陰イオン交換クロマトグラフィーを使用した細胞外小胞準備の迅速な分離と濃縮

細胞外小胞（EV）は、生理学、病理学において重要な役割を果たしており、最近では治療用貨物の効率的なキャリアとして特定されています。EVを効率的に研究するには、単一ステップで迅速かつスケーラブルな分離戦略が必要です。クロマトグラフィー技術は、臨床用途向けの生物学的材料の分離に広く使用されており、EVには正味の負電荷があるため、アニオン交換クロマトグラフィー（AIEX）は、カラムベースのEV分離の強力な候補です。AIEXによってEVを分離し、超遠心分離（UC）および接線流ろ過（TFF）によって分離されたEVと比較しました。AIEXによって分離されたEVは、UCによって分離されたものと同等の収率、EVマーカーの存在、サイズ、形態を有し、TFF精製EVと比較してタンパク質とデブリの汚染が減少しました。AIEXプロトコルの改善により、より高い流量とステップ溶出が可能になり、3時間以内に1リットルの細胞培養上清から2.4*1011 eVが分離され、複数の汚染タンパク質が除去されました。重要なのは、HEK293T、H1299、HCT116、およびExpi293F細胞を含むさまざまな細胞株からEVを分離しました。ここで説明するAIEXプロトコルは、無傷のEVを迅速かつスケーラブルな方法で分離および濃縮するために使用でき、研究と臨床の両方の目的でこの分野でのさらなる使用に大きな可能性を示しています。

Extracellular vesicles (EVs) have important roles in physiology, pathology, and more recently have been identified as efficient carriers of therapeutic cargoes. For efficient study of EVs, a single-step, rapid and scalable isolation strategy is necessary. Chromatography techniques are widely used for isolation of biological material for clinical applications and as EVs have a net negative charge, anion exchange chromatography (AIEX) is a strong candidate for column based EV isolation. We isolated EVs by AIEX and compared them to EVs isolated by ultracentrifugation (UC) and tangential flow filtration (TFF). EVs isolated by AIEX had comparable yield, EV marker presence, size and morphology to those isolated by UC and had decreased protein and debris contamination as compared to TFF purified EVs. An improved AIEX protocol allowing for higher flow rates and step elution isolated 2.4*1011 EVs from 1 litre of cell culture supernatant within 3 hours and removed multiple contaminating proteins. Importantly AIEX isolated EVs from different cell lines including HEK293T, H1299, HCT116 and Expi293F cells. The AIEX protocol described here can be used to isolate and enrich intact EVs in a rapid and scalable manner and shows great promise for further use in the field for both research and clinical purposes.