CN116004537A - 肿瘤细胞来源的外泌体在体外促进肿瘤细胞或肿瘤类器官生长中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了肿瘤细胞来源的外泌体在体外促进肿瘤细胞或肿瘤类器官生长中的应用,涉及生物技术领域中。本发明中向肿瘤类细胞培养基中添加外泌体,提高了肿瘤细胞的生长速度。

Description

肿瘤细胞来源的外泌体在体外促进肿瘤细胞或肿瘤类器官生长中的应用
技术领域
本发明涉及生物技术领域中,具体涉及肿瘤细胞来源的外泌体在体外促进肿瘤细胞或肿瘤类器官生长中的应用。
背景技术
外泌体(exosome)是哺乳动物细胞通过“内吞-外排”过程分泌到细胞外的一类囊泡状结构,直径约为30-150nm,其组成包括脂质双层和来源于细胞的RNA、microRNA、DNA和蛋白质等活性物质,在调控细胞生长及功能方面发挥重要作用。外泌体不仅存在于细胞培养液中,也存在于血液、尿液、羊水、母乳、精液、唾液、胸腔积液等体液中,其组成包括脂质双分子层以及细胞来源相关的蛋白质、RNA、DNA等物质。几乎所有的细胞都可以产生外泌体,不同细胞来源的外泌体中既包含与细胞形成、结构和物质转运相关的共有成分,也包含与来源细胞的生物功能相关的特异分子。外泌体作为一种细胞间交流、传递大量的生物功能分子的重要方式日益受到重视。研究表明,外泌体在一系列生理和病理过程中起到至关重要的作用。且外泌体具有低免疫原性、低毒性、低生物降解性、高生物稳定性及跨越各种身体障碍的能力。
例如,授权号为CN110343664B的专利申请公开了从人体体液或者细胞的培养液中提取外泌体及外泌体蛋白的方法。该发明提供的提取外泌体及外泌体蛋白的方法包括:向含有外泌体的待提取液中加入提取材料提取得到外泌体;提取材料为金属氧化物或修饰有所述金属氧化物的功能材料;金属氧化物能与磷酸根离子发生双配位作用;所述待提取液为来源于人体的体液、所述体液的稀释液或细胞的培养产物。实验证明,该发明的外泌体提取方法可以实现对人体体液或细胞的培养液中外泌体的高效提取,提取时间短,获得的外泌体纯度高,可以通过洗脱液洗脱获得完整的外泌体,并且所用提取材料可回收重复利用;另外提取所得外泌体蛋白可发现,所得外泌体蛋白种类多且与外泌体功能更密切。公开号为CN111218419A的专利申请公开了一种苦瓜外泌体及其提取方法与应用,提取步骤如下:取适量新鲜云南山野苦瓜,去籽洗净并晾干;榨取苦瓜汁,将苦瓜汁连续离心,离心后取上清,弃沉淀;将取得的上清超速离心,弃上清,取沉淀,沉淀悬浮于1-2mL的磷酸缓冲盐溶液中;将悬浮液用0.22μ m的滤膜过滤,滤液再次于超速冷冻离心机中离心,弃上清,取沉淀,沉淀悬浮于1-2mL的磷酸缓冲盐溶液中。提取的苦瓜外泌体可用于制备治疗缺血性脑中风药物。该发明的提取方法方便有效,提取纯度高,提取的苦瓜外泌体具有脑卒中后神经损伤的保护作用。
肿瘤类器官(originganoid)因其更接近于肿瘤生长状态而被越来越多的研究,目前培养肿瘤类器官的主要方式是将细胞与3D基质胶混合培养,但存在操作复杂培养周期长等缺点,因此,需要改进现有肿瘤类器官培养方式,更有效更快速地培养出肿瘤类器官。能否从癌细胞中提取外泌体,并用于肿瘤类器官生长中,未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单制备大小均一外泌体的方法和应用,所述外泌体包括Hela细胞产生的外泌体;通过将制备得到的外泌体应用于肿瘤类器官的培养,扩展外泌体的应用及改进肿瘤类器官培养方法。
为实现上述发明目的,本发明采用技术方案如下:
本发明提供了肿瘤细胞来源的外泌体在体外促进肿瘤细胞或肿瘤类器官生长中的应用。
优选的,所述肿瘤细胞为但不限于Hela细胞、A549细胞、MCF7细胞、K562细胞或HT-29细胞,在本发明实施例中使用的肿瘤细胞为Hela细胞,来源于人宫颈癌。
