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Method Article
miRNA therapeutics ont un potentiel important dans la régulation de la progression du cancer. Démontré ici sont des approches analytiques utilisées pour l’identification de l’activité d’un traitement de miRNA combinatoire pour stopper le cycle cellulaire et l’angiogénèse.
Cancer du poumon (LC) est la principale cause de décès liés au cancer dans le monde entier. Semblable à d’autres cellules cancéreuses, une caractéristique fondamentale des cellules LC est non réglementée de la prolifération et la division cellulaire. Inhibition de la prolifération en stoppant la progression du cycle cellulaire s’est avérée être une approche prometteuse pour le traitement du cancer, y compris les LC.
miRNA therapeutics ont émergé en tant que régulateurs des gènes post-transcriptionnels important et sont de plus en plus étudiées pour une utilisation dans le traitement du cancer. Dans des travaux récents, nous avons utilisé deux miARN, miR-143 et miR-506, pour réguler la progression du cycle cellulaire. Cellules A549 non-small cell lung cancer (NSCLC) ont été transfectées, modifications d’expression génique ont été analysées et activité apoptotique grâce au traitement a été finalement analysée. Diminution de l’expression des kinases cycline-dépendantes (CDKs) ont été détectés (CDK1, CDK4 et CDK6), et le cycle cellulaire s’arrêta aux transitions de phase G1/S et G2/M. Analyse de la voie a indiqué activité anti-angiogénique potentielle du traitement, qui dote l’approche de l’activité aux multiples facettes. Ici décrites sont les méthodes utilisées pour identifier l’activité miRNA concernant l’inhibition du cycle cellulaire, l’induction de l’apoptose et les effets du traitement sur les cellules endothéliales par l’inhibition de l’angiogenèse. Il est à espérer que les méthodes présentées ici soutiendra les recherches futures sur miRNA thérapeutique et l’activité correspondante et que les données représentatives guidera d’autres chercheurs au cours des analyses expérimentales.
Le cycle cellulaire est une combinaison de plusieurs événements réglementaires qui autorise la duplication de l’ADN et cellules de prolifération à travers le processus mitotique1. Kinases cycline-dépendantes (CDKs) réglementent et promouvoir le cycle cellulaire2. Parmi eux, le CDK mitotique (CDK1) et interphase cdk2 (CDK2, CDK4 et CDK6) ont un rôle essentiel dans le cycle cellulaire progression3. Protéine du rétinoblastome (Rb) est phosphorylé par la CDK4/CDK6 complexe pour permettre la progression de cycle cellulaire4et CDK1 activation est essentielle pour la division cellulaire avec succès5. Plusieurs inhibiteurs de CDK ont été développés et évalués dans des essais cliniques au cours des dernières décennies, indiquant le potentiel du ciblage cdk2 dans le traitement du cancer. En fait, trois inhibiteurs de CDK ont été approuvés pour le traitement du cancer du sein récemment6,7,8,9,10. Ainsi, cdk2, et en particulier, la CDK1 et CDK4/6, sont d’un grand intérêt dans la régulation de la progression du cancer cell.
miARN (miRs) est petites, non codantes RNAs et régulateurs post-transcriptionnelle de l’expression des gènes, régulation environ 30 % de tous les gènes humains11. Leur activité est basée sur la répression traductionnelle ou dégradation des ARN messagers (ARNm)12. Illustrant leur signification biologique, plus de 5 000 miARN ont été identifiées et une molécule de miRNA seul peut régler plusieurs gènes11,13. Plus important encore, miRNA expression a été associée à différentes maladies et les statuts de la maladie, y compris le cancer13. En fait, les miARN ont été caractérisées comme oncogènes ou suppresseurs de tumeur, ayant la capacité à promouvoir ou à supprimer la tumeur développement et la progression de14,15. L’expression relative des miARN dans les tissus malades peut réguler la progression de la maladie ; ainsi, la tradition exogène des miARN a potentiel thérapeutique.
