Lentivirale Vektorpräparation für die effiziente Gen- und microRNA-Modulation von geweberesidenten Makrophagen in der Bauchhöhle in vivo bei Mäusen

Zusammenfassung

Wir demonstrieren ein Schritt-für-Schritt-Protokoll zur Untersuchung der Genfunktion in peritonealen Gewebe-residenten Makrophagen in vivo unter Verwendung lentiviraler Vektoren.

Zusammenfassung

Im Peritonealgewebe residente Makrophagen haben weitreichende Funktionen bei der Aufrechterhaltung der Homöostase und sind an Pathologien in lokalen und benachbarten Geweben beteiligt. Ihre Funktionen werden von Mikroumgebungsreizen diktiert; Daher ist es wichtig, ihr Verhalten in einer physiologischen Nische in vivo zu untersuchen. Derzeit verwenden spezifische Peritonealmakrophagen-Targeting-Methoden transgene Modelle der ganzen Maus. Hier wird ein Protokoll zur effektiven in vivo Modulation der Expression von mRNA und kleinen RNA-Spezies (z.B. microRNA) in Peritonealmakrophagen unter Verwendung von Lentiviruspartikeln beschrieben. Lentivirus-Präparate wurden in HEK293T Zellen hergestellt und auf einer einzigen Saccharoseschicht gereinigt. Die In-vivo-Validierung der Wirksamkeit von Lentiviren nach intraperitonealer Injektion ergab eine vorherrschende Infektion von Makrophagen, die auf lokales Gewebe beschränkt waren. Das Targeting von Peritonealmakrophagen war während der Homöostase und der Thioglykolat-induzierten Peritonitis erfolgreich. Die Einschränkungen des Protokolls, einschließlich der durch die intraperitoneale Verabreichung von Lentiviren induzierten Entzündung auf niedrigem Niveau und der Zeitbeschränkungen für mögliche Experimente, werden diskutiert. Insgesamt stellt diese Studie ein schnelles und zugängliches Protokoll für die schnelle Beurteilung der Genfunktion in peritonealen Makrophagen in vivo dar.

Einleitung

Geweberesidente Makrophagen (Mφ) sind eine heterogene Population phagozytärer Immunzellen, die eindringende Krankheitserreger wahrnehmen und darauf reagieren ^1,2. Darüber hinaus spielen sie eine wesentliche Rolle bei der Gewebeentwicklung, dem Umbau und der Aufrechterhaltung der Homöostase ^1,3. Viele Gewebe-Mφ stammen während der Embryogenese von Dottersack-Vorläufern ab und verbleiben während des gesamten Lebens im Gewebe ^4,5. Der Phänotyp und die Funktionen d....

Protokoll

Alle Tierarbeiten wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien der Institution und des britischen Innenministeriums durchgeführt.

HINWEIS: Alle In-vivo-Studien mit Lentiviren sollten gemäß den lokalen und nationalen Richtlinien für die ethische Verwendung von Tieren in der Forschung sowie unter Einhaltung aller Vorschriften im Zusammenhang mit der Verwendung von infektiösem Material der Kategorie II durchgeführt werden. Auch der Tierschutz sollte in Übereinstimmung mit den lokalen Vorschriften überwacht werden. In diesem Schritt des Protokolls ist bei der Arbeit mit lentiviralen Partikeln und scha....

