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RNA 간섭 (RNAi)는 유전자 녹아웃 이상의 많은 장점을 보유하고 광범위하게 유전자 기능 연구의 도구로 사용되었습니다. DNA를 벡터 기반의 RNAi 기술의 발명은 장기적으로 가능한 inducible 유전자 최저했고, 또한 유전자 입을의 가능성을 증가 생체내에서.
RNA 간섭 (RNAi)는 특별히 굴욕적인 표적 mRNAs에 의해 유전자 발현을 억제. 유전자 입을 1 더블 표류하는 작은 간섭 RNA (siRNA)의 발견 이후, RNAi는 유전자 기능 연구에 강력한 연구 도구가되었습니다. 유전자 삭제에 비해 RNAi - 중재 유전자 입을은 그것이 수행되고있는 용이성 및 대부분의 세포 라인의 적합성 등 많은 장점을 가지고 있습니다. 여러 연구가 암 연구에 RNAi 기술의 애플 리케이션을 증명하고있다. 특히 U6 또는 H1 프로 모터에 의해 구동 작은 머리핀 RNA (shRNA)를 생산하는 유전자 벡터 기반 기술의 개발이 가능 2,3 입을 장기와 inducible 유전자를했습니다. 같은 lentivirus와 같은 유전자 조작 바이러스 벡터,와 함께 그것의 사용은 안정 shRNA 표현에 대한 게놈의 DNA로 shRNA 제공 및 / 또는 통합의 높은 효율성을 용이하게합니다.
우리는 detaile을 설명D 절차 shRNA, lentivirus 생산과 세포 감염 및 마우스 이종 이식 모델을 이용한 기능성 연구를 표현하는 lentiviral 벡터의 건설을 포함하여 유전자 기능을 확인하기 위해 DNA를 벡터 기반의 RNAi 기술을 사용하여.
다양한 전략 shRNA 구조를 생성에보고되었습니다. 프로토콜은 PCR 증폭 및 3 조각 내고를 고용하는 것은 직접적으로 그리고 효율적으로 생성하는데 사용될 수 있습니다 여기에서 설명한 shRNA 함유 shRNA 코딩 순서에 어떠한 여분의 염기 인접한를 떠나지 않고 lentiviral 구조를. 이 전략에 의해 만들어 shRNA-발현 카세트가 제한 효소에 의해 절단되기 때문에, 그들은 쉽게 다른 형광이나 항생제 마커와 다른 벡터로 이동할 수 있습니다. 대부분의 상용 transfection의 시약은 lentivirus 생산에 사용할 수 있습니다. 그러나,이 보고서에서, 우리는 90 %의 transfection 효율을 통해 달성할 수있는 칼슘 인산염 석출을 사용하는 경제적인 방법을 제공293T 세포. 제정 shRNA 발현 벡터에 비해 inducible의 shRNA 시스템은 세포 증식에 필수적인 유전자를 쓰러뜨린에 특히 적합합니다. 우리는 음과 양 1 (YY1), 유방암 4,5에서 잠재적인 oncogene의 유전자 입을을 보여주 의해 Tet-에서 inducible shRNA 시스템과 종양 형성에 미치는 영향. lentivirus을 사용하여 연구 결과 검토 및 연구자의 기관 Biosafety위원회 biosafety 프로토콜의 승인이 필요합니다. 동물 모델을 이용한 연구 결과 검토 및 연구자의 교육 기관의 동물 관리 및 사용위원회 (ACUC)에 의해 동물의 프로토콜의 승인이 필요합니다.
1. shRNA 구조의 생성
2. Lentivirus의 Transfection
주의 사항 : Lentiviral 벡터가 (HIV-1) 게놈 및 복제 무능 바이러스-1 인간 면역 결핍에서 파생됩니다. 그들은 널리 세포를 분리 및 비 나누어 모두를 감염시킬 수있는 능력으로 인해 유전자 전달에 사용되었습니다. 그러나, 두 가지 주요 위험 lentivirus을 사용하여 연구에 존재합니다. 복제 - 관할 lentivirus의 생성 (1) 잠재. 3 세대 lentiviral 시스템이 사용되는 경우 이러한 위험을 크게 줄일 수 있습니다. oncogenesis (2) 잠재. 실시 삽입이 종양 발생 있거나 종양 진압을 주체할 경우이 위험을 악화 수 있습니다.HIV 기반 lentivirus에 관련된 연구 활동은 NIH (의 "Lentiviral 벡터와 연구를 위해 Biosafety 고려 사항"을 따라야 http://oba.od.nih.gov/rdna_rac/rac_guidance_lentivirus.html ) 및 Biosafety위원회의 승인이 필요 연구자의 기관. lentiviral 벡터를 사용하는 경우 일반적으로 향상된 Biosafety 레벨 2 (BSL-2) 봉쇄는 실험실 설정이 필요합니다.
