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使用超速離心法快速分離人血清中的脂蛋白組分

瀏覽次數(shù):4000 發(fā)布日期:2023-6-26  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負
摘要

目前,從人血清中快速、高效地分離和表征脂蛋白已經成為冠狀動脈疾病鑒別和研究的重要技術。密度梯度超速離心法(Density gradient ultracentrifugation)是分離不同脂蛋白組分的金標準。在本應用說明中,我們使用了CS150NX 微型超速離心機和 S140AT 固定角轉,其最大相對離心力為 1,050,000 x g(140,000 rpm),最大樣品容量為 10 x 2 mL,能夠高效地從人全血中分離脂蛋白。

經實驗驗證,此款緊湊型臺式超速離心機采用密度梯度離心法可有效分離含有 1)乳糜微粒(CLM)和超低密度脂蛋白(VLDL)2)中密度脂蛋白(IDL)和低密度脂蛋白質(IDL)及 3)高密度脂蛋白(HDL) 三種不同組分。

傳統(tǒng)的高速離心方案有時需要長達 60 小時來分離單類脂蛋白組分。相較之下,該離心機能夠在更短時間內(5小時)完成分離。此外,因為所有步驟均可使用相同類型的梯度介質液和離心管,整體實驗流程能夠最大限度地減少和簡化耗材和試劑的使用。

引言
 
脂質是天然存在的分子,包括脂肪、膽固醇、甘油三酯和磷脂等。此前,人們將脂質視作能量儲存的來源和細胞膜的組成部分 1。目前,我們已經了解到脂質在細胞內信號傳導和膜運輸中所發(fā)揮的多項關鍵作用 2-3。由于具備疏水特性,脂質被包裹在作為載體的球形脂蛋白顆粒中 4。脂蛋白是一種復雜的顆粒,其中心疏水核心由膽固醇和甘油三酯等非極性脂質組成。外層由磷脂、游離膽固醇和載脂蛋白的親水膜組成5。脂蛋白顆粒的主要功能是將體內的細胞外水份和血漿中的疏水分子運輸?shù)礁鱾細胞和組織中 6。血漿脂蛋白根據(jù)其大小、脂質成分和載脂蛋白可分為七類。外殼中所含的特定載脂蛋白決定了其功能特性 7。隨著乳糜微粒(CLM)到殘留乳糜微粒(CLM Rem)、超低密度脂蛋白(VLDL)、中密度脂蛋白、低密度脂蛋白(LDL-I、II 和 III)、高密度脂蛋白(HDL2 和 HDL3)和脂蛋白(a)(Lp(a))的密度逐漸遞增,我們可以根據(jù)密度差異來分離脂蛋白 5,8,9。脂蛋白的特性見表 15,8,9
 
表1:脂蛋白分類
譜系名稱 密度范圍(g/mL) 粒徑
(nm)
主要載脂蛋白 其他 主要功能
乳糜微粒(CLM) < 0.93 > 75 ApoB-48 ApoA-I,-IV ApoC-I, -II, -III ApoE 轉運外源性甘油三酯
殘留乳糜微粒
(CLM Rem)
0.93-1.006 30-80 ApoB-48 ApoE
 
轉運甘油三酯和膽固醇
 
超低密度脂蛋白
(VLDL)
0.93-1.006
 
30-80
 
ApoB-100
 
ApoA-I, -II, -V ApoC-I, -II, -III ApoE
 
轉運內源性甘油三酯
 
中密度脂蛋白
(IDL)
1.006-1.019
 
25-35
 
ApoB-100
 
ApoC-I, -II, -III, ApoE
 
低密度脂蛋白前體
 
低密度脂蛋白(LDL) 1.019-1.063
 
18-25
 
ApoB-100
 
  將膽固醇和磷脂轉運 至外周細胞
 
高密度脂蛋白
(HDL)
1.063-1.121
 
5-12
 
ApoA-I
 
ApoA-II, -IV, -V, ApoCIII, ApoE 將膽固醇和其他脂質 從血漿轉運至組織
 
脂蛋白(a) 1.055-1.120
 
25
 
Apo B-100
 
Apo (a)
 
