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Method Article
该协议描述了一种方法, 以实现稳定的基因的兴趣进入人类基因组由转录调控的睡美人系统。本文报道了有缺陷的慢载体的合成、人体细胞的体外转导和转细胞的分子检测。
睡美人(SB) 转是一种病毒的集成系统, 具有有效的基因转移和功能基因组学的功效。为优化 SB 转机械, 采用转录调节过动转 (SB100X) 和 T2-based 转。通常, 转和转通过质粒转染而瞬时提供, SB100X 表达由本构子驱动。在这里, 我们描述了一个有效的方法, 将 sb 组件传递给那些对几种物理和化学转染方法有抵抗力的人体细胞, 控制 SB100X 表达, 并通过 "剪切和粘贴", 稳定地整合一个感兴趣的基因 (印度)。机制.自1992年以来, 多动转的表达受到了系统的严格控制, 广泛用于控制基因表达。该基因的兴趣是两侧的反向重复 (IR) 的 T2 转。在 HEK293T 细胞中, 两个部件都被封装在集成缺陷的慢载体上。人类细胞, 无论是细胞系或人类组织的主要细胞, 都是在体外瞬时转与病毒载体。在添加强力霉素 (dox, 四环素模拟) 到培养基中, fine-tuning 的转表达的测量, 并导致长期的基因的兴趣在处理细胞基因组的结合。这种方法是有效的和适用于细胞线 (如, HeLa 细胞) 和原细胞 (如, 人原发角质形成), 从而代表了一个有价值的工具, 基因工程和治疗基因转移。
多动 SB100X 转耦合到 T2-based 转已被用于临床前基因治疗应用1,2,3, 基因组修改4,5, 以及诱导多能干细胞 (iPSC) 重新编程6,7。典型地, SB 组分由质粒转染瞬时地提供, 并且一个强的本构子推动转的表示。然而, 尽管改进了新的转染方法, 但两组分系统的交付仍然是许多应用的挑战。因此, 新的交付议定书的发展引起了越来越多的兴趣。除转染方法为质粒8和 mRNA9, 病毒传递的基础上腺病毒10,11, 腺相关病毒 (AAV)12, 病毒性13, gammaretroviral14和慢向量15已在过去提出。值得注意的是, 选择系统必须保证在不集成病毒载体的情况下暂时交付 SB 部件。然而, 由于转的不可控 rehopping 的风险, 转的本构表达引起了安全问题。
因此, SB100X 的转录调控是第一个挑战。通过将原发育的最小巨细胞病毒 (CMV) 启动子替换为单纯疱疹 Virus-1 (HSV-1)16的 Timidine 激酶 (TK) 基因的最小启动子 (-81), 在SB100X cDNA (pTetOTKSB100X)。突变的反转四环素-反 rtTA2s-M217是在强本构子 (甘油促进剂, PGK) 的控制下, 在不同质粒 (pCCL-PGKrtTA2s-M2) 中克隆的。当添加到培养基中时, dox 绑定 rtTA2s-M2 调制器和系的新的启动子复合体或, 从而导致严格调节的 SB100X 表达式的归纳18。
第二个主要的挑战是由几种物理和化学方法对人类原细胞的低效转染。为了有效地将转在人类细胞中抗转染, SB100X 和 rtTA2s-M2 表达式磁带被打包成两个集成缺陷慢向量 (IDLVs)19: IDLVTKSB 和 IDLVrtTA2sM2病毒载体瞬时产生作为第三代载体在 HEK293T 细胞20和型的糖蛋白 g 的 Vescicular 口炎病毒 (VSV-g), 它提供了广泛的感染范围。矢量粒子由离心和滴定 HIV-1 塞 p24 免疫。对于传感器细胞系和原细胞, 载体颗粒与凝聚复合, 在 dox 存在或缺失时与靶细胞孵育。用定量 rt-pcr (qRT-pcr)18测定了转细胞中 SB100X 表达的药物依赖性活化。
