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
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。
。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。
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。
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 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 g
22 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
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