A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
התערבות RNA (RNAi) הוא בעל יתרונות רבים על פני בנוקאאוט הגן נעשה שימוש נרחב ככלי במחקרים גנים תפקודיים. המצאת ה-DNA וקטור מבוססי RNAi הטכנולוגיה הפכה לטווח ארוך הגן מושרה מציאה אפשרי, גם הגדילה את הכדאיות של השתקת הגן In vivo.
התערבות RNA (RNAi) מעכב ביטוי גנים על ידי mRNAs יעד משפילים במיוחד. מאז גילויו של פעמיים תקועים התערבות RNA קטן (siRNA) בגן ההשתקה 1, RNAi הפך לכלי רב עוצמה המחקר במחקרים תפקוד הגן. לעומת מחיקה גנטית, RNAi בתיווך להשתקת גנים בעל יתרונות רבים, כגון הקלות שבה היא מתבצעת והתאמתו שורות תאים ביותר. מחקרים רבים הדגימו את היישומים של טכנולוגיית RNAi בחקר הסרטן. בפרט, פיתוח טכנולוגיית ה-DNA וקטור מבוסס לייצר סיכת ראש RNA קטן (shRNA) מונע על ידי U6 או האמרגן H1 הפכה לטווח ארוך הגן מושרה להשתיק 2,3 אפשרי. השימוש בו בשילוב עם וקטורים ויראליים מהונדסים גנטית, כמו lentivirus, מקלה על יעילות גבוהה של משלוח shRNA ו / או אינטגרציה לתוך הדנ"א הגנומי לביטוי shRNA יציב.
אנו מתארים detaileהליך D באמצעות וקטור מבוססי טכנולוגיית ה-DNA RNAi לקבוע תפקוד הגן, כולל בנייה של וקטורים lentiviral המבטאים shRNA, ייצור lentivirus וזיהום התא, ומחקרים תפקודית באמצעות מודל xenograft העכבר.
אסטרטגיות שונות דווחו ביצירת מבנים shRNA. פרוטוקול המתואר כאן העסקת הגברה PCR ו קשירת 3-שבר יכול לשמש ישירות וביעילות ליצור shRNA המכילים מבנים lentiviral מבלי לעזוב כל הצמוד נוקלאוטיד נוסף ברצף shRNA קידוד. מאז shRNA ביטוי קלטות שנוצרו על ידי אסטרטגיה זו ניתן לגזור על ידי אנזימי הגבלה, הם יכולים להעביר בקלות וקטורים אחרים עם סמנים ניאון או אנטיביוטיקה שונים. ריאגנטים transfection המסחריים יכולים לשמש בייצור lentivirus. עם זאת, בדו"ח זה, אנו מספקים שיטה כלכלית באמצעות סידן זרחתי משקעים כי ניתן להשיג על יעילות transfection של 90%293T תאים. לעומת מכוננת וקטורים shRNA הביטוי, מערכת shRNA מושרה מתאים במיוחד כדי לדפוק את הגן חיוני התפשטות תאים. אנחנו מדגימים להשתקת גנים של ין יאנג 1 (YY1), oncogene פוטנציאל בסרטן השד 4,5, על ידי ט במערכת מושרה shRNA והשפעתו על היווצרות הגידול. מחקר באמצעות lentivirus מחייב סקירה ואישור פרוטוקול בטיחות ביולוגית על ידי ועדת בטיחות ביולוגית של המוסד של החוקר. מחקרים באמצעות מודלים של בעלי חיים מחייבת בדיקה ואישור של פרוטוקול בעלי חיים על ידי טיפול בבעלי חיים ועדת שימוש (ACUC) במוסד של החוקר.
1. דור בונה shRNA
2. Lentivirus transfection
אמצעי זהירות: וקטורים lentiviral נגזרות וירוס הכשל החיסוני האנושי-1 (HIV-1) הגנום ושכפול כשיר. הם היו בשימוש נרחב למסירה גן בשל היכולת של הדבקה גם חלוקת ולא חלוקת תאים. עם זאת, שני סיכונים עיקריים קיימים מחקרים באמצעות lentivirus. (1) פוטנציאל לייצור של lentivirus שכפול-המוסמכת. סיכון זה יכול להיות מופחת באופן משמעותי אם מערכת הדור השלישי lentiviral משמש. (2) פוטנציאל oncogenesis. סיכון זה עלול להחמיר אם מוסיף שבוצעו הם בשעור או להדחיק מדכאי סרטן.פעילויות המחקר המעורבים lentivirus HIV המבוסס על צריכה לבצע את "שיקולי בטיחות ביולוגית למחקר עם וקטורים lentiviral" של NIH ( http://oba.od.nih.gov/rdna_rac/rac_guidance_lentivirus.html ) ודורשים אישור של ועדת בטיחות ביולוגית המוסד של החוקר. באופן כללי, רמת בטיחות ביולוגית משופרת-2 (BSL-2) הבלימה נדרשת הגדרה במעבדה אם וקטורים lentiviral משמשים.
