低密度脂蛋白(LDL,也称为“ 坏 ”胆固醇)、超低密度脂蛋白(VLDL)和脂蛋白(a)的血浆水平升高以及高密度脂蛋白(HDL,也称为“ 好 ”胆固醇)的水平降低是导致冠状动脉疾病的危险因素
密度梯度超速离心法根据密度差异来分离脂蛋白,而密度差异则取决于脂蛋白中脂质和蛋白质的比例。例如,乳糜微粒(CLM)几乎只含有脂质,非常轻,密度低于水。另一方面,像高密度脂蛋白这样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质组成,使得其密度介于 1.063g/mL和 1.25 g/mL 之间。
。在本文中,我们展示了Eppendorf CS150NX 微型超速离心机通过简化的工作流程并减少耗材与试剂用量,可以在紧凑的实验室空间中从人血清中分离脂蛋白组分的方法。
从健康个体中收集人全血,并在室温(RT)下凝结 30 分钟。使用 Eppendorf 5810 R 台式冷冻离心机以 2000 x g 离心 10 分钟,去除凝块,并立即将收集的上清液(血清)转移到新的离心管中。然后,进行分装保存在 -20°C 下以供进一步分析。
分离脂蛋白(图 1)。此款冷冻型台式超速离心机的速度高达 1,050,000 x g(140,000 rpm),并且配备超快的加速和减速功能,能够确保快速分离样品。
图 2:脂蛋白分离示意图。A)CLM和VLDL组分,B)IDL和LDL组分,C)HDL组分。SFT=苏丹红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)
分离胶电流:70-80mA。电泳完成后,将蛋白质转移到硝酸纤维素膜(Thermo Fisher Scientific,货号:88025)上。在室温下使用 Intercept(TBS)封闭缓冲液(Li-Cor,订购号:927-65001)封闭 1 小时,而后在 4°C 下使用在封闭缓冲液中稀释的一抗(表 2)孵育过夜。一抗孵育完成后,将膜转移至在封闭缓冲液中稀释的二抗(表 2)中,室温下孵育 1 小时。使用化学发光底物(WesternSure PREMIUM,Li-Cor,货号:926-95000)进行反应,并在 C-DiGit Western Blot 扫描仪(Li-Cor,货号:3600-00)上进行成像。
表 2:一抗和二抗列表
一抗 |
稀释比例 |
二抗 |
稀释比例 |
ApoA1 单克隆小鼠抗体
(ThermoFisher Scientifific,货号:MIA1404) |
1:1,000 |
WesternSure山羊抗小鼠二抗
(Li-cor,货号:926-80010) |
1:100,000 |
ApoB (B-100) 单克隆小鼠抗体
(R&D systems,货号:MAB4124) |
1:250 |
WesternSure山羊抗小鼠二抗 |
1:100,000 |
ApoE 单克隆兔抗体
(ThermoFisher Scientifific,货号:701241) |
1:200 |
WesternSure山羊抗兔二抗
(Li-cor,货号:926-80011) |
1:100,000 |
结果与讨论
我们可以通过测定脂质或载脂蛋白的数量来对脂蛋白进行评估。上文通过使用 CS150NX 离心机,采用超速离心法成功分离了不同的脂蛋白,随后我们通过蛋白质印迹法在不同组分中对三种主要的载脂蛋白进行了鉴定(图 3)。如前所述,载脂蛋白 A1(ApoA1)是构成高密度脂蛋白(HDL)的主要蛋白成分。这种分子量为 28 kDa 的蛋白质是一种可交换的蛋白质,其可在不同脂蛋白颗粒之间进行转移。如图 3A 所示,载脂蛋白 A1 主要存在于高密度脂蛋白(HDL)组分中。
载脂蛋白 B(ApoB,B-100)分子量为 550 kDa,是超低密度脂蛋白(VLDL)和低密度脂蛋白质(LDL)的组分。载脂蛋白 B 被定义为一种锚定在脂蛋白颗粒中的不可交换成分。如图 3B 所示,它主要存在于低密度脂蛋白组分中。载脂蛋白 E(ApoE,34kDa)是一种可交换的成分,主要存在于超低密度脂蛋白和高密度脂蛋白中;然而,这种载脂蛋白也可以与低密度脂蛋白(IDL)等其他脂蛋白结合。在本文中,它主要出现在低密度脂蛋白 + 中密度脂蛋白(LDL+IDL)组分中,而在其他两个组分(CLM+VLDL 和HDL)中含量较低(图 3C)
图 3:蛋白质印迹法展示了在每个组分中检测到三种主要载脂蛋白:A)载脂蛋白 A1(ApoA1)、B)载脂蛋白 B(ApoB)和 C)载脂蛋白 C(ApoC),并对其进行表征。用超速离心获得的连续组分进行上样,并在 4-20% SDS-PAGE 凝胶上电泳。
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)
结论
在本文所述的离心方案中,我们使用微型超速离心机以单一速度通过密度梯度法快速分离了血清脂蛋白组分。但当一些组分含有两类脂蛋白时,我们可以使用 CS150NX 微型超速离心机通过更复杂的密度梯度离心法来分离单类脂蛋白。通过使用最大相对离心力为 513,000 x g
22 的连续离心步骤,可以实现单类脂蛋白和亚组分的进一步分离。综上,本文描述了一种易于使用的分离方法,能够在五小时内将脂蛋白分离成三个组分。此款多功能紧凑型 Eppendorf微型超速离心机仅需 90 秒即可达到最高效分离脂蛋白所需的最大相对离心力:1,050,000 x g(140,000 rpm)。相较之下,采用其他替代方案分离单类脂蛋白则可能需要长达 60 小时
23。
使用 CS150NX 离心机和 S140AT 固定角转,并以最大RCF 分离三种脂蛋白组分,时间优势显著。此外,这种方法与 CS150NX 离心机的强大功能相结合还可用于其他应用,如病毒和大分子分离以及核糖体纯化。
总之,CS150(F)NX 微型超速离心机搭配 S140AT 固定角转,能够提高脂蛋白组分的分离速度,并简化工作流程。
图 4:用于分离脂蛋白的传统高速离心方案 23 与 Eppendorf 离心方案的对比。
总结
> 脂蛋白是冠状动脉疾病生物标志物研究的重要议题
> 既有方法可能需要长达 60 小时才能分离单类脂蛋白
> 本应用说明展示了如何使用 CS150NX 或 CS150FNX 微型超速离心机搭配 S140AT 固定角转,在五小时内分离脂蛋白组分的方法
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