Method Article
* These authors contributed equally
الغدة المؤتلف المرتبطة بفيروس (rAAVs) ناقلات أصبحت ذات قيمة متزايدة لل في الجسم الحي دراسات في الحيوانات. نحن تصف كيف يمكن أن تنتج rAAVs في المختبر ، وكيف يمكن titered هذه النواقل لإعطاء قراءة دقيقة لعدد من الجزيئات المعدية المنتجة.
في السنوات الأخيرة الغدة المؤتلف المرتبطة النواقل الفيروسية (AAV) أصبحت ذات قيمة متزايدة لفي الدراسات المجراة على الحيوانات ، وهنا أيضا يجري اختباره حاليا في تجارب اكلينيكية على البشر. من النوع البري AAV عضو غير ممرضة للأسرة وparvoviridae بطبيعتها النسخ التي تعاني من نقص. جعلت ملف تنبيغ واسع ، استجابة مناعية منخفضة وكذلك التعبير التحوير قوية ومستمرة مع هذه الناقلة حققت لهم أداة شعبية وتنوعا لفي المختبر والمجراة في توصيل الجينات. rAAVs يمكن بسهولة وبثمن بخس المنتجة في المختبرات ، واستنادا الى البيانات الشخصية للسلامتهم مواتية ، وتعطى عادة لتصنيف السلامة منخفضة. هنا ، نحن تصف طريقة لانتاج وtitering من rAAVs خيالية تحتوي على البروتينات قفيصة كلا AAV1 وAAV2. استخدام هذه الناقلات ما يسمى خيالية يجمع بين فوائد كل من الأنماط المصلية الأبوية مثل الأسهم عيارات عالية (AAV1) وتنقيةالتي تقارب اللوني (AAV2). هذه الأنماط المصلية AAV هي أفضل درس لجميع الأنماط المصلية AAV ، ويكون فرديا نمط العدوى واسعة. ينبغي للناقلات خيالية وصفها هنا لديهم خصائص المعدية وAAV1 AAV2 وبالتالي يمكن توقع أن تصيب مجموعة كبيرة من الأنسجة ، بما في ذلك الخلايا العصبية ، الهيكل العظمي والعضلات والبنكرياس والكلى وغيرها. يعتقد أن الأسلوب أسلوب الموصوفة هنا يستخدم الهيبارين تنقية العمود ، لإعطاء أعلى عيار الفيروسية وإعداد أنظف من وسائل تنقية الفيروسية الأخرى ، مثل الطرد المركزي من خلال التدرج كلوريد السيزيوم. بالإضافة إلى ذلك ، وصف لنا كيف يمكن أن تكون هذه الناقلة بسرعة وسهولة titered لإعطاء قراءة دقيقة لعدد من الجزيئات المعدية المنتجة.
انظر الشكل 1 للمزيد من التوضيح يلخص بروتوكول التالية.
ملاحظة السلامة : جميع المواد التي تم في اتصال مع الجسيمات الفيروسية تجميعها يجب تطهيرها بمحلول مطهر Virkon أو مناسبة أخرى.
1. إعداد مخزونات DNA البلازميد (~ 2 أيام)
2. إعداد الإنسان خلايا الكلى 293 (Hek293) الجنينية لترنسفكأيشن (2 -- 3 أيام)
3. ترنسفكأيشن من البلازميدات الفيروسي (~ 1 ساعة لترنسفكأيشن و 3 أيام للحضانة)
4. Lysing من الخلايا وحصاد rAAVs (2 ساعة)
5. الهيبارين تنقية عمود rAAVs (2 -- 3 ساعات)
6. تركيز والترشيح العقيمة rAAVs (1 ساعة)
7. Titering المخزونات الفيروسية (3 أيام)
هذا يتطلب أن مروج نشط في الخلايا Hek293 يقود مراسل الجين أو الجينات منتج للكشف immunocytochemically. عندما المنتجة للناقل غير متوافق مع Hek293 الخلايا يمكن أن تستخدم خطوط الخلايا الأخرى أو ثقافات الخلية الأولية.