3. 감염된 세포의 감염 및 특성화
4. 이종 이식 마우스 모델 연구
5. 대표 결과
athymic 누드 생쥐에서,이 프로토콜은 반딧불 루시페라제-표현 MDA-MB-231 세포 (캘리퍼스 생명 과학 인간 유방 선암 세포)의 이종 이식 종양 형성에 YY1 최저의 효과를 연구하는 데 사용되었다. 인간 YY1의 shRNA 대상 시퀀스는 "AGC AGA AGC AGG AGA TGC T를 GGG"라는 것이다. 발진 시퀀스는 "GGG ACT ACT CTA TTA CGT CAT T"도 통제 알려진 어떤 성적표에 상당한 유사성을 가지고 있지 않은 (cont) shRNA을 위해 만들었습니다. 예를 들어 같은 YY1있는 inducible의 shRNA 구조 Tet-에서 확인하는 데 사용 oligonucleotides,, 표 1에 표시됩니다. 결과적으로, 두 lentiviral 벡터, pLu-Puro-Indu-YY1 shRNA 및 pLu-Puro-Indu-cont shRNA은 건설되었고 그들은 lentiviruses를 생산하는 데 사용되었다. 우리는 개별적으로 테트라 사이클린 레귤레이터 (tetR)과 반딧불의 루시페라제을 모두 표현이 MDA-MB-231 세포 클론 (클론 1, 3) 감염이 lentiviruses를 사용했습니다. Polyclonal 세포 인구는 puromycin 선택 후 얻은되었다. 그림 3A는 pLu-Puro-Indu-YY1 shRNA lentivirus 감염이 MDA-MB-231 세포에서 Dox 유발 YY1 최저를 보여줍니다. 그러면 이러한 inducible YY1 shRNA 및 cont shRNA의 lentiviruses에 의해 개별적으로 감염 YY1 고갈이 MDA-MB-231 세포 (그림 3B)의 invasiveness을 줄일 것을 관찰 클론 3 polyclonal 세포를 사용했습니다. indu-cont shRNA를 포함하는 세포 (그림 3C)이 효과를 표시하지 않은 반면 서양 얼룩 분석은 indu-YY1 shRNA과 MDA-MB-231 세포에서 Dox 유발 YY1 입을를 확인했다. 그러면 사용 이종 이식 마우스 모델 연구를위한 세포. 컨트롤 그룹에 비해 indu-YY1 shRNA과 MDA-MB-231 세포에 의해 이식 및 Dox 함유 물과 함께 제공되는 마우스는 (그림 4B bioluminescence (그림 4A)에 의해 시각 때 감소 종양 형성을 보여주 및 종양 무게에 의해 결정 ). 이러한 이종 이식 종양에서 YY1 입을은 그림 4C에 나타난 서양 얼룩 연구에 의해 확인되었다.
1 그림. shRNA 구조과 shRNA 전사의 생성을위한 개략도. primers의 P1 P6까지 (예 시퀀스에 대해 표 1 참조) 표시됩니다. 폴 III : RNA 중합 효소 III (D) :. 소화 끝. 도면이 스케일에없는 것은. 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오 .
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그림 2. () lentiviral 벡터 및 (B)의 메커니즘 Tet-에서 유전자 입을 사용 inducible의 H1업자.의 개략도 다이어그램 lentiviral 벡터는 pLL3.7 14 일 기준으로 재건축되었다. H1 - 저얼 : H1업자, UBC - 저얼 : 인간 ubiquitin의 C 프로 모터, Puro : puromycin, 트레 : 테트라 싸이클린 반응 요소, Dox : doxycycline. TetR : 테트라 사이클린 조절기. 5'LTR, 3'SIN-LTR과 WRE는 lentiviral 벡터 14 필수 구성 요소입니다.
그림 3. Dox 유도된 YY1의 입을 및 MDA-MB-231 세포의 invasiveness에 미치는 영향. 에서 파생된 두 polyclonal 세포 인구의 대답 YY1 수준 TetR-표현 pLu-Puro-Indu-YY1 shRNA lentivirus에 의해 감염 Dox의 부재와 존재에 배양해 클론 1과 3. inducible의 shRNAs와 MDA-MB-231 세포의 B. Boyden 챔버 분석. (* P <0다른 세 그룹 대 0.05). 네 개 세포 인구의 YY1 표현의 C. 대표 서양 blots.