Cancer du poumon est la principale cause de décès liés au cancer et plus grande que 60 % de tous les cancers du poumon non à petites cellules16,les cancers du poumon17, avec un taux de survie à 5 ans inférieur à 20 %18. L’utilisation de miR-143-3 p et p miR-506-3 a été récemment évaluée afin de cibler les cycles cellulaires de cellules du cancer du poumon11. miR-143 et miR-506 ont des séquences qui sont complémentarité CDK1 et CDK4/CDK6, et les effets de ces deux miRs sur cellules A549 ont été analysés. Les détails expérimentaux sont présentés et discutés dans cet article. L’expression des gènes, la progression du cycle cellulaire et l’apoptose ont été évalués à l’aide de différents protocoles expérimentaux et h après transfection. Nous avons utilisé des méthodes PCR (RT-qPCR) quantitatives en temps réel ainsi que l’analyse de microarray de mesurer l’expression de gènes spécifiques et séquençage de RNA de prochaine génération a servi à déterminer le gène global dysrégulation11. Cette dernière méthode identifie l’abondance relative de transcription de chaque gène avec la sensibilité élevée et de la reproductibilité, tandis que des milliers de gènes peuvent être analysés d’une seule analyse expérimentale. En outre, apoptotic analyse suite à un traitement miRNA a été réalisée et est décrite ici. Bio-informatique complété l’analyse de la voie. Présentées ici sont protocoles utilisés pour l’analyse de la thérapeutique potentielle de la combinatoire miR-143 et miR-506.
L’objectif principal du présent protocole est d’identifier les effets des miARN dans les cellules, en mettant l’accent sur le cycle cellulaire. La variété des techniques présentées ici qui s’étend de l’analyse de l’expression génique prétraduction (à l’aide de qPCR) chargé d’élaborer et de nouvelles techniques d’analyse de gène au niveau des protéines, telles que l’analyse microarray. Il est à espérer que ce rapport est utile pour les chercheurs intéressés à travailler avec les miARN. Par ailleurs, la méthodologie d’analyse en cytométrie en flux du cycle cellulaire et l’apoptose des cellules est présenté.
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1. transfection miR-143 et miR-506
Attention : Utilisez des gants en latex, lunettes de protection et un manteau de laboratoire tout en exécutant les expériences décrites. Au besoin, utiliser l’armoire de sécurité biologique avec le ventilateur d’armoire, sans bloquer les voies respiratoires ou de perturber le flux d’air laminaire. Toujours défini la vitre protectrice à la hauteur appropriée, telle que décrite par le fabricant.
2. extraction de l’ARN
3. RT-qPCR
Ingrédients | Quantité (µL) / (20 µL) d’échantillonnage |
5 X cDNA Master mix | 4 |
dNTPs | 2 |
Hexamères aléatoire | 1 |
Rehausseur de RT | 1 |
Mélange enzymatique au verso | 1 |
Eau libre de DNase et RNase | Qté nécessaire après l’ajout de RNA pour faire 20 µL |
Tableau 1 : Matériaux pour la synthèse de cDNA d’échantillons d’ARN. Besoin de quantités d’ingrédients respectifs pour préparer un mélange maître pour un échantillon de la synthèse de cDNA.
Ingrédients | Quantité (µL) / (20 µL) d’échantillonnage |
Mix master SYBR | 10 |
Primer avant - 10 μM | 2 |
Reverse Primer - 10 μM | 2 |
Eau libre de DNase et RNase | 3 |
échantillon d’ADNc | 3 |
Tableau 2 : matériaux pour des PCR quantitative en temps réel provenant d’échantillons de cDNA. Nécessaire la quantité des ingrédients pour préparer un mélange maître pour un échantillon de qPCR.