轉運膽固醇
 

低密度脂蛋白(LDL,也稱為“ 壞 ”膽固醇)、超低密度脂蛋白(VLDL)和脂蛋白(a)的血漿水平升高以及高密度脂蛋白(HDL,也稱為“ 好 ”膽固醇)的水平降低是導致冠狀動脈疾病的危險因素 1,4,10,11。由于脂蛋白水平與病情發(fā)展之間存在密切聯(lián)系,因此人們現(xiàn)在將這些脂蛋白視為冠狀動脈疾病研究的良好生物標志物 12

在這一領域,人們正在研究越來越多的脂蛋白檢測和分離方法。脂蛋白可以通過不同方法進行分離,包括超速離心法 13、排阻色譜法 14、凝膠電泳法 15、聚陰離子沉淀法 16 和免疫特異性吸附法 17。

密度梯度超速離心法根據(jù)密度差異來分離脂蛋白,而密度差異則取決于脂蛋白中脂質和蛋白質的比例。例如,乳糜微粒(CLM)幾乎只含有脂質,非常輕,密度低于水。另一方面,像高密度脂蛋白這樣的小型脂蛋白只含有 50% 的脂肪,剩余部分由更高密度的蛋白質組成,使得其密度介于 1.063g/mL和 1.25 g/mL 之間。

密度差異是脂質命名的基本依據(jù),而密度梯度超速離心則是測定脂質密度的標準參考方法 18,19。在本文中,我們展示了Eppendorf CS150NX 微型超速離心機通過簡化的工作流程并減少耗材與試劑用量,可以在緊湊的實驗室空間中從人血清中分離脂蛋白組分的方法。

材料與方法

血清制備
從健康個體中收集人全血,并在室溫(RT)下凝結 30 分鐘。使用 Eppendorf 5810 R 臺式冷凍離心機以 2000 x g 離心 10 分鐘,去除凝塊,并立即將收集的上清液(血清)轉移到新的離心管中。然后,進行分裝保存在 -20°C 下以供進一步分析。

使用超速離心法分離血清脂蛋白 
根據(jù)脂蛋白的水合密度,使用帶有 S140AT 固定角轉的Eppendorf CS150NX 緊湊型臺式超速離心機,通過順序浮選超速離心法 20 分離脂蛋白(圖 1)。此款冷凍型臺式超速離心機的速度高達 1,050,000 x g(140,000 rpm),并且配備超快的加速和減速功能,能夠確?焖俜蛛x樣品。
 

圖 1:A Eppendorf CS150NX 離心機 B 輕松裝配
和使用 S140AT 轉子 C Eppendorf CS150NX
離心機頂視圖

血清脂蛋白的分級分離

密度溶液的制備方法如下:
— 密度溶液 A(ρ:1.006 g/mL):將 11.4 g NaCl (0.195 M)、0.1 g EDTA-2Na(0.001%)和 1 mL NaOH(1N)混合,并用 500 mL 蒸餾水溶解。加入蒸餾水使總體積達到 1 L,然后再加入 3 mL 蒸餾水。使用分析天平檢查溶液密度。加水,直到溶液達到所需密度 21。
— 密度溶液 B(ρ:1.182 g/mL):將 24.98 g NaBr(2.44 M)溶解于 100 mL 溶液 A。
— 密度溶液 C(ρ:1.478 g/mL):將 78.32 g NaBr(7.65 M)溶解于 100 mL 溶液 A。

將總共 600 μL 血清轉移至 1 mL 1 PC 離心管(Eppendorf,貨號:5720 411 000)。為了更好地觀察離心后的脂蛋白組分,在另一個相同處理的離心管中,使用蘇丹紅 7B(SFT - Sigma,貨號:201618)對血清進行預染色。染料溶液是:溶于 1 mL 二甲基甲酰胺(Carl Roth,貨號:T921.1)的 2 mg 蘇丹紅 7B 溶液,使用前預先用 1 mL 0.1 M NaOH(Sigma,貨號:72068)和 50μL Triton X-100(Merck,貨號:1.12298.0101)進行激活。將 12μL蘇丹紅 7B 染料溶液添加到體積為 600 μL 的含血清離心管中,上下顛倒進行混勻。

