration centrifugation and ultracentrifugation with density gradient centrifugation, to isolate extracellular vesicles from murine bronchoalveolar lavage fluid samples. The extracellular vesicles derived from murine bronchoalveolar lavage fluid by both methods are quantified and characterized.

בידוד של שלפוחית חוץ-תאי של נוזל שטיפה Bronchoalveolar מאתר באמצעות טכניקת צנטריפוגה אולטראפילטרציה

Extracellular vesicles (EVs) are newly discovered subcellular components that play important roles in many biological signaling functions during ...

An Innovative Method for Exosome Quantification and Size Measurement

Although the biological importance of exosomes has recently gained an increasing amount of scientific and clinical attention, much is still unknown about their complex pathways, their bioavailability and their diverse functions in health and disease. Current work focuses on the presence and the behavior of exosomes (in vitro as well as in vivo) in the context of different human disorders, especially in the fields of oncology, gynecology and cardiology.
Unfortunately, neither a consensus regarding a gold standard for exosome isolation exists, nor is there an agreement on such a method for their quantitative analysis. As there are many methods for the purification of exosomes and also many possibilities for their quantitative and qualitative analysis, it is difficult to determine a combination of methods for the ideal approach. 
Here, we demonstrate nanoparticle tracking analysis (NTA), a semi-automated method for the characterization of exosomes after isolation from human plasma by ultracentrifugation. The presented results show that this approach for isolation, as well as the determination of the average number and size of exosomes, delivers reproducible and valid data, as confirmed by other methods, such as scanning electron microscopy (SEM).

A method for isolation of exosomes from whole blood and further analysis by nanoparticle tracking using a semi-automatic instrument is presented in this article. The presented technology provides an extremely sensitive method for visualizing and analyzing particles in liquid suspension.

שיטה חדשנית לExosome כימות ומדידה גודל

Although the biological importance of exosomes has recently gained an increasing amount of scientific and clinical attention, much is still unknown about ...

שיטת ממטרים השתנה לבודד השתן Exosomes

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

עיכול חלבון אולטראפילטרציה, גודל אי-הכללה של כרומטוגרפיה כדי למטב את ניתוקה של Exosomes פלזמה דם אנושי, סרום

טיהור והשתלות של תאים ובתאים Myogenic נגזר Exosomes כדי לשפר את תפקוד הלב בעכברים Dystrophic שרירים דושן

בידוד של Exosomes מהפלזמה של HIV-1 אנשים חיוביים

בידוד מבוסס זיקה כימית של שלפוחיות חוץ-תאיות מנוזלים ביולוגיים לצורך פרוטאומיקה וניתוח פוספופרוטאומיקה

בידוד מבוסס זיקה כימית של שלפוחיות חוץ-תאיות מנוזלים ביולוגיים לצורך פרוטאומיקה וניתוח פוספופרוטאומיקה

בידוד מבוסס זיקה כימית של שלפוחיות חוץ-תאיות מנוזלים ביולוגיים לצורך פרוטאומיקה וניתוח פוספופרוטאומיקה

בידוד Profiling של MicroRNA המכיל Exosomes מן האדם מר

בידוד ואפיון של RNA המכיל Exosomes

בידוד של שלפוחית חוץ-תאי של נוזל שטיפה Bronchoalveolar מאתר באמצעות טכניקת צנטריפוגה אולטראפילטרציה

שיטה חדשנית לExosome כימות ומדידה גודל