4 그림. MDA-MB-231 세포에 의한 이종 이식 종양 형성의 유도 YY1 입을 효과. 세포 이식 (왼쪽)과 4 주 (오른쪽) 포스트 세포 접종에 IVIS 이미징 시스템에 의해 촬영된 대표적인 발광 생물 이미지의 A. 도식 다이어그램. 사주에서 B. 이종 이식 종양의 무게. * P ≤ 0.05. C. 서양은 YY1의 blots 및 Dox의 부재와 존재의 indu-YY1 shRNA과 MDA-MB-231 세포의 xenografts의 β-actin의 표현. 위에 레이블은 개별 생쥐들의 이름이다.
Oligonucleotide | 시퀀스 (5 '- 3') | 용도 및 위치 |
P1 (Tet-잠1) | cagt GGATCC CGA ACG CTG ACG TCA TCA ACC C | PCR, H1업자의 5'-끝 |
P1 (U6) | cagt GGATCC GAC GCC GCC ATC TCT AGG | PCR, U6업자의 5'-끝 |
P2 (YY1 용 H1 Tet-에 있음) | cagc AAGCTT GAA ATC tgc ACC tgc TTC tgc TCC합니다 GGG ATC TCT ATC ACT GAT AGG GAA C | PCR, Tet-에서 inducible의 H1업자의 3'-끝의 |
P2 (U6와 YY1의 경우) | cagc AAGCTT GAA ATC tgc ACC tgc TTC tgc TCC합니다 AAA CAA ggc TTT tct CCA agg gat | PCR, U6업자의 3'-끝의 |
P3 (YY1 용) | AGC TT ATC tgc ACC tgc TTC tgc TCC합니다 ttttt g | P4와 annealed 수 |
P4 (YY1 용) | aattc aaaaa ggg AGC 아가 AGC agg tgc 아가 타 | P3와 annealed 수 |
P5 (pLL3.7 용) | ggg 전술 agt gca ggg gaa 아가 ATA g | PCR 검사의 경우 P6과 함께 사용 |
P6 (H1 Tet-에 해당) | GAT TTC CCA GAA CAC ATA GCG 교류 | P5와 함께 사용되는 PCR 검사에 대한 |
P6 (U6의 경우) | AGG AGT GTG TTC CTT TTG TGC TG | P5와 함께 사용되는 PCR 검사에 대한 |
표 1. shRNA 구조를 생성에 사용되는 합성 oligonucleotides. P1과 마우스 U6와 Tet-inducible에서 인간의 H1의 발기인에 대한 P6 시퀀스가 제공됩니다. 인간 YY1는 GGG AGC AGA AGC AGG AGA TGC T. YY1에 특정한 시퀀스가 강조 표시됩니다의 shRNA 대상 순서와 예제로 사용됩니다. YY1 두 P2 시퀀스는 각각 두 발기인 위해 설계되었습니다. 제정 U6 / YTet가 -에서 H1/YY1이 프로토콜에서 사용하는 도중에 Y1 shRNA은 이전 15 설명했다. P5는 벡터 구체적이고 pLL3.7 14가 표시되는 순서입니다. 제한 효소의 시퀀스는 시퀀스를 PCR 증폭시 발기인으로 어닐링하는 반면, 밑줄이되고 기울임 꼴 있습니다.
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이 프로토콜은 shRNA를 사용하여 유전자를 허물고 생체내의 종양 세포 성장의 발광 생물 이미징을 사용하여 생물 학적 효과를 시각화하는 방법을 설명합니다. shRNA의 대상 사이트 (BamHI, HindIII와 EcoRI) 사용되는 세 개의 제한 사이트의가 없어야합니다 subcloning입니다. 드문 경우 이러한 사이트 중 하나라도 존재하면, 추가적인 제한 효소는 구조를 발전시키고 그것을 대체하는 데 사용할 ?...
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관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.
이 작품은 연구 학자 미국 암 협회에서 보조금 (116403-RSG - 09-082-01-MGO)와 GS의 웨이크 포레스트 대학 보건 과학 교내 자금에 의해 부분적으로 지원되었다. DBS는 NCI 훈련 보조금 5T32CA079448에 의해 지원되었다.
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RNA와 단백질 분석 및 세포 배양에 사용되는 일반적인 실험실 장비 이외에 다음과 같은 재료와 시약이 프로토콜이 필요합니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
시약의 이름 | |||
Biosafety 레벨 2 억제에 적합 Biosafety 내각 | |||
PCR thermocycler | |||
Ultracentrifuge | |||
isoflurane 넝마주이로 마취 유도 챔버 | |||
디지털 버니어 캘리퍼스 | |||
IVIS 이미징 시스템 | |||
고도로 유능한 DH5a E. 대장균 | |||
EcoRI, BamHI, & HindIII 제한 효소 | |||
T4의 DNA Ligase | |||
3 세대 lentivirus 포장 plasmids VSV-G pRSV - 레브와 pMDLg / pRRE |
자료 목록
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