细胞和组织裂解物
背景
概述
细胞和组织裂解物是生物研究中常用的样品类型。它们是通过物理或化学破坏细胞膜和细胞内结构并释放细胞内容物而获得的混合物。热解方法可分为化学热解、酶热解和物理热解。化学裂解和酶裂解是较温和的方法，很少导致DNA断裂，而物理裂解虽然产量高，但反应更剧烈，可能导致DNA断裂。在选择切割方法时，有必要考虑目标分子的稳定性和活性，以及切割过程中对细胞内其他成分的可能影响。例如，化学裂解可能导致引入某些化学物质，而物理裂解可能导致剪切力导致DNA断裂。
需要注意的是，为了防止切割过程中蛋白质降解和核酸降解，通常需要添加蛋白酶抑制剂和核酸酶抑制剂。切割过程应在低温下进行，以降低酶活性和蛋白质降解。开裂后应立即进行后续分析，或妥善储存，以避免样品降解。
裂解物的组成
裂解液的组成取决于裂解液方法和起始材料，但通常包含以下成分：
蛋白质：细胞内的可溶性蛋白质；膜结合蛋白可能需要额外的洗涤步骤来分离；细胞器中的特定蛋白质。
核酸：DNA，可能需要通过DNA酶处理去除；RNA也可能需要通过RNA酶处理来去除或分离。
器官碎片：线粒体、内质网和高尔基体等细胞器的碎片；这些片段可能含有对研究细胞代谢和信号通路有用的特定酶和蛋白质。
代谢物：包括小的代谢物（如氨基酸、糖、脂）和大的代谢品（如核苷酸、辅酶）；代谢物分析可以揭示细胞代谢状态和途径的变化。
离子和其他小分子：细胞内外的离子（如Na+、K+、Ca2+、Mg2+）；低分子量化合物，如抗氧化剂、信号分子等。
细胞外物质：如果在裂解过程中包含细胞外液，那么裂解液也可能包含细胞外基质成分、血清蛋白等。
裂解技术的比较
机械分解：
机械溶解使细胞受到物理力，例如在限制区域内的压缩，机械应力导致膜破裂，或形成尖锐的物理结构，阻止细胞路径并以不受控制的方式刺穿膜。压缩方法虽然能够产生快速（~ms）的完全溶解，但会导致细胞含量的不均匀扩散，并可能导致细胞碎片粘附在压缩区域的部分。同样，对物理结构的机械分解通常会导致细胞碎片粘附在物理结构上，并且由于膜不完全破裂导致扩散不良。此外，这两种机制都不适合选择性溶解。
化学分解：
批量分析中最广泛使用的方法是引入化学洗涤剂，这种化学洗涤剂可以溶解质膜中的脂质和蛋白质，形成孔隙，从而导致完全溶解。两种常见的洗涤剂Triton X-100和SDS表现出不同的溶解能力，前者通常在约30秒内诱导溶解，同时保持酶活性；然而，后者通常导致更快的裂解（<2s），但使膜和细胞蛋白变性。变性蛋白质通常是不利的，因为它们会快速聚集，形成不溶性的随机组织结构。虽然除了混合方法外，化学分解不需要专门的设备，而且存在各种洗涤剂来实现选择性分解，但很明显，由于溶解时间长，洗涤剂会对实验结果产生重大影响，导致细胞含量过度扩散。洗涤剂也会使蛋白质复合物变性和分解，同时还会添加额外的试剂，这些试剂最终可能需要在特定分析之前从细胞裂解液中去除。
酶解：
酶解是一种温和的裂解方法，它利用特定酶的生物催化作用来打破细胞壁或细胞膜，通过选择性地破坏细胞的外部结构来释放细胞内容物。这种方法特别适用于具有强大细胞壁的微生物，例如细菌和真菌，以及植物细胞，因为它能够有效地释放细胞内蛋白质、核酸和其他生物分子，而不会破坏细胞内敏感的生物分子。在酶解过程中，首先需要选择合适的酶，如用于细菌细胞壁裂解的溶菌酶，用于植物细胞壁裂解中的纤维素酶和果胶酶。然后将细胞悬浮在含有这些酶的裂解缓冲液中，并在适当的温度和pH值下培养，以促进细胞壁的分解。切割效率可以通过显微镜观察或生化分析来评估，并且可以通过调整酶浓度、培养时间和温度来优化。最后，通过离心等物理方法去除未裂解的细胞和细胞碎片，以获得可用于后续生物研究的裂解物。酶裂解的优点是选择性和可控性高，但可能需要更长的时间和更高的成本。