向兩個離心管中分別加入 300μL 密度溶液 A,并通過上下顛倒輕輕混勻;靹蚝螅瑢㈦x心管裝入 10 x 2 mL S140AT固定角轉中,16°C,140,000 rpm(1,050,000 x g),離心 50分鐘(加速:9;減速:7)。將減速檔位設置為 7,以避免干擾離心結果。

離心結束后,使用移液器去除含有 CLM 和 VLDL 組分的頂層(最多 300μL)(圖 2A);向含有 IDL、LDL、HDL、白蛋白和血清蛋白的剩余組分(約 600μL)中加入 300 μL 密度溶液 B。16°C, 140,000 rpm(1,050,000 x g), 離心 80 分鐘(加速:9;減速:7)。

離心后,使用移液器去除含有 IDL 和 LDL 組分的頂層(最多300μL)(圖 2B);在最后一道分離步驟中,將 300μL 密度溶液 C 添加至剩余組分。16°C, 140,000 rpm(1050,000 x g)離心 140 分鐘(加速:9;減速:7)。

離心結束后,使用移液器吸取僅含有 HDL 組分的頂層(圖2C)。所有分離組分應存儲于 -20°C,以備后續(xù)使用。

通過蛋白質印跡法分析組分中的載脂蛋白

按照 Novex™ Tris-Glycine SDS 技術指南(Thermo Fisher Scientific,貨號:LC2677),在還原和變性條件下制備用于凝膠電泳的樣品和緩沖液。簡言之:將 10μL Tris-Glycine SDS 電泳緩沖液和 2μL NuPAGE™還原劑添加到每個組分的 8μL 樣品中。將樣品混合,在 85°C 下加熱 2 分鐘,然后將每份樣品(20μL)裝入 Novex WedgeWell 4-20% Tris-Glycine 蛋白凝膠(Thermo Fisher Scientific,貨號:XP04205BOX)的上樣孔中。(使用到的蛋白質 marker 是:WesternSure 預染色化學發(fā)光蛋白 ladder,Li-cor,貨號:926-98000)。每個凝膠按如下條件進行電泳:恒壓:225V,濃縮膠電流:125mA,
 
圖 2:脂蛋白分離示意圖。A)CLM和VLDL組分,B)IDL和LDL組分,C)HDL組分。SFT=蘇丹紅7B
注:乳糜微粒(CLM)、超低密度脂蛋白(VLDL)、中密度脂蛋白(IDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)

分離膠電流:70-80mA。電泳完成后,將蛋白質轉移到硝酸纖維素膜(Thermo Fisher Scientific,貨號:88025)上。在室溫下使用 Intercept(TBS)封閉緩沖液(Li-Cor,訂購號:927-65001)封閉 1 小時,而后在 4°C 下使用在封閉緩沖液中稀釋的一抗(表 2)孵育過夜。一抗孵育完成后,將膜轉移至在封閉緩沖液中稀釋的二抗(表 2)中,室溫下孵育 1 小時。使用化學發(fā)光底物(WesternSure PREMIUM,Li-Cor,貨號:926-95000)進行反應,并在 C-DiGit Western Blot 掃描儀(Li-Cor,貨號:3600-00)上進行成像。

表 2:一抗和二抗列表
一抗 稀釋比例  二抗  稀釋比例 
ApoA1 單克隆小鼠抗體
(ThermoFisher Scientifific,貨號:MIA1404)
1:1,000  WesternSure山羊抗小鼠二抗
(Li-cor,貨號:926-80010) 
1:100,000 
ApoB (B-100) 單克隆小鼠抗體
(R&D systems,貨號:MAB4124)
1:250 WesternSure山羊抗小鼠二抗  1:100,000 
ApoE 單克隆兔抗體
(ThermoFisher Scientifific,貨號:701241)
1:200  WesternSure山羊抗兔二抗
(Li-cor,貨號:926-80011) 
1:100,000