3. זיהום אפיון תאים נגועים
4. עכבר Xenograft דגם מחקר
5. נציג תוצאות
פרוטוקול זה שימש כדי לחקור את ההשפעות של מציאה YY1 על היווצרות גידולים xenograft של גחלילית בלוציפראז-לבטא מד"א-MB-231 (תאים אנושיים אדנוקרצינומה בשד תאים, Caliper מדעי החיים) בעכברים עירום athymic. רצף היעד shRNA של YY1 האנושי "GGG AGC AGA AGC AGG TGC AGA T". רצף מקושקשות "GGG ACT ACT CTA tta CGT CAT T" נוצר גם עבור (המשך) shRNA, אשר לא היה דמיון משמעותי תמליל כל הידוע. את oligonucleotides המשמשים לייצור ט ב בונה shRNA מושרה, עם YY1 כדוגמה, מוצגים בטבלה 1. כתוצאה מכך, שני וקטורים lentiviral, plu-Puro-Indu-YY1 shRNA ו-plu Puro-Indu-המשך shRNA, נבנו והם שימשו לייצור lentiviruses. היינו אלה lentiviruses בנפרד להדביק שתי מד"א-MB-231 שיבוטים תא (שיבוטים 1 ו -3) הביעו גם הרגולטור טטרציקלין (tetR) ו בלוציפראז Firefly. אוכלוסיות תאים Polyclonal התקבלו לאחר בחירת puromycin. איור 3 א מציג DOX הנגרמת YY1 מציאה אלה מד"א-MB-231 תאים נגועים על ידי plu-Puro-Indu-YY1 shRNA lentivirus. לאחר מכן השתמשו בתאי polyclonal של שיבוט 3 נגועים בנפרד על ידי אלה מושרה YY1 shRNA ואת המשך lentiviruses shRNA ו ציין כי YY1 דלדול מופחת הפולשנות של מד"א-MB-231 תאים (איור 3 ב). ניתוח המערב למחוק אישר DOX הנגרמת YY1 ההשתקה במד"א-MB-231 תאים עם shRNA indu-YY1, בעוד התאים המכילים indu-המשך shRNA לא הראו את האפקט הזה (איור 3 ג). היינו אז תאים אלה של המחקר העכבר xenograft המודל. לעומת קבוצות הביקורת, העכברים המושתלים על ידי מד"א-MB-231 תאים עם indu-YY1 shRNA וסיפקה מים DOX המכיל הראה היווצרות הגידול הקטינה, כאשר דמיינו ידי ביולומינציה (איור 4 א) ו - נקבע על ידי משקולות הגידול (איור 4B ). YY1 השתקת אלה גידולים xenograft אושר על ידי מחקרים כתם המערבי שמוצג באיור 4C.
באיור 1. תרשים סכמטי עבור הדור של מבנה shRNA והתעתיק shRNA. P1 primers כדי P6 מוצגים (ראה לוח 1 עבור רצפים למשל). Pol III: RNA פולימראז III (ד). בסוף מעוכל. הרישום הוא לא קנה מידה. לחץ כאן כדי להציג תמונה גדולה יותר .
2 "src =" / files/ftp_upload/4129/4129fig2.jpg "/>
איור 2. תרשימים סכמטיים של וקטור () lentiviral ו (ב) מנגנון ט על מקדם מושרה H1 משמש להשתקת גנים. וקטור lentiviral שוחזר על פי pLL3.7 14. H1-PR: האמרגן H1, UBC-PR: האמרגן האדם היוביקוויטין C; Puro: puromycin: Tre: אלמנט טטרציקלין תגובה: DOX: דוקסיציקלין. TetR: הרגולטור טטרציקלין. 5'LTR, 3'SIN-LTR ו WRE הם מרכיבים חיוניים של 14 וקטור lentiviral.
איור 3. DOX הנגרמת YY1 ההשתקה והשפעתה על הפולשנות של מד"א-MB-231 תאים. א YY1 רמות שתי אוכלוסיות תאים polyclonal הנגזרות TetR-להביע שיבוטים 1 ו -3 נגועים על ידי plu-Puro-Indu-YY1 shRNA lentivirus ותרבותיים בהעדר נוכחות של DOX. ב בוידן קאמרית assay של מד"א-MB-231 תאים עם shRNAs מושרה. (* P <0.05 לעומת שלוש הקבוצות האחרות). ג נציג המערב כתמים של הביטוי YY1 אלה אוכלוסיות תאים ארבע.