一旦春节调控的 SB100X 表达被证明, 将印度 (如绿色荧光蛋白, GFP) 转到靶细胞基因组中的分子事件, 由 Bak 和泰尔杰·密盖尔森21清楚地化。在 T2-transposon 国税局 (IDLVT2) 之间复制的一个表达式卡带的第三 IDLV 载体必须在上面提到的构造和包装。最后, 三 IDLV 载体可用于有效地传感器人体细胞 (如, 原发角质形成细胞)在体外, 并在强力霉素18的存在中整合印度。
1. 质粒受雇
注: 质粒 pCCL-PGKrtTA2S-M2 提供了 Prof. Zappavigna (摩德纳大学和雷焦艾米利亚, 摩德纳, 意大利)。pCMVSB100X 质粒携带的多动转和 pT2/BH 转质粒的编码序列由 z 伊维西 (保罗, 兰, 德国) 和 Prof. z Izvak (最大汗分子医学中心, 柏林,德国)。
2. 病毒载体生产
注意: 所有的病毒载体都是在生物安全防护罩的 BSL2 中产生的, 根据机构的规章制度。
3. 人类细胞系的转导 (如 HeLa 细胞)
注意: HeLa 细胞在 Dulbecco 氏改良的鹰培养基中进行培养, 并辅以10% 胎小牛血清、100 U/毫升青霉素-链霉素和2毫米谷氨酰胺。表 1总结了此协议中使用的所有向量。提供了每个向量的描述。HeLa 细胞的转导使转在两个 IDLV 载体的最佳剂量组合中对转录调控进行验证。IDLV 剂量的变化可能与载体颗粒滴定和靶细胞类型有关。
4. 人原发性细胞的转导 (如角质形成)
注意: 人类原发性角质形成细胞被播种到致命辐照的 3T3-J2 电池 (饲养层)23, 一种来自燕 Barrandon (洛桑, 洛桑, 瑞士) 的礼物。
5. 转原代角质形成细胞的 Cytofluorimetric 分析
注: 使用蓝色激光 (488 nm)、红色激光 (633 nm) 和用于检测 GFP 和 APC 荧光的过滤器配置的流式细胞仪 (参见材料表)。
6. 半定量 rt-pcr
注: 使用 PCR 热循环。
7. 定量 rt-pcr (qRT pcr)
注意: 采用了商业序列检测系统。PCR 引物和 6-羧基 (家族) 探针为甘油 3-磷酸脱氢酶 (GAPDH) 是购买商业。
使用这里介绍的程序, 三 IDLV 载体运载被调控的 sb 组分 (SB100X, rtTA2S-M2 和 T2-GFP 转) 被包装并且用于高效率地运载和严密地调控 sb 系统在人的细胞。图 1A显示了一个用于 HeLa 细胞的体外转导的方案, 它是用两个 IDLV 向量的最佳剂量组合 (在表 2中报告) 来评估 SB 转的转录调节。用 qRT PCR (图 1B) 测量了 SB10...
在这里, 我们描述一个广泛的方法, 以稳定地整合到目标细胞的基因组通过睡美人介导的转位。尽管 SB 系统的开发是为了提供一种病毒的基因组编辑方法, 但有效地交付集成机械 (转和 T2 转) 是强制性的。因此, 使用 sb 系统在几乎不 transfectable 的主要细胞, 病毒交付 sb 组分在最近几年被追求10,12,15。然而, 目前使用的病毒?...