8. النتائج المتوقعة
transduced Hek293 الخلايا مع ترميز الفيروس تظهر خضراء معززة بروتين فلوري (eGFP) في الشكل 2B. نحقق عموما التتر ثابت من حوالي 6 × 6 10 جزيئات معدية للتر الواحد الجزئي. نحن نستخدم بشكل روتيني هذه نواقل inje التجسيميction في الدماغ القوارض الكبار. وهذا يوفر تقنية قوية لمنطقة محددة التعبير الجيني 2. الجمع بين هذه الخلية مع خصوصية المنطقة من نوع التعبير الجيني انتقائية نحن حقن recombinase لجنة المساواة العرقية التي تعتمد على rAAVs في المناطق المستهدفة من لجنة المساواة العرقية ، الفئران المعدلة وراثيا 2. الشكل 2C - E يظهر أمثلة من الحقن التجسيمي من لجنة المساواة العرقية التي تعتمد على الترميز rAAVs eGFP في مناطق مختلفة من الدماغ الفئران المعدلة وراثيا لا أخلاقي parvalbumin - 3 لجنة المساواة العرقية.
الشكل 1. توضيح تخطيطي لبروتوكول لانتاج rAAV. 1 هي مطلي) Hek293 الخلايا وتنمو ل70-80 التقاء ٪. 2) ومستعدون AAV المساعد البلازميدات وtransfected Hek293 في الخلايا. 3) يتم تغيير متوسطة مرة أخرى إلى 16 ساعة بعد DMEM ترنسفكأيشن ومثقف Hek293 الخلايا لمدة 56 ساعة. 4. تحصد) Hek293 الخلايا وlysed. يتم فصل ناقلات rAAV من حطام خلية جentrifugation. 5) يتم تنقية الجزيئات الفيروسية من خلال أعمدة الهيبارين قبل الاعتقال والتعقيم. 6) تزرع Hek293 الخلايا على 24 لوحات جيدة وتصيب مع التخفيفات التسلسلي للناقلات AAV لتحديد عدد الوحدات المعدية.
الشكل 2. Titering والتطبيق في الجسم الحي / 2 rAAV1. (أ) من إعداد Hek293 الخلايا لقياس عيار الفيروسية. وtransduced Hek293 الخلايا مع التخفيفات المتسلسلة لrAAVs. C ، والسيطرة المعافين ؛ N ، 1 ميكرولتر من الأسهم فيروسية غير مخفف. (ب) Hek293 الخلايا المصابة مع rAAVs معربا عن eGFP. غير المقيد (م) التعبير eGFP الفيروسية لجنة المساواة العرقية ، معربا عن الخلايا العصبية في المناطق المستهدفة مختلفة من الفئران المعدلة وراثيا ، لجنة المساواة العرقية parvalbumin بعد الحقن التجسيمي من لجنة المساواة العرقية التي تنشط rAAVs. تظهر الصور أمثلة تفاعلية مناعية في GFP الشاحبة المهاد شبكي وكرة (C) ، (D) في التلفيف المسنن و (E) في المنطقة CA1 من الحصين. ج ، ديntate التلفيف ؛ RT ، نواة مهادي شبكي ؛ GP ، الكرة الشاحبة. أشرطة النطاق : B ، 500 ميكرون ، C ، 100 ميكرون ، D ، 100 ميكرون ، E ، و 500 ميكرون.
ناقلات rAAV أصبحت ذات قيمة متزايدة لفي الدراسات المجراة على الحيوانات. هنا ، وقد وصفت لدينا بروتوكول بسيطة وغير مكلفة لrAAVs المنتجة ، والتي قد تسهل تطبيق على نطاق واسع من هذه النواقل مفيدة عن طريق تجنب الاستعانة بمصادر خارجية مكلفة لإنتاج فيروس للشركات. البروتوكول (على أساس مرجعية 1) يصف إنتاج النواقل rAAV1 / 2 التي تحتوي على البروتينات قفيصة خيالية من كلا الوالدين المصليين في نسب متساوية 4. تنقية ناقلات rAAV ملزمة لأعمدة الهيبارين يعتمد على التعبير عن AAV2 البروتينات قفيصة ، ولكن يمكن دمجها مع غيرها من الأنماط المصلية من AAV1 الواردة هنا. بالإضافة إلى ذلك ، تم الإبلاغ عن AAV6 ربط الهيبارين ، على الرغم من تقارب مع انخفاض ، ويحتمل أن يطهر الهيبارين مع الأعمدة باستخدام هذا الإجراء 5،6. وتجدر الإشارة إلى أنه مع ذلك ، أن الأنماط المصلية الأخرى سوف تتطلب تركيزات مختلفة من كلوريد الصوديوم لشطف العمود 5،7 الهيبارين.