4. gel d’agarose pour confirmer l’amplification génique unique
5. analyse de cycle de cellules
6. dosage de l’apoptose
7. expression de la protéine par anticorps cycle cellulaire microarray
8. séquençage de RNA
9. test de formation tube
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Analyse de l’expression génique à l’aide de la RT-qPCR et gel d’électrophorèse
Analyse de l’expression différentielle des gènes à l’aide de la RT-qPCR a démontré une diminution significative des gènes ciblés CDK1, CDK4 et CDK6. CDK1 et CDK4/6 ont été montré pour être un instrument pour le G2/M et les transitions G1/S, respectivement. L’analyse effectuée a permis de comparaison directe...
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miARN peut fonctionner comme des thérapies ciblées pour le traitement du cancer, reconnaissant le dérèglement des niveaux d’expression dans malades vs les tissus normaux. Cette étude visait à déterminer les miARN qui potentiellement stopper la progression du cycle cellulaire au cours de plusieurs étapes. Il a été identifié que miR-143 et miR-506 de faire cesser le cycle cellulaire des cellules cancéreuses et les protocoles présentés visant à comprendre l’activité de ce traitement combinatoire miRNA.
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Les auteurs aimerait remercier John Caskey à Louisiana State University pour son aide sur l’analyse de la voie des données de séquençage de l’ARN et l’Université du Texas Southwestern Medical Center, McDermott prochaine génération séquençage central pour effectuer l’analyse de données et de séquençage des RNA. Cette recherche a été financée par le collège de pharmacie, Université de la Louisiane Monroe fonds de démarrage et les National Institutes of Health (NIH) par le biais de l’Institut National de générale Medical Science subventions 5 P20 GM103424-15, 3 GM103424 de P20-15 s 1.
Aucun conflit d’intérêts ne sont déclarés.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
-80 °C Freezer | VWR | VWR40086A | |
96 well plate | CELLTREAT Scientific | 50-607-511 | |
96-well Microwell Plates | Thermo Scientific | 12-556-008 | |
A549 Non Small Cell Lung Cancer Cells | ATCC | ATCC CCL-185 | |
Agarose | VWR | 0710-25G | |
Agilent 2100 Bioanalyzer | Agilent Technologies | G2938c | |
Ambion Silencer Negative Control No. 1 siRNA | Ambion | AM4611 | |
Antibiotic-Antimycotic Solution (100x) | Gibco | 15240-062 | |
Antibody Array Assay Kit, 2 Reactions | Full Moon Bio | KAS02 | |
Bright field microscope | Microscoptics | IV-900 | |
Bright field microscope | New Star Environment LLC | ||
Cell Cycle Antibody Array, 2 Slides | Full Moon Bio | ACC058 | |
Cell Logic+ Biosafety Cabinate | Labconco | 342391100 | |
Cellquest Pro | BD bioscience | Steps 5.14; 6.13: Used for calculating the population distrubution according to the cell cycle phase and for calculating the population distribution for the analysis of apoptosis | |
CFX96 Real Time System | BioRad | CFX96 Optics Module | |
Chemidoc Touch Imaging System | BioRad | Chemidoc Touch Imaging System | |
CO2 Incubator | Thermo Scientific | HERAcell 150i | |
Cultrex Reduced Growth Factor Basement Membrane Matrix | Trevigen | 3433-010-01 | |
Digital Camera | AmScope | FMA050 | |
DMEM 4.5 g/L Glucose, w/out Sodium Pyruvate, w/ L-Glutamine | VWR | VWRL0100-0500 | |
DNAse I | Zymo Research | E1010 | |
Endothelial Cell Growth Supplement (ECGS) | BD Biosciences | 356006 | |
Eppendorf Pipette Pick-A-Pack Sets | Eppendrof | 05-403-152 | |