本发明通过向肿瘤类细胞培养基中添加外泌体,提高了肿瘤细胞的生长速度,为促进肿瘤类器官的生长提供了一种更优的可能性。
本发明还提供了一种肿瘤细胞或肿瘤类器官的体外培养方法,在培养肿瘤细胞或肿瘤类器官时添加外泌体。
优选的,所述外泌体产自但不限于Hela细胞、A549细胞、MCF7细胞、K562细胞或HT-29细胞,在本发明实施例中使用的肿瘤细胞为Hela细胞,来源于人宫颈癌。
具体的,所述外泌体的提取方法为:
(1)将肿瘤细胞先使用正常血清的培养基,再使用无外泌体的血清配制的培养基培养后获得含有外泌体的肿瘤细胞培养液;
(2)将步骤(1)中所得含有外泌体的肿瘤细胞培养液进行多次离心,离心速度逐次增加,每次离心后收集上清液进行下一次离心,最后一次离心后收集上清液;过滤得到滤液;
(3)将步骤(2)中得到的滤液进行超速离心,收集沉淀;
(4)将步骤(3)所得沉淀用缓冲液重悬后进行超速离心,得到所述外泌体。
具体的,步骤(1)的具体步骤为:将肿瘤细胞在正常血清的培养基中培养至生长密度至少为80%时,使用缓冲液清洗肿瘤细胞后,再使用无外泌体的血清配制的培养基培养肿瘤细胞36-42小时,得到培养上清液,即含有外泌体的肿瘤细胞培养液。
具体的,所述无外泌体的血清配制的培养基组成成分为:DMEM培养基,体积百分比为10%的不含外泌体的胎牛血清。
具体的,步骤(2)中,多次离心分为低速离心、中速离心和高速离心,低速离心的离心力为600×g,离心时间为5分钟;中速离心的离心力为3000×g,离心时间为10分钟;高速离心的离心力为10000×g,离心时间为30分钟。
具体的,步骤(3)和(4)中,超速离心的离心力为120000×g,离心时间为120分钟。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明中向肿瘤细胞及肿瘤类器官培养基中添加外泌体,提高了肿瘤细胞的生长速度,促进肿瘤类器官细胞团的形成及生长。
附图说明
图1为外泌体提取方法示意图。
图2为免疫印迹鉴定提取得到外泌体蛋白TSG101和Alix图。
图3为纳米粒子追踪系统检测外泌体的尺寸图。
图4为纳米粒子追踪系统拍摄外泌体的衍射图形。
图5为负染法电镜拍摄外泌体图。
图6为外泌体促进细胞增殖的统计结果图。
图7为外泌体促进肿瘤类器官生长图。
具体实施方式
实施例1:外泌体的提取与鉴定
本发明首先提取来源于人宫颈癌的Hela细胞产生的外泌体并进行鉴定,提取方法概述如图1所示,具体操作如下所述。
1:含正常血清的培养基(DMEM培养基:GIBCO,C11965500BT)将癌细胞Hela培养至生长密度为百分之八十左右时,使用PBS清洗细胞后,再使用无外泌体的血清(DMEM培养基(GIBCO,C11965500BT),体积百分比为10%的不含外泌体的胎牛血清)配制的培养基培养癌细胞36小时。得到培养上清液,所述上清液中含有外泌体。
2:将上述收集到的细胞培养液分别进行第一、第二和第三次离心,每次均弃去沉淀,留取上清进行离心,三次离心条件分别为600×g 5分钟,3000×g 10分钟,10000×g 30分钟。
3:将进行三次离心后的离心液通过0.22μm滤膜,滤液为用于外泌体提取的过滤样本。
4:将上述过滤液进行第四次离心,离心条件为120000×g,4℃,120分钟,弃去上清,得到沉淀为外泌体;向离心瓶中加入PBS,再次进行第五次离心,对所得外泌体进行清洗,离心条件为120000×g,4℃,120分钟,弃上清,得到所述外泌体。
5:提取外泌体蛋白,并进行免疫印迹实验,检测外泌体的标志蛋白TSG101和Alix,结果如图2所示,结果显示通过此方法制备得到的外泌体中含有外泌体特异蛋白TSG101和Alix。
6:使用PBS将提取得到的外泌体稀释10000倍,使用纳米粒子追踪系统检测外泌体的尺寸和浓度,如图3所示,使用纳米粒子追踪系统检测到使用所述提取方法制备得到大小均一外泌体,尺寸集中在126nm,拍摄外泌体衍射影像如图4所示,在光的衍射条件下拍摄到的外泌体。使用PBS稀释外泌体,稀释方法为逐级稀释,每次稀释10倍,共稀释4次。