באיור 4. ההשפעות של השתקה YY1 הנגרמת על היווצרות גידולים xenograft ידי מד"א-MB-231 תאים. א Schematic דיאגרמה של השתלת תאים (משמאל) תמונות bioluminescent נציג שנתפסו על ידי מערכת הדמיה IVIS ב 4 שבועות (מימין) תא חיסון הודעה. ב Xenograft משקולות הגידול ב 4 שבועות. * P ≤ 0.05. ג מערביות כתמים של YY1 ו β-אקטין ביטוי ב xenografts של מד"א-MB-231 תאים עם indu-YY1 shRNA בהעדר נוכחות של DOX. תוויות על גבי שמות של עכברים בודדים.
Oligonucleotide | רצף (5 '- 3 ") | השימוש ומיקומו |
P1 (ט ב ח1) | cagt GGATCC CGA ACG CTG ACG TCA TCA ACC C | PCR, בסוף 5'-של האמרגן H1 |
P1 (U6) | cagt GGATCC GAC GCC GCC ATC TCT AGG | PCR, בסוף 5'-של האמרגן U6 |
P2 (עבור YY1 עם ט ב H1) | cagc AAGCTT GAA ATC tgc ACC tgc TTC tgc TCC ג GGG ATC ATC TCT ACT גת AGG GAA C | PCR, בסוף-3'של האמרגן ט ב H1 מושרה |
P2 (עבור YY1 עם U6) | cagc AAGCTT GAA ATC tgc ACC tgc TTC tgc TCC ג AAA Caa ggc TTT TCT המרכז לאמנות עכשווית agg גת | PCR, בסוף-3'של האמרגן U6 |
P3 (עבור YY1) | AGC TT ATC tgc ACC tgc TTC tgc TCC ג ttttt גרם | להיות מרותק עם P4 |
P4 (עבור YY1) | aattc aaaaa GGG AGC אגא AGC agg tgc אגא ת"א | להיות מרותק עם P3 |
P5 (עבור pLL3.7) | GGG טק AGT gca GGG GAA אגא אתא g | לסינון PCR, בשימוש עם P6 |
P6 (עבור ט ב H1) | גת TTC המרכז לאמנות עכשווית GAA CAC ATA GCG AC | לסינון PCR, בשימוש עם P5 |
P6 (עבור U6) | AGG GTG AGT TTC CTT TTG TGC TG | לסינון PCR, בשימוש עם P5 |
טבלה 1. Oligonucleotides מסונתז המשמשים ליצירת מבנים shRNA. P1 ו רצפים P6 עבור U6 עכבר ט על אדם מושרה מקדמי H1 מסופקים. YY1 האדם משמש כדוגמה עם רצף מטרה shRNA של GGG AGC AGA AGC AGG TGC AGA ט רצפים ספציפיים YY1 מודגשים. שני רצפים-P2 של YY1 מיועדים שני היזמים, בהתאמה. U6 מכוננת / YY1 shRNA תוארה בעבר 15, בעוד ט ב H1/YY1 נעשה שימוש בפרוטוקול זה. P5 הוא וקטור ספציפי את רצף עבור pLL3.7 14 מוצג. הרצפים של אנזימי הגבלה הם קו תחתי, ואילו רצפים כדי לחשל את היזמים במהלך הגברה PCR הם המודגש.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
פרוטוקול זה מתאר שיטה להפיל הגן באמצעות shRNA ולדמיין ההשפעה הביולוגית שלה באמצעות הדמיה bioluminescent גידול תאים סרטניים in vivo. אתר היעד של shRNA לא יכילו כל אחד משלושת אתרי הגבלה (BamHI, HindIII ו EcoRI) משמש עבור subcloning. בתרחיש נדיר כאשר כל אחד מהאתרים הללו קיים, אנזים הגבלה נוספת שנ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אין ניגוד עניינים הצהיר.
עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי מענקי מחקר המלומדת (116403-RSG-09-082-01-MgO) של האגודה האמריקנית למלחמה בסרטן וקופות המיפוי של אוניברסיטת Wake Forest למדעי הבריאות ל GS. DBS נתמך על ידי NCI אימון מענק 5T32CA079448.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
בנוסף ציוד מעבדה נפוצה המשמשת RNA וניתוח חלבון ו תרבית תאים, חומרים הבאים ריאגנטים נדרשים עבור פרוטוקול זה.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
שם מגיב | |||
בטיחות ביולוגית מתאים הבלימה ברמת בטיחות ביולוגית 2 הממשלה | |||
PCR thermocycler | |||
Ultracentrifuge | |||
הרדמה, אינדוקציה קאמרית עם אוכלי נבלות isoflurane | |||
Digital Vernier קליפר | |||
IVIS הדמיה המערכת | |||
המוסמכות ביותר DH5a החיידק אשריכיה קולי | |||
EcoRI, BamHI, & HindIII הגבלה אנזימים | |||
האנזים T4 DNA | |||
הדור השלישי lentivirus אריזה פלסמידים VSV-G, pRSV-Rev ו pMDLg / pRRE |
רשימת חומרים
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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