Ethanol, Absolute (200 Proof), Molecular Biology Grade, | Fisher BioReagents | BP2818500 | |
Ethidium bromide | Alfa acar | L07462 | |
F-12K Nutrient Mixture (Kaighn's Mod.) with L-glutamine, Corning | Corning | 45000-354 | |
FACS Calibur Flowcytometer | Becton Dickinson | ||
Fetal Bovine Serum - Premium | Antlanta Biologicals | S11150 | |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Fisher Scientific | 10438026 | |
Fisherbrand Basix Microcentrifuge Tubes with Standard Snap Caps | Fisherbrand Basix | 02-682-002 | |
Forma Series II water Jacket CO2 incubator | Thermo Scientific | ||
Heparin Solution (5000 U/mL) | Hospira | NDC#63739-920-11 | |
Horixontal Electrophoresis system | Benchtop lab system | BT102 | |
hsa-miR-143-3p miRNA Mimic | ABM | MCH01315 | |
hsa-miR-506-3p miRNA Mimic | ABM | MCH02824 | |
Human Recombinant Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) | Thermo Scientific | PHC9394 | |
Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC) | Individual donors | IRB# A15-3891 | |
HyClone Phosphate Buffered Saline (PBS) | Fisher Scientific | SH30256FS | |
Ingenuity Pathway Analysis | Qiagen | Results: Used for bioinformatics pathway analysis | |
Invitrogen UltraPure DNase/RNase-Free Distilled Water | Invitrogen | 10-977-015 | |
Lipofectamine 2000 | Invitrogen | 11-668-027 | |
Loading dye 10X | ward's science+ | 470024-814 | |
Medium M199 (with Earle′s salts, L-glutamine and sodium bicarbonate) | Sigma Aldrich | M4530 | |
Microscope Digital Camera | AmScope | MU130 | |
Modfit LT | Verity Software | Step 5.15: Alternative software for analysis of cell cycle population distributions | |
Nanodrop | Thermo Scientific | NanoDrop one C | |
Opti-MEM | Gibco by life technologies | 31985-070 | |
Penicillin-streptomycin 10/10 | Antlanta Biologicals | B21210 | |
Power UP sybr green master mix | Applied Biosystems | A25780 | |
Propidium Iodide | MP Biochemicals LLC | IC19545825 | |
Proscanarray HT Microarray scanner | Perkin elmer | ASCNPHRG. We used excitation laser wavelength at 543 nm. | |
q PCR optical adhesive cover | Applied Biosystems | 4360954 | |
Quick-RNA Kits | Zymo Research | R1055 | |
Ribonuclease A from Bovine pancreas | Sigma | R6513-50MG | |
ScanArray Express | PerkinElmer | Step 7.33: Microarray analysis software | |
Shaker | Thermo Scientific | 2314 | |
SimpliAmp Thermal Cycler | Applied Biosystems | ||
SpectraTube Centrifuge Tubes 15ml | VWR | 470224-998 | |
SpectraTube Centrifuge Tubes 50ml | VWR | 470225-004 | |
TBS Buffer, 20x liquid | VWR | 10791-796 | |
Temperature controlled centrifuge matchine | Thermo Scientific | ST16R | |
Temperature controlled micro centrifuge matchine | Eppendrof | 5415R | |
Thermo Scientific BioLite Cell Culture Treated Flasks | Thermo Scientific | 12-556-009 | |
Thermo Scientific Pierce BCA Protein Assay | Thermo Scientific | PI23225 | |
Thermo Scientific Pierce RIPA Buffer | Thermo Scientific | PI89900 | |
Thermo Scientific Thermo-Fast 96-Well Full-Skirted Plates | Thermo Scientific | AB0800WL | |
Thermo Scientific Verso cDNA synthesis Kit (100 runs) | Thermo Scientific | AB1453B | |
Ultra Low Range DNA Ladder | Invitrogen | 10597012 | |
VWR standard solid door laboratory refrigerator | VWR |
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An erratum was issued for: Analysis of Combinatorial miRNA Treatments to Regulate Cell Cycle and Angiogenesis. An author name was updated.
One of the authors' names was corrected from:
George Matthaiolampakis
to:
George Mattheolabakis
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