我们提供的服务
Creative BioMart现在提供不同类型的裂解物，包括过度表达裂解物、组织裂解物、细胞系裂解物、干细胞裂解物和膜裂解物我们提供组织和细胞裂解物，可用于评估抗体质量，并作为电泳、免疫印迹、免疫沉淀、酶活性分析、蛋白质相互作用分析和组织特异性表达鉴定的优秀阳性对照，和过表达裂解物提供了一个成本效益高的选择，作为Western blot的分析标准。我们的裂解物经过验证，可用于各种正常组织、肿瘤组织和疾病组织。
过度表达裂解物:过表达裂解物来源于经过基因工程的细胞或生物体，这些细胞或生物体可以产生比正常条件下更多的特定蛋白质。这通常是通过使用重组DNA技术实现的，将编码感兴趣蛋白质的基因插入质粒并转化为宿主细胞，例如细菌（大肠杆菌）、酵母或哺乳动物细胞。
组织裂解物:组织裂解物是通过将动物或植物的组织匀浆和溶解以释放细胞内容物来制备的。这个过程会破坏细胞膜和细胞器，导致蛋白质、核酸和其他生物分子的混合物。
细胞系裂解物:细胞系裂解物是通过破坏培养细胞群获得的，例如那些来自癌症（癌细胞系）或永生化正常细胞的细胞。细胞通常使用洗涤剂、酶或机械破坏进行溶解。细胞系裂解物代表特定细胞系的蛋白质组和转录组，可用于研究遗传改变或环境因素对细胞过程的影响。
干细胞裂解物:干细胞裂解物是由干细胞制备的，干细胞是未分化的细胞，有可能发育成许多不同的细胞类型。这些细胞可以来源于各种来源，如胚胎干细胞或成人干细胞。干细胞裂解物的组成以参与自我更新、分化和其他干细胞特异性过程的各种蛋白质为特征。
膜裂解物:膜裂解物是专注于细胞膜成分的特殊制剂，包括质膜和细胞器膜，如线粒体和内质网。这些裂解物通常使用在保存膜相关蛋白的同时选择性破坏膜结构的方法制备。
应用
细胞和组织裂解物在生物医学研究中有着广泛的应用，通过在细胞内释放蛋白质、核酸、代谢物和其他生物分子，为各种实验技术提供了基础。以下是细胞和组织裂解物的一些主要应用：
免疫反应检测：细胞和组织裂解物含有大量内源性蛋白质和抗原，可用于检测免疫系统反应。通过评估针对特定裂解物抗原的抗体，它可以帮助诊断类风湿关节炎和多发性硬化症等自身免疫性疾病。
药物筛选：在药物开发领域，细胞溶解抗原用于筛选和识别可能对特定疾病有效的候选药物。许多药物的作用机制涉及与细胞内蛋白质或其他分子的相互作用，细胞裂解物提供了一个平台，使研究人员能够快速评估药物的作用。
蛋白质组学研究蛋白质表达分析：对裂解物中的蛋白质进行定量和定性分析，以研究特定蛋白质在细胞或组织中的表达水平；蛋白质相互作用：利用裂解物中的蛋白质进行免疫共沉淀（Co-IP）或酵母双杂交实验，以探索蛋白质之间的相互作用；蛋白质功能研究：测定裂解液中酶蛋白的酶活性以研究其生物功能。
细胞治疗与再生医学：细胞培养：使用特定的细胞裂解物作为细胞培养的补充，以支持细胞生长和分化；组织工程：来自裂解物的生物活性分子用于组织工程，以促进组织再生和修复。
法医学和生物安全：DNA指纹：对从裂解物中提取的DNA进行遗传分析，用于法医鉴定和亲子鉴定；病原检测：检测裂解物中的病原成分，用于传染病的诊断和流行病学研究。
案例研究