結果與討論

我們可以通過測定脂質或載脂蛋白的數(shù)量來對脂蛋白進行評估。上文通過使用 CS150NX 離心機,采用超速離心法成功分離了不同的脂蛋白,隨后我們通過蛋白質印跡法在不同組分中對三種主要的載脂蛋白進行了鑒定(圖 3)。如前所述,載脂蛋白 A1(ApoA1)是構成高密度脂蛋白(HDL)的主要蛋白成分。這種分子量為 28 kDa 的蛋白質是一種可交換的蛋白質,其可在不同脂蛋白顆粒之間進行轉移。如圖 3A 所示,載脂蛋白 A1 主要存在于高密度脂蛋白(HDL)組分中。

載脂蛋白 B(ApoB,B-100)分子量為 550 kDa,是超低密度脂蛋白(VLDL)和低密度脂蛋白質(LDL)的組分。載脂蛋白 B 被定義為一種錨定在脂蛋白顆粒中的不可交換成分。如圖 3B 所示,它主要存在于低密度脂蛋白組分中。載脂蛋白 E(ApoE,34kDa)是一種可交換的成分,主要存在于超低密度脂蛋白和高密度脂蛋白中;然而,這種載脂蛋白也可以與低密度脂蛋白(IDL)等其他脂蛋白結合。在本文中,它主要出現(xiàn)在低密度脂蛋白 + 中密度脂蛋白(LDL+IDL)組分中,而在其他兩個組分(CLM+VLDL 和HDL)中含量較低(圖 3C)
圖 3:蛋白質印跡法展示了在每個組分中檢測到三種主要載脂蛋白:A)載脂蛋白 A1(ApoA1)、B)載脂蛋白 B(ApoB)和 C)載脂蛋白 C(ApoC),并對其進行表征。用超速離心獲得的連續(xù)組分進行上樣,并在 4-20% SDS-PAGE 凝膠上電泳。
乳糜微粒(CLM)、超低密度脂蛋白(VLDL)、中密度脂蛋白(IDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)

結論

在本文所述的離心方案中,我們使用微型超速離心機以單一速度通過密度梯度法快速分離了血清脂蛋白組分。但當一些組分含有兩類脂蛋白時,我們可以使用 CS150NX 微型超速離心機通過更復雜的密度梯度離心法來分離單類脂蛋白。通過使用最大相對離心力為 513,000 x g22 的連續(xù)離心步驟,可以實現(xiàn)單類脂蛋白和亞組分的進一步分離。綜上,本文描述了一種易于使用的分離方法,能夠在五小時內將脂蛋白分離成三個組分。此款多功能緊湊型 Eppendorf微型超速離心機僅需 90 秒即可達到最高效分離脂蛋白所需的最大相對離心力:1,050,000 x g(140,000 rpm)。相較之下,采用其他替代方案分離單類脂蛋白則可能需要長達 60 小時 23。

使用 CS150NX 離心機和 S140AT 固定角轉,并以最大RCF 分離三種脂蛋白組分,時間優(yōu)勢顯著。此外,這種方法與 CS150NX 離心機的強大功能相結合還可用于其他應用,如病毒和大分子分離以及核糖體純化。

總之,CS150(F)NX 微型超速離心機搭配 S140AT 固定角轉,能夠提高脂蛋白組分的分離速度,并簡化工作流程。
 
圖 4:用于分離脂蛋白的傳統(tǒng)高速離心方案 23 與 Eppendorf 離心方案的對比。

總結

> 脂蛋白是冠狀動脈疾病生物標志物研究的重要議題
> 既有方法可能需要長達 60 小時才能分離單類脂蛋白
> 本應用說明展示了如何使用 CS150NX 或 CS150FNX 微型超速離心機搭配 S140AT 固定角轉,在五小時內分離脂蛋白組分的方法

