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FilmCLICK Tech. 是天九再生医学研发的基于共价偶联的膜特异性专有标记技术,该技术具不聚集、不弥散、不二次标记的特点。根据外泌体膜与细胞膜的结构差别,天九分别开发出针对外泌体膜的EvLINK 系列染料与针对细胞膜结构的CellLINK系列染料,标记后被激发可以发出稳定、明亮的绿色/红色荧光。
外泌体的细胞摄取实验中有两个难以回避的问题:
1)聚集造成的假阳性:常规亲脂性染料在水溶液中自发形成染料聚集体或团块,难以吹散,聚集染料的荧光信号极易与外泌体混淆,引起观测结果的假阳性;
2)二次标记造成的假阳性:由于外泌体膜与细胞膜结构的相似性,常规染料标记的外泌体在被细胞摄取后一旦脱落,会二次标记细胞膜带来非外泌体荧光信号。
EvLINK+CellLINK双染策略,解决外泌体摄取实验假阳性的完美方案。
99%标记率,不二次标记的膜特异性染料
基于FilmCLICK Tech.技术开发的EvLINK 具有极高的特异性和高于99%的标记率,且一旦EvLINK从外泌体表面脱落,其活性基团即刻变性失活,掉落的EvLINK 仅发出无法被检测的微弱荧光,不再对膜结构二次标记,避免染料二次标记带来的假阳性。Fig.1分别为EvLINK 对外泌体的标记率及化学模拟EvLINK 活性基团变性后对外泌体的标记率:
Fig.1 (a)EvLINK 505 对外泌体的标记率与(b)化学模拟脱落的的EvLINK 505 结构对外泌体的标记率
不聚集、不弥散的“真实”染色
EvLINK 通过共价偶联外泌体膜而实现标记发光,避免了两大“假阳性”:
1)非亲脂性染料,无聚集趋势,避免了因染料聚集带来的假阳性;
2)不弥散,仅标记外泌体膜轮廓,不标记细胞膜,避免了染料弥散二次着色细胞膜带来的假阳性。Fig.2为弥散性亲脂染料DIO标记的外泌体与非弥散性EvLINK 505标记的外泌体被U251细胞摄取结果对比,可以看到明显的DIO弥散标记细胞膜的痕迹。
Fig.2 弥散性亲脂染料DIO标记的外泌体(a)与非弥散性EvLINK 505标记的外泌体(b)被U251细胞摄取
保留外泌体结构
EvLINK 被广泛应用于各种动植物细胞来源的外泌体的体内外示踪剂,对外泌体的形态学及其生物学功能的影响微乎其微。我们对EvLINK 标记后的外泌体进行TEM、nanoFCM和Western blot表征(Fig.3),发现:
1)标记后的外泌体在透射电镜下仍然保持标志性的外泌体茶托状结构;
2)标记后外泌体平均粒径分布差异不明显,仅增加~5 nm,这是大量EvLINK 均匀的负载在外泌体表面的结果;
3)Western blot 显示标记前后蛋白的条带位置不变,说明 EvLINK 不会标记外泌体表面蛋白。
Fig.3 被EvLINK (a)标记后和(b)标记前的外泌体的TEM图像;被EvLINK (c)标记后和(d)标记前外泌体的粒径分析(nanoFCM);(e)EvLINK标记前后的外泌体Western blot:左为标记前的外泌体,右为经EvLINK标记后的外泌体。
EvLINK+CellLINK双染策略
基于FilmCLICK Tech.技术开发的CellLINK系列染料具有同样的膜标记特点,可以清晰的展现细胞膜轮廓,与EvLINK结合可以完美实现外泌体被细胞摄取实验。Fig.4 为EvLINK 505 标记的外泌体+CellLINK 标记细胞膜和PKH-67 标记的外泌体+F-actin摄取实验对比,图Fig.4a中可以看到CellLINK 555标记的清晰的红色膜轮廓,经过EvLINK 505标记后的绿色外泌体分散在细胞膜内;Yu等[1]使用F-actin 标记细胞膜轮廓,PKH-67标记外泌体,尽管共聚焦显微镜下观测到的外泌体明亮的绿色荧光,然而该绿色荧光呈弥散状分布,难以较好区分外泌体与细胞膜。
Fig.4 (a)EvLINK 505 标记的外泌体+CellLINK 标记细胞膜和(b)PKH-67 标记的外泌体+F-actin标记细胞膜[1]摄取实验对比
细心的同学可能注意到了,为什么merge中有黄色光点呢?这要从实验操作中探寻黄色光点的身份。有了EvLINK+CellLINK 染料组合,只需两步即可完成外泌体摄取实验:1)首先用EvLINK标记外泌体,去除游离染料后,与细胞共培养,此时细胞吞噬EvLINK标记的外泌体;2)使用CellLINK 标记细胞膜,PBS洗去游离染料后,共聚焦显微镜下观测即可。
Fig.5中,红色表示细胞膜,绿色表示外泌体,黄色颗粒状表示被EvLINK+CellLINK双染的区域,也就是未完全进入细胞膜的外泌体。
Fig.5 (a)CellLINK 555 (U251细胞膜)+EvLINK 505(牛奶外泌体)双染外泌体摄取实验(b)CellLINK 555(A549细胞膜)+EvLINK 505(牛奶外泌体)双染外泌体摄取实验
由于CellLINK 无细胞膜选择性(会标记外泌体)且完全不透过细胞膜,EvLINK+CellLINK双染策略不仅仅可以看到被细胞摄取的外泌体(绿色),还能清晰分辨出没有完全进入细胞膜的外泌体(黄色)。
基于FilmCLICK Tech.开发的EvLINK和CellLINK由于上述特性,我们推出了EvLINK+CellLINK双染技术,可以帮助科学家完美解决外泌体摄取实验中的假阳性问题。
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