案例研究1：重组人ESD 293细胞裂解液(ESD-6541HCL公司)
血液中高胆固醇可导致非酒精性脂肪肝（NAFLD）和动脉硬化。虽然越来越多的出版物和专利申请使用小分子化学物质降低血液胆固醇，但临床有效的药物有限，需要发现新的靶点和药物来缓解高胆固醇。酯酶D（ESD）在肝脏中含量丰富，其在胆固醇代谢中的作用尚不清楚。本文研究了一种新型ESD激活剂，小分子荧光吡唑啉衍生物5（FPD5），能有效逆转高脂apoE-/-饮食小鼠的高血胆固醇水平，预防脂肪肝和动脉硬化。FPD5可减少氧化低密度脂蛋白（oxLDL）诱导的泡沫细胞形成。进一步探讨FPD5调节血液胆固醇的机制，发现FPD5触发了聚集在溶酶体中的ESD。它还与Jun激活域结合蛋白1（JAB1）相互作用。ESD作为一种脱乙酰酶来去除JAB1的Thr89乙酰化并提高其活性。因此，ATP结合盒转运体A1（ABCA1）加速胆固醇流出。
（陈新鹏，2021）
图1.ESD与HEK293T细胞JAB1蛋白的免疫共沉淀（Co-IP）。
案例研究2：重组人ATF1 293细胞裂解液(ATF1-8632HCL公司)
多个全基因组研究已确定人类免疫缺陷病毒（HIV）感染结果与编码HIV辅受体CCR5的基因及其周围的多态性之间的关联，但这些关联中最强的rs1015164A/G的功能基础尚不清楚。我们报道，rs1015164标记了激活转录因子1结合位点的突变，该位点控制反义长非编码RNA（lncRNA）CCR5AS的表达。CCR5AS表达的下调或增强导致CD4+T细胞上CCR5表达的相应变化。CCR5AS干扰RNA结合蛋白Raly和CCR5的3'非翻译区之间的相互作用，保护CCR5信使RNA免受Raly介导的降解。体外通过抑制CCR5AS来减少CCR5的表达可以减少CD4+T细胞感染CCR5-CCR5成瘾HIV。这些数据罕见地证明了lncRNA表达影响HIV感染和疾病进展的全基因组疾病关联的功能重要性。
（斯米塔·库尔卡尼，2019年）
图2.使用32P标记的寡核苷酸进行电泳迁移率变化分析（EMSA），该寡核苷酸包含含有rs2027820的A或G变异体的ATF1的核心结合序列。
案例研究3：重组人SMN1 293细胞裂解液(SMN1-1660盐酸)
近年来，由于碳纳米材料的高导电性、机械强度和大表面积，将碳纳米材料集成到电化学传感器中引起了人们的极大兴趣。然而，还没有关于不同碳纳米材料适配体传感应用的对比研究报告。本研究报告了六种碳电极材料（碳、石墨烯（G）、氧化石墨烯（GO）、多壁碳纳米管（MWCNT）、单壁碳纳米管和碳纳米纤维（CNF））在物理吸附制备的血红蛋白A1C（HbA1c）apperomer传感器上的性能比较研究。适配体通过DNA碱基和碳材料表面之间的π-π堆积相互作用非共价固定到六个纳米电极上，从而形成电子转移的屏障。然而，一旦目标蛋白与适配体结合，适配体就会从表面分离，从而增强电子传递，这是检测的基础。对不同纳米材料的适配体吸附、传感器响应和选择性的比较表明，swcnts传感器具有更好的性能。Voan swcnts适配体传感器对总血红蛋白（tHb）和糖化血红蛋白（HbA1c）的检测限分别为0.13 pg/mL和0.03 pg/mL，具有较高的灵敏度和选择性。对囊性纤维化跨膜传导调节器（CFTR）、存活运动神经元（SMN）、细胞质分裂奉献因子8（DOCK8）、信号转导子和转录激活物3（STAT3）等血液蛋白具有选择性。