參考文獻
[1] Saba, A. & Oridupa, O. Lipoproteins and Cardiovascular Diseases. Lipoproteins - Role in Health and Diseases (2012) doi:10.5772/48132.
[2] Vance, D. E. & Vance, J. E. Biochemistry of lipids, lipoproteins, and membranes. 607 (2002).
[3] Fahy, E. et al. Update of the LIPID MAPS comprehensive classification system for lipids. J Lipid Res 50, S9 (2009).
[4] Genest, J. Lipoprotein disorders and cardiovascular risk. J Inherit Metab Dis 26, 267–287 (2003).
[5] Feingold, K. R. & Grunfeld, C. Introduction to Lipids and Lipoproteins. Endotext (2021).
[6] Schumaker, V. N. & Adams, G. H. Circulating lipoproteins. Annu Rev Biochem 38, 113–136 (1969).
[7] Lent-Schochet, D. & Jialal, I. Biochemistry, Lipoprotein Metabolism. StatPearls (2022).
[8] Packard, C. J. Remnants, LDL, and the Quantification of Lipoprotein-Associated Risk in Atherosclerotic Cardiovascular Disease. Curr Atheroscler Rep 24, 133–142 (2022).
[9] Nordestgaard, B. G. & Langsted, A. Lipoprotein (a) as a cause of cardiovascular disease: insights from epidemiology, genetics, and biology. J Lipid Res 57, 1953–1975 (2016).
[10] Barter, P. et al. HDL Cholesterol, Very Low Levels of LDL Cholesterol, and Cardiovascular Events. New England Journal of Medicine 357, 1301–1310 (2007).
[11] Basile-Borgia, A. & Abel, J. H. Lipoproteins in heart disease. Perfusion 11, 338–345 (1996).
12] Sandhu, P. K. et al. Lipoprotein Biomarkers and Risk of Cardiovascular Disease: A Laboratory Medicine Best Practices (LMBP) Systematic Review. J Appl Lab Med 1, 214 (2016).
[13] Niimi, M., Yan, H., Chen, Y., Wang, Y. & Fan, J. Isolation and analysis of plasma lipoproteins by ultracentrifugation. Journal of Visualized Experiments 2021, (2021).
[14]Biol Chem 259, 12201–12209 (1984).
[15] Mueller, P. A. et al. A method for lipoprotein (a) Isolation from a small volume of plasma with applications for clinical research. (123AD) doi:10.1038/s41598-022-13040-4, (2022).
[16] Burstein, M., Scholnick, H. R. & Morfin, R. Rapid method for the isolation of lipoproteins from human serum by precipitation with polyanions. J Lipid Res 11, 583–595 (1970).
[17] Kostner, G. & Holasek, A. Isolation of human serum low-density lipoproteins with the aid of an immune-specific adsorber. Lipids 5, 501–504 (1970).
[18] Chapman, M. J., Goldstein, S., Lagrange, D. & Laplaud, P. M. A density gradient ultracentrifugal procedure for the isolation of the major lipoprotein classes from human serum. J Lipid Res 22, 339–358 (1981).
[19] Kulkarni, K. R. Cholesterol Profile Measurement by Vertical Auto Profile Method. Clin Lab Med 26, 787–802 (2006).
[20] Schumaker, V. N. & Puppione, D. L. [6] Sequential flotation ultracentrifugation. Methods Enzymol 128, 155–170 (1986).
[21] Al-Mrabeh, A., Peters, C., Hollingsworth, K. G. & Taylor, R. Measurement of intraorgan fat and hepatic output of triglycerides in human type 2 diabetes by magnetic resonance and intralipid infusion techniques. STAR Protoc 2, 100355 (2021).
[22] Niimi, M., Yan, H., Chen, Y., Wang, Y. & Fan, J. Isolation and analysis of plasma lipoproteins by ultracentrifugation. Journal of Visualized Experiments 2021, (2021).
[23] Axmann, M., Karner, A., Meier, S. M., Stangl, H. & Plochberger, B. Enrichment of Native Lipoprotein Particles with microRNA and Subsequent Determination of Their Absolute/Relative microRNA Content and Their Cellular Transfer Rate. JoVE (Journal of Visualized Experiments) 2019, e59573 (2019).
來源:艾本德中國
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