7:使用少量PBS将上述制备得到的外泌体重悬,并使用负染法对外泌体进行染色,使用透射电镜观察并拍摄外泌体的形态照片,如图5所示,使用负染法染出的外泌体呈现中间暗,周围亮的凹陷形态。
实施例2外泌体应用于促进癌细胞的生长
1:使用200微升DMEM将上述制备得到的外泌体重悬进入培养基中。
2:将癌细胞Hela分别种入96孔板中,每孔种入2000个细胞,共20孔,并随即分为两组,待细胞生长24小时后,将实施例1中新鲜制备的外泌体取出20微升分别加入其中一组,另一组加入等量培养基。
3:待处理48小时后,配制CCK8溶液,处理细胞70分钟,并使用酶标仪检测两组细胞在450nm处的吸光度,判定两组细胞的增殖情况,如图6所示,培养基中加入外泌体的实验组细胞增殖速度高于未加外泌体的组别。
由图6的统计数据可知,本发明提取得到的外泌体具有促进癌细胞增殖的作用。
实施例3外泌体应用于促进肿瘤类器官的生长
1:使用400微升DMEM将上述制备得到的外泌体重悬进入培养基中。
2:将200微升Hela细胞种入放有微流控板的48孔板中,种入细胞密度为80000个/mL,并随机分为两组,将实施例1中新鲜制备的外泌体取出200微升加入其中一组,另一组加入等量培养基。
3:待外泌体处理肿瘤类器官(Hela细胞培养得到的细胞团)5天后,使用宽枪头将微流控板中细胞轻轻吹出,并使用显微镜拍摄微流控板中肿瘤类器官的形态及大小照片,如图7所示,培养基中加入外泌体的组别肿瘤类器官尺寸大于未加外泌体的组别。
由图7的实验数据可知,本发明提取得到的外泌体具有促进肿瘤类器官生长的作用。

Claims (9)

1.肿瘤细胞来源的外泌体在体外促进肿瘤细胞或肿瘤类器官生长中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述肿瘤细胞为Hela细胞、A549细胞、MCF7细胞、K562细胞或HT-29细胞。
3.一种肿瘤细胞或肿瘤类器官的体外培养方法,其特征在于,在培养肿瘤细胞或肿瘤类器官时添加外泌体。
4.根据权利要求3所述的培养方法,其特征在于,所述外泌体产自Hela细胞、A549细胞、MCF7细胞、K562细胞或HT-29细胞。
5.根据权利要求3所述的体外培养方法,其特征在于,所述外泌体的提取方法为:
(1)将肿瘤细胞先使用正常血清的培养基,再使用无外泌体的血清配制的培养基培养后获得含有外泌体的肿瘤细胞培养液;
(2)将步骤(1)中所得含有外泌体的肿瘤细胞培养液进行多次离心,离心速度逐次增加,每次离心后收集上清液进行下一次离心,最后一次离心后收集上清液;过滤得到滤液;
(3)将步骤(2)中得到的滤液进行超速离心,收集沉淀;
(4)将步骤(3)所得沉淀用缓冲液重悬后进行超速离心,得到所述外泌体。
6.根据权利要求5所述的体外培养方法,其特征在于,步骤(1)的具体步骤为:将肿瘤细胞在正常血清的培养基中培养至生长密度至少为80%时,使用缓冲液清洗肿瘤细胞后,再使用无外泌体的血清配制的培养基培养肿瘤细胞36-42小时,得到培养上清液,即含有外泌体的肿瘤细胞培养液。
7.根据权利要求6所述的培养方法,其特征在于,所述无外泌体的血清配制的培养基组成成分为:DMEM培养基,体积百分比为10%的不含外泌体的胎牛血清。
8.根据权利要求5所述的体外培养方法,其特征在于,步骤(2)中,多次离心分为低速离心、中速离心和高速离心,低速离心的离心力为600×g,离心时间为5分钟;中速离心的离心力为3000×g,离心时间为10分钟;高速离心的离心力为10000×g,离心时间为30分钟。
9.根据权利要求5所述的体外培养方法,其特征在于,步骤(3)和(4)中,超速离心的离心力为120000×g,离心时间为120分钟。
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