وقد تبين التغليف الجينوم rAAV أن أمثل بين 4.1 و 4.9 كيلو بايت مع انخفاض حاد في كفاءة التعبئة تصل إلى 5.2 كيلو بايت 8. ويمكن اعتبار هذا الحد التغليف أكبر عيوب النظام rAAV ، وعادة ما يتحقق منذ الخلية نوع معين من التنظيم من قبل رابطة الدول المستقلة التعبير التحوير كبيرة تعمل العناصر التي لا يمكن استيعابها داخل جزيئات AAV الصغيرة. للتغلب على دفعات عيار منخفضة ، مثل تلك الناجمة عن محاولة مجموعة الجينات التي هي قريبة إلى حد التعبئة AAV نحن الجمع بين دفعات منفصلة تتركز الفيروسية إلى 250 ميكروليتر في الدفعة 500 one ميكرولتر ، بدلا من إضافة برنامج تلفزيوني على النحو المبين في الخطوة 6.3. ويمكن تحقيق موثوق الخلية من نوع محدد من الفئران تنبيغ لجنة المساواة العرقية الجمع بين السائق وأشرطة rAAV الشرطي (انظر أدناه) لتجنب تمتد حدود التعبئة والتغليف.
من الملاحظة ، في حين أن هذا البروتوكول محاولات لتوفير سهلة المتابعة تعليمات لإنتاج طن عاليةمعبر rAAV ، فإنه يتطلب وجود البروتين قفيصة AAV2 شاردات لتنقية اللوني التي تقارب الهيبارين. يجب تنقيتها من الأنماط المصلية الأخرى AAV2 باستخدام إجراءات بديلة 9. ميزة واحدة من العمود تنقية الهيبارين يعتقد أن انتاج ناقلات AAV التي أكبر معدل العدوى من تلك المنتجة باستخدام التدرج كلوريد السيزيوم 10. ومع ذلك ، هناك أيضا بعض العيوب لهذا الأسلوب. على سبيل المثال ، قد البروتينات الأخرى التي تربط الهيبارين أيضا أن تكون موجودة في المخزون الفيروسية المنقى. في حين يمكن أن تؤثر على النواقل tropism - الهيبارين تنقيته من عيار 10 ناقلات ، نهجنا خصيصا لاستهداف إما 20 أو استثارية الخلايا العصبية المثبطة (الشكل 2) توظف لجنة المساواة العرقية التي يسببها تفعيل التعبير التحوير AAV بوساطة وعيار مستقلة. بديل لتنقية العمود الهيبارين هو استخدام لكثافة iodixanol التدرج ، والتي تنتج أعلى عيار الفيروسية وإعداد أنقى من استخدامكلوريد السيزيوم الانحدار 10. ويمكن أيضا أن تكون هذه الطريقة جنبا إلى جنب مع عمود تنقية الهيبارين لانتاج ناقلات أكبر من 99 ٪ نقية 11. لذلك ، النظر بعناية الاحتياجات التي يتعين اتخاذها من قبل الجماعات الفردية على النحو الذي الفيروسية الأسلوب هو الأفضل لتنقية تطبيقها المصب معينة.
المشكلة الأكثر شيوعا المرتبطة بهذا البروتوكول هو عيار الفيروسية منخفضة. ويمكن في تجربتنا هذه عادة أن تعزى إلى انخفاض كفاءة ترنسفكأيشن ، أو شطف من الفيروس من الأعمدة الهيبارين. وينبغي أن تكون جميع المواد ترنسفكأيشن في درجة حرارة الغرفة قبل ترنسفكأيشن ، ويجب أن يتم تنفيذ transfections اختبار للعثور على أفضل الظروف في كل مختبر. طرق أخرى لنقل العدوى ، مثل lipofectamine ، وكفاءة عالية ، ولكن يمكن أن تكون باهظة التكلفة. بالإضافة إلى ذلك ، التركيز ودرجة الحموضة من الحلول العمود شطف الهيبارين هو أمر حاسم لشطف كاملة virions من الأعمدة witho الهيبارينالتحرير الضرر. نقطة أخرى مهمة هي أن الخلايا التعبئة والتغليف يجب أن تلتزم أيضا إلى السطح من الأطباق زراعة الأنسجة. إذا كانت الخلايا فصل في مرحلة ما أثناء إجراء ينصح لإنهاء التجربة وتذويب قارورة جديدة من الخلايا.