Diskussion

Geweberesidente Makrophagen erfüllen eine Reihe von homöostatischen und entzündlichen gewebespezifischen Funktionen ^1,2, die von ihrer physiologischen Umgebung diktiert^werden 6,7,8,9. In diesem Protokoll wurde ein wirksames Verfahren¹⁸ zur Manipulation von peritonealen residen.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.05% Trypsin-EDTA (1x) (Trypsin 500 mg/L or 0.02 mM)	Thermo Fisher Scientific	25300054
0.22 μm sterile millex GP filter	Merck	SLGS033SS
0.45 μm sterile millex GP filter	Merck	SLHP033RS
0.5 mL U-100 insulin syringe with needle, 0.33 mm x 12.7 mm (29 G)	BD	324892
1 Litre Sharps Container	N/A	N/A
2.4G2 antibody (TruStain FcX anti-mouse CD16/32)	Biolegend	101320
40 μm strainer	Thermo Fisher Scientific	22363547
AimV medium (research grade), AlbuMax Supplement	Thermo Fisher Scientific	31035025
Blocking buffer	prepared in house
Brewer thioglycolate medium	Sigma-Aldrich	B2551	4% stock solution prepared in water, autoclaved and kept frozen.
CD11b	Biolegend	101222	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
CD11b	BD	550993	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
CD11c	Biolegend	117317	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
CD11c	Biolegend	117333	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
CD19	BD	560375	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
CD19	Biolegend	152410	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
CD226	Biolegend	128808	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
CD3e	BD	560527	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
CD3e	Biolegend	152313	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
CD4	Biolegend	100412	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
CD73	eBioscience	16-0731-82	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
CD8a	eBioscience	48-0081-82	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
Cell culture flask (T175 fask, 175 cm2, 550 mL)	Greiner Bio One	658175
Centrifuge tubes, conical bottom tubes 25 mm x 89 mm	Beckman Coulter	358126
Centrifuges	Beckman Coulter		Ultracentrifuge and TC centrifuge
Collagenase type IV	Sigma-Aldrich	C5138
Conical centrifuge tubes (15 mL and 50 mL)	Greiner Bio One	11512303 & 11849650
Cryotubes	Greiner Bio One	123277	or cryotubes
DMEM medium (1x) + 4.5g/L D-glucose, 400 µM L-glutamine	Thermo Fisher Scientific	41965-062
Dnase I	Sigma-Aldrich	11284932001
Effectene transfection reagent	Qiagen	301425
F4/80	Biolegend	123123	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
F4/80	Biolegend	123133	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
F4/80	Biolegend	123147	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
FceR1	eBioscience	48-5898-80	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
Fetal calf serum (FCS)	Thermo Fisher Scientific	10270-106	heat inactivated for 30 min at 56 °C and sterile filtered through 0.22 μm filter
Flow cytometer	Thermo Fisher Scientific	Attune NxT
Flow cytometry (FACS) buffer	prepared in house
Fluorescent tissue culture microscope	Thermo Fisher Scientific	EVOS FL
Forceps	N/A	N/A	User preference
Hank's balanced salt solution (HBSS)	Gibco, Life Technologies	14175-053
HEK293T cell line			grown for at least a week prior transfection. Mycoplasma free
HIV-1 Core antigen	Beckman Coulter	6604667
Hyaluronidase	Sigma-Aldrich	H3506
Hydrex surgical scrub, chlorhexiding gluconate 4% w/v skin cleanser	Ecolab	3037170
I-A/I-E	Biolegend	107625	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
ICAM1	Becton Dickinson	554970	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
Jurkat T cell line			grown for at least a week prior use. Mycoplasma free
LIVE/DEAD fixable near-IR dead cell stain kit	Thermo Fisher Scientific	L34975
Ly6G	Biolegend	127615	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
Mice			here used C57BL/6 females, aged 8-12 weeks (Charles Rivers), unless specified differently
Microcapillary pipettes (volume range 0.5-1,000 μL)	Fisher Scientific & Starlab	11963466 & 11943466 & 11973466 & S1111-3700
NK1.1	Biolegend	108724	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
Paraformaldehyde	Sigma-Aldrich	P6148-500G	prepared to 2% w/v in PBS
pCMV-ΔR8.91 packaging plasmid		Zuffrey, R., et al. 1997	encodes Gag-Pol HIV protein driven by cytomegalovirus promoter. Ampicilin resistance.
Penicillin/Streptomycin (100x, 10,000 U/mL)	Thermo Fisher Scientific	15140122
Petri dish	Greiner Bio One	664160
pHR'SIN-cPPT-SEW plasmid		Rosas, M. et al. 2014	modified for shRNA and miR expression studies. Encodes EGFP marker downstream SFFV promoter and upstream of the Woodchuck hepatitiv virus enhancer. Ampicilin resistance.
pMD2.G plasmid		Naldini, L. et al. 1996	encodes vesicular stomatis virus g-glycoprotein (VSV-G) envelope. Ampicilin resistance.
Rat IgG1, κ isotype control	Becton Dickinson	550617	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
Rat serum	Sigma-Aldrich	R9759-10ML
Red blood ACK lysis buffer	prepared in house
RPMI 1640 medium (1x) + 400 uM L-glutamine	Thermo Fisher Scientific	21875-091
Saponin	Sigma-Aldrich	S4521
SiglecF	BD	562681	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
Sodium hypochlorite Tablets (bleach, 2,000 ppm)	Guest Medical	H8818
Sterile 24-well cell culture plate	Greiner Bio One	662160
Sterile Dulbecco's PBS (DPBS) (1x) Mg++ and Ca2+ - free	Thermo Fisher Scientific	14190144
Sterile EDTA	Thermo Fisher Scientific	15575020
Sterile VWR disposable transfer pipets (23.0 mL, 30 cm)	VWR	612-4515
Sucrose	Thermo Fisher Scientific	15503022
surgical scissors	N/A	N/A	User preference
Syringes (50 mL and 1 0mL)	Fisher Scientific	10084450 & 768160
Tim4	Biolegend	130007	Refer to Table 1 for the dilution and concentration
U-bottom 96-well cell culture plate	Greiner Bio One	650180