（希马·艾萨，2019年）
图3.HbA1c适配体对HbA1c、CFTR、SMN、STAT3和DOCK8的检测选择性为1⁄ng/mL。
案例研究4：重组人SMN1 293细胞裂解液(SMN1-1660盐酸)
高免疫球蛋白E综合征（HIES）是一种罕见的遗传性出生缺陷，HIES是通过信号转导子和转录激活物3（STAT3）或细胞分裂奉献因子8（DOCK8）基因的杂合或纯合突变分别以常染色体显性和隐性形式遗传的。因此，早期检测人类DOCK8和STAT3蛋白水平将有助于这些疾病的早期诊断，从而有助于疾病的管理。本研究介绍了使用电化学阻抗谱法以无标签格式检测DOCK8和STAT3的免疫传感器的开发。用半胱胺/苯基二硫氰酸酯连接剂将DOCK8和STAT3特异性抗体共价连接到金电极上制备免疫传感器。这种检测是通过监测铁/铁氰化物REDOX对与免疫传感器表面结合后电荷转移电阻（Rct）的变化来实现的。这些生物传感器能够检测DOCK8和STAT3水平，检测限分别为1.2和9.0 pg/ml。该免疫传感器还用于检测人血清样品中的DOCK8，显示出较高的回收率。
（希马·艾萨，2019年）
图4.DOCK8免疫传感器对1 ng/mL BSA、STAT3、CFTR或SMN的传感器响应。
优势
- 专业技术支持：我们拥有专业的技术团队，可以为客户提供专业的技术支持和咨询服务。这有助于更好地了解各种裂解液的性质和应用，以便作出更合理的选择。
- 安全和合规：我们遵守相关的生物安全和生物伦理法规，以确保所有裂解服务在安全的环境中进行，并符合法律和监管要求。
- 创新研发能力：我们不断开发新的裂解技术和方法，开发新产品以适应不断变化的科研需求和市场趋势。
- 定制服务：我们可以根据您的具体需求提供定制的热解服务，包括选择特定的热解条件，添加特定抑制剂以防止某些生物分子降解，以及提供后续的样品处理和分析服务。
常见问题解答
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Q： 所使用的裂解方法是否确保高效和高产？
A： 我们将根据实验目的、样品类型等因素选择热解方法并实时监控热解过程。额外去除不溶物和细胞碎片可提高最终裂解物的产量和纯度。
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Q： 裂解过程是否保持了细胞内所有生物分子的完整性和活性，尤其是敏感蛋白质和RNA？
A： 实际上，为了保护敏感的蛋白质和RNA，我们将采用较温和的方法或切割方法、切割缓冲液和其他方法进行保存。这也取决于你的具体需求。
工具书类
- 陈曦。；等。一种新的酯酶D激活剂通过ESD/JAB1/ABCA1途径降低血胆固醇水平。J细胞生理学. 2021;236(6):4750-4763.
- 库尔卡尼S。；等CCR5AS lncRNA变异对CCR5进行差异调节，从而影响HIV疾病的结局。自然免疫. 2019;20(7):824-834.
- Eissa S，Almusharraf AY，Zourob M.不同碳纳米材料修饰丝网印刷电极上糖化血红蛋白伏安适配体传感器性能的比较。材料科学与工程C材料生物应用。2019;101:423-430.
- 艾萨，S。；等《诊断DOCK8和STAT3相关高免疫球蛋白E综合征的免疫缺陷传感器的开发》电分析。2018;30:2021-2027.