作者没有什么可透露的。
我们感谢 Prof. Zappavigna, 摩德纳大学和雷焦艾米利亚, 摩德纳, 意大利为我们提供了 pCCL-PGKrtTA2SM2 质粒。我们也承认 z 伊维西 (保罗 Ehlrich 研究所, 兰, 德国) 和 Prof. z Izvak (马克斯汗分子医学中心, 德国柏林) pCMVSB100X 和 pT2/BH 质粒。这项工作得到了黛布拉国际和意大利大学和研究部的支持。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Dulbecco’s modified Eagle’s medium with 4.5g/L glucose w/o L-Glutamine | Lonza | BE12-614F | Cell culture medium. |
HyClone Fetal Bovine Serum (U.S.), Characterized | GE Healthcare Life Sciences | SH30071.03 | Serum used HEK293T cell culture for lentiviral particle production. |
Penicillin 10.000 UI/ml Streptomycin 10.000 UI/ml | Lonza | DE17-602E | Reagents for cell culture medium. |
L-Glutamine 200mM | Lonza | BE17-605E | Reagent for cell culture medium. |
Sodium Chloride (NaCl) | Sigma-Aldrich | S7653 | Reagent for HBS 2X preparation. |
HEPES Buffer, 1M Stock in normal saline | Lonza | BE17-737E | Reagent for HBS 2X preparation. |
Disodium hydrogen phosphate dihydrate (Na2HPO4·2H2O), 99.5% | Merck | 106580 | Reagent for HBS 2X preparation. |
Hydrochloric acid - ACS reagent 37% (HCl) | Sigma-Aldrich | 320331 | Reagent for HBS 2X preparation. |
Sterile water for injection | Fresenius Kabi | - | Reagent for HBS 2X preparation. |
0.45 µm PESS filter | Whatman | 10462100 | Filters used to remove cell debris from viral supernatant. |
Polyallomer Beckman tubes | Beckman Coulter | 326823 | Tubes for concentrating IDLV vectors by ultracentrifugation. |
PBS-1X w/o Ca, Mg | Lonza | BE17-516F | Buffer for cell wash and lentiviral particle resuspension. |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | A2153 | (Optional) Buffer for lentiviral particle resuspension. |
HIV-1 Gag p24 immunocapture kit | Perkin Elmer | NEK50001KT | Kit for IDLV particle titration. |
Polybrene | Sigma-Aldrich | 107689 | Reagent to enhance transduction efficiency. |
Trypsin (10X) 2.5% in HBSS w/o Ca, Mg | GIBCO | BE17-160E | Reagent to detach HeLa cells (stock solution, to be diluted). |
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt (EDTA) | 100938B | AnalaR BDH | Reagent for trypsin working solution preparation. |
0.5% Trypsin-EDTA, no phenol red (10X) | GIBCO | 15400-054 | Reagent to detach keratinocytes (stock solution, to be diluted). |
Donor Bovine Serum, New Zealand Origin | GIBCO | 16030-074 | Serum for Swiss mouse 3T3-J2 cell culture (feeder layer). |
Ham’s F12 media | GIBCO | 21765 | Medium for keratinocytes. |
Fetal bovine serum | Lonza | DE14-801F | Serum for HeLa cell culture medium. |
Fetal Bovine Serum, qualified, Australia Origin | GIBCO | 10099-141 | Serum for human primary keratinocyte culture medium. |
Insulin from bovine pancreas | Sigma-Aldrich | I5500 | Reagents for keratinocyte growth. |
Adenine | VWR | 1152-25 | Reagents for keratinocyte growth. |
Hydrocortisone | VWR | 3867-1 | Reagents for keratinocyte growth. |
Cholera Toxin from Vibrio cholerae | Sigma-Aldrich | C8052 | Reagents for keratinocyte growth. |
Triiodothyronine | Sigma-Aldrich | T5516 | Reagents for keratinocyte growth. |
Human EGF | Austral Biological | GF-010-9 | Reagents for keratinocyte growth. |
Mouse monoclonal APC-conjugated Anti-Feeder antibody | Miltenyi Biotech | 130-096-099 | To label feeder layer. |
RNeasy Plus Mini Kit | Qiagen | 74134 | RNA purification kit. |
SuperScript III Reverse Transcriptase | Life Technologies | 18080051 | Reverse transcriptase kit. |
Deoxynucleotide Mix, 10 mM (dNTP) | Sigma-Aldrich | D7295 | Reagent for semi-quantitative PCR. |
UltraPure DNase/RNase-Free Distilled Water | (any) | - | Reagent for semi-quantitative PCR and for qRT-PCR. |
GoTaq G2 Hot Start Polymerase | Promega | M740B | Taq polymerase. |
Agarose, for molecular biology | Sigma-Aldrich | A9539 | Reagent for agarose gel electrophoresis. |
UltraPure TBE Buffer, 10X | Invitrogen | 15581028 | Reagent for agarose gel electrophoresis, to be dilute (1X) in ddH2O. |
Ethidium bromide | Sigma-Aldrich | E1510 | Reagent for agarose gel electrophoresis. |
Doxycycline | Sigma-Aldrich | D-9891 | drug to induce transposase expression in HeLa cells and in keratinocytes |
TaqMan Universal PCR Master Mix | Applied Biosystem | 4304437 | TaqMan Universal PCR Master Mix including primers and probe. |
15mL High Clarity polypropylene Centrifuge Tube, Conical Bottom, with Dome Seal Screw Cap, Sterile | Falcon Corning | 352096 | Tubes for cell collection and vector dilution preparation. |
150 mm TC-Treated Cell Culture Dish with 20 mm Grid, Sterile | Falcon Corning | 353025 | Cell culture dish for viral production. |
6 Well Clear Flat Bottom TC-Treated Multiwell Cell Culture Plate, with Lid, Individually Wrapped, Sterile | Falcon Corning | 353046 | Cell culture plate for HeLa and human primary keratinocyte transduction. |
Safe-Lock microcentrifuge tubes, volume 1.5 mL | Eppendorf | 0030 120.086 | Tubes for dilution preparation. |
Safe-Lock microcentrifuge tubes, volume 2 mL | Eppendorf | 0030 120.094 | Tubes for dilution preparation. |
0.2ml PCR Tubes with flat caps, RNase, DNase, DNA and PCR Inhibitor free | (any) | - | Tubes for semi-quantitative PCR. |
MicroAmp Fast Optical 96-Well Reaction Plate with Barcode, 0.1 mL | Applied Biosystem | 4346906 | 96-well for qRT-PCR. |
5mL Round Bottom Polystyrene Tube, without Cap | BD Falcon | 352052 | Tubes for flow cytometry acquisition. |
Disposable Serological Pipets, Polystyrene, Individually Wrapped, Sterile (different volumes) | (any) | - | Pipettes for sterile tissue culture applications. |
Filter Tips, Sterile, and RNase, DNase, DNA and Pyrogen free (different volumes) | (any) | - | Filter tips for sterile tissue colture and molecular biology applications. |
pH meter | (any) | - | Equipment for measurement of HBS 2X pH. |
PCR Thermal cycler | (any) | - | Equipment for semi-quantitative PCR. |
Agarose gel electrophoresis equipment | (any) | - | Equipment for agarose gel electrophoresis of semi-quantitative PCR. |
BD FACS Canto II 2LSR 4/2 | BD | - | Flow cytometer. |
7900HT Fast Real-Time PCR system | Applied Biosystem | 7900HT | Equipment for qRT-PCR. |
Benchtop centrifuges for efficient sample processing in cell culture applications, refrigerated, with microplate buckets. | (any) | - | Centrifuge for cell culture processing and spinoculation. |
Optima L-90K Ultracentrifuge equipped with SW32TI rotor | Beckman Coulter | - | Ultracentrifuge for lentiviral particle production. |
Equipment for cell culture and molecular biology laboratory (e.g., Class II laminar flow hood designed for work involving BSL2 materials, cell culture incubator,refrigerators and freezers (+4 °C, -20 °C, -80 °C), micropipettes and pipet-aid). | |||
Protective laboratory coats, gloves, face protection in accordance with Institute rules and regulations, in particular for lentiviral particle production and transduction. |
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