ويتحقق بسهولة السيطرة المكانية والزمانية التعبير التحوير في القوارض من خلال استهداف تشريحية دقيقة والمرحلة التنموية للحيوان. وقد أظهرت كفاءة نقل الجينات AAV بوساطة 12،13 في الرحم. الكبار في الدماغ ، يمكن تعديلها المنطقة المصابة مع جزيئات rAAV بعد حقن صغيرة جدا من التجسيمي المناطق المستهدفة ، إلى مناطق أكبر من ذلك بكثير ، ليس فقط بسبب التغيرات في عيار الفيروسية ولكن أيضا عن طريق تغيير معالم الحقن. وتشمل هذه حجم وسرعة الحقن وإدراج مانيتول البوليول مع تعليق الفيروس 14. ويمكن أيضا أن تستخدم لمانيتول تعزيز العدوى من مجموعة متنوعة من الأنسجة بعد الحقن rAAV النظامية 15 </ سوب>.
قدرة التعبئة والتغليف من rAAV (حوالي 4.7 كيلوبايت) وربما كان أهم عامل يحد من حيث الجينات التي يمكن التعبير عن هذه النواقل الفيروسية. ومع ذلك ، فقد أظهرت الدراسات الحديثة أنه يمكن التغلب على هذه الجينات جزئيا تقسيم أكبر أو أشرطة التعبير إلى نواقل rAAV منفصلة وإدخال تسلسل سد ، وبدء التعبير الجيني عندما تصيب virions نفس الخلية 16. ويمكن أيضا مستويات التعبير عن الجينات التي تحملها ناقلات rAAV ستتعزز إلى حد كبير باستخدام الذاتي مجانية ناقلات rAAV 17. حقن التجسيمي ناقلات rAAV يوفر السريع ، وطريقة رخيصة وقوية لحمل الجينات في المنطقة بطريقة محددة. ويمكن في تركيبة مع 2 استراتيجيات الجيل الثاني تدخل الحمض النووي الريبي أيضا 18 rAAVs تستعمل لمنطقة محددة الجينات نهدم. ويمكن الجمع بين لجنة المساواة العرقية ، rAAVs مع الفئران المعدلة وراثيا أو خلية من نوع المروجين محددة لتحقيق الدوائر ونوع الخليةمحددة التعبير الجيني ، مما يتيح التلاعب الجيني لقرار مكانية عالية 2،19-21 ، بينما rAAVs مع تركيب نظام مثل تيت ويضيف السيطرة الزمنية على الفيروس بوساطة 22،23 التعبير الجيني ، وهذه الأمثلة توضح إمكانات هائلة اندماجي من هذه النواقل و ويتوقع حدوث زيادة سريعة في rAAV الدراسات المستندة على مدى السنوات القادمة.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم الكاشف | شركة | فهرس العدد | تعليقات |
مرشحات Amicon الطرد المركزي الترا | ميليبور | UFC810024 | 100000 MWCO |
Benzonase nuclease | سيغما الدريخ | E1014 | |
Dulbeco لتعديل النسر المتوسط (DMEM) | Invitrogen | 10567014 | الملحق مع FCS 10 ٪ والوحدات 10 / مل penicillin/100 الستربتوميسين ميكروغرام / مل |
Hek293 الخلايا | جمع نوع الثقافة الأميركية | CRL - 1573 | استخدامها في مرور أقل من 30 |
HEPES مخزنة المالحة | سيغما الدريخ | 51558 | |
HiTrap الهيبارين خرطوشة | سيغماالدريخ | 54836 | |
Iscove لتعديل Dulbecco والمتوسطة | Invitrogen | 12440-053 | الملحق مع FCS 5 ٪ |
الصوديوم deoxycholate | سيغما الدريخ | D5670 | حل جديد لجعل كل دفعة |
أطباق 15 سم زراعة الأنسجة | فيشر العلمية | 157150 | |
Stbl2 الخلايا المختصة | Invitrogen | 10268-019 | |
Virkon الحل | فيشر العلمية | NC9821357 | ترك بين عشية وضحاها لتطهير قبل رميه لاستنزاف |
الجدول 1. الكواشف المحددة اللازمة لبروتوكول
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved