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Method Article
このプロトコルでは、転写調節の眠れる森の美女システムによって人間のゲノムへの興味の遺伝子の安定した統合を実現する方法について説明します。統合導入された細胞の分子アッセイ、ひと細胞の体外伝達不良レンチウイルスベクターの作製が報告されます。
眠れる森の美女(SB) トランスポゾンは遺伝子導入および機能ゲノム解析の実証済みの有効性と非ウイルス性統合システムです。SB トランスポゾン機械を最適化するためには、転写規制多動トランスポザーゼ (SB100X) やトランスポゾンの T2 ベースを採用します。通常、トランスポザーゼとトランスポゾンは一過性トランスフェクション プラスミッドによって提供される、SB100X 式が構成のプロモーターによって駆動されます。ここでは、SB100X 式を制御し、安定した統合により、「カットアンド ペースト「アンチモン (五井) 興味遺伝子のいくつかの物理的および化学的遺伝子導入方法に耐性がある人間の細胞に SB コンポーネントを提供する効率的な手法について述べるメカニズム。多動トランスポザーゼの式は 1992 年以来の遺伝子発現の制御に広く用いられる、テトのシステムによって厳しく制御されています。興味の遺伝子は、反転の繰り返し (IR) T2 トランスポゾンによって挟まれています。SB の両方のコンポーネントは、欠陥レンチウイルスベクターは一過性 HEK293T 細胞で生産される統合パッケージ化されます。ヒトの細胞、細胞株あるいは人間のティッシュから初代培養細胞は体外一過性のウイルスのベクトルを導入です。培地にドキシサイクリン (dox、テトラサイクリン アナログ) の追加が、トランスポザーゼ式の微調整は、測定し、扱われた細胞のゲノムの興味の遺伝子の長期的な統合の結果します。このメソッドは効率的で (例えば、HeLa 細胞) と初代培養細胞 (例えば、人間プライマリ ケラチノ サイト) に適用される、従って遺伝子工学や遺伝子治療のための貴重なツールを表します。
T2 ベース トランスポゾンと結合した多動 SB100X トランスポザーゼは既に臨床遺伝子療法アプリケーション1,2,3, ゲノムの変更4、5で使用されていて、誘導多能性幹細胞 (iPSC)6,7をプログラムし直します。通常、SB コンポーネント一過性トランスフェクション プラスミドによって提供されます、強い構成プロモーター ドライブ、トランスポザーゼの式。ただし、トランスフェクションの向上新しい方法にもかかわらず二成分系の配信のまま多くのアプリケーションのための挑戦です。したがって、新しい配信プロトコルの開発は、関心が高まっています。トランスフェクション法プラスミド8と mRNA9、ほかウイルス配信によるアデノ ウイルス10、11、アデノ随伴ウイルス (AAV)12、バキュロ ウイルス13、gammaretroviral14レンチウイルスベクター15は過去に提案されています。特に、選択肢のシステムはウイルスのベクトルの統合がなければ SB コンポーネントの一時的な配信を保証しなければなりません。それにもかかわらず、構成式のトランスポザーゼは、トランスポゾンの手に負えない rehopping の危険があるため安全上の懸念を発生させます。
したがって、洗練されたテトのシステムによる SB100X の転写調節機構は、初挑戦です。単純ヘルペス ウイルス 1 (HSV-1)16, Timidine キナーゼ (TK) 遺伝子の最小プロモーター (-81) とオリジナル開発最小限サイトメガロ ウイルス (CMV) のプロモーターを置き換えることによって得られる変更されたテト応答性プロモーターのクローンの上流、SB100X cDNA (pTetOTKSB100X)。変異の逆テトラサイクリン トランス rtTA2s-M217は異なるプラスミドの複製 (ホスホ グリセリン酸プロモーター、PGK) 強い構成プロモーターの制御下で表されます (pCCL PGKrtTA2S・ m 2)。Dox を培養培地に加え、rtTA2sがバインドされます-M2 の変調器は、複雑なまたは、SB100X 式18の堅く調整された誘導の Tet プロモーターをテザーします。
2 番目の主要な課題は、物理的・化学的手法によるひと初代培養細胞の非能率的なトランスフェクションから発生します。ひと細胞のトランスフェクション、SB100X、rtTA2sに耐性トランスポザーゼを効率的に配信-M2 式カセットが 2 つ統合欠陥レンチウイルスベクター (IDLVs)19にパッケージ化: IDLVTKSB と IDLVrtTA2s-M2。ウイルスのベクトルは一過性 HEK293T 細胞20と Vescicular 性口内炎ウイルス (VSV G)、感染症の広範なスペクトルを与えるの糖蛋白質 G の新規第 3 世代ベクトルとして生産されています。ベクトル粒子は遠心によって濃縮され、HIV 1 ギャグ p24 イミュノキャプチャー滴定します。細胞と細胞を変換するには、ベクトル粒子は polybrene 複合体し、dox の有無と標的細胞培養が。薬物依存性活性化導入された細胞における SB100X の発現は、定量的 RT-PCR (qRT PCR)18によって測定されます。
テト規制 SB100X 式を示した一度ターゲット細胞のゲノムに (例えば、緑色蛍光タンパク質 GFP) 五井の転位は明らかに Bak とミケルセン21描き出しました分子イベントに従います。IDLV 3 分の 1 は、五井 T2 トランスポゾン IRs (IDLVT2) 間のクローン作成の式カセットが構築し上記のようにパッケージを運ぶベクターします。最後に、効率的に生体外で人間の細胞 (例えば、プライマリ ケラチノ サイト) 変換し、ドキシサイクリン18存在下で五井を統合する 3 つの IDLV ベクトルを使用できます。
1. プラスミドを採用
注: プラスミド pCCL PGKrtTA2S-M2 親切教授 Zappavigna (大学のモデナとレッジョ ・ エミリア、モデナ、イタリア) で提供されました。非常に活発なトランスポザーゼのコード配列を運ぶ pCMVSB100X プラスミドと pT2/BH トランスポゾン プラスミド親切教授 Z. Ivics (ポール Ehrlich の協会、ドイツのランゲン)、教授 Z. Izvak (Max Delbruck 分子医学センター、ベルリンで提供されました。ドイツ)。
2. ウイルスのベクトル生産
注: すべてのウイルスのベクトルは、機関の規則や規制によると、BSL2 のバイオセイフティ封じ込めのレベルでバイオハザード フードで生産されます。
3. ひと培養細胞 (HeLa 細胞など) の伝達
注: HeLa 細胞を 2 mM グルタミン、100 U/mL ペニシリン-ストレプトマイシン, 10% 牛胎児血清を添加したダルベッコ変法イーグル培地で培養しています。表 1は、このプロトコルで採用されているベクトルのすべてをまとめたものです。各ベクトルについて説明します。HeLa 細胞の情報伝達は、2 つの IDLV ベクトルの最高用量の組み合わせで SB トランスポザーゼの転写制御の検証をことができます。IDLV 線量の変動ベクトル粒子の滴定およびターゲット細胞型に関連します。
4. ひと初代培養細胞 (ケラチノ サイトなど) の伝達
注: プライマリ ヒト角が致死的照射 3T3 J2 セル (送り装置の層)23、ヤン Barrandon (スイス連邦工科大学、ローザンヌ、スイス連邦共和国) からの優しい贈り物にシードされます。
5 導入された主なケラチノ サイトの Cytofluorimetric 分析
注: フローサイト青色レーザーで構成されている (488 nm)、赤レーザー (633 nm) のフィルターには GFP と APC の蛍光性の検出を採用し、(材料表参照)。
6. 半定量的 RT-PCR
注: は、PCR サーマルサイクラーを使用します。
7. 定量 RT-PCR (qRT PCR)
注: 商業配列検出システムを採用します。PCR プライマーと GAPDH のグリセルアルデヒド 3-リン酸デヒドロゲナーゼの 6 carboxyfluorescein (FAM) プローブは商業的に購入しています。
ここで説明されて手順を使用して規制される SB 成分を運ぶ 3 つの IDLV ベクトル (SB100X、rtTA2S-M2 と T2 GFP のトランスポゾン) パッケージ化され使用を効率的に配信し、しっかりと人間の細胞で SB 系を調節します。図 1 aは、体外伝達 HeLa 細胞 (表 2に報告される) 2 つの IDLV ベクトルの最高用量の組み合わせで SB トランス?...
ここでは、眠れる森の美女による標的細胞のゲノムに安定、五井を統合する広くアクセスできる方法論について述べる-転位を介する。SB システム nonviral ゲノムの編集法を提供するために開発されましたが、統合機械 (トランスポザーゼと T2 トランスポゾン) の効率的な配信は必須です。したがって、SB システムをほとんど transfectable の一次電池、使用する SB コンポーネントのウイル?...
著者が明らかに何もありません。
我々 は教授 Zappavigna、モデナ大学、レッジョ ・ エミリア、モデナ、イタリア pCCL PGKrtTA2Sと私たちを提供するために感謝-M2 プラスミド。我々 はまた pCMVSB100X と pT2/BH プラスミドの教授 Z. Ivics (ポール Ehlrich 研究所、ドイツのランゲン) と教授 Z. Izvak (Max Delbruck センター分子医学、ベルリン、ドイツ) を認めます。この作品は、国際デブラとイタリア大学・研究省によって支えられました。
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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