루시퍼 라제 리포터 유전자 RAW264.7 세포를 형질

요약

Transfection into the macrophage cell line, RAW264.7, is difficult due to the cell’s natural response against foreign materials. We described here a gentle yet robust procedure for transfecting luciferase reporter genes into RAW264.7 cells.

초록

Transfection of desired genetic materials into cells is an inevitable procedure in biomedical research studies. While numerous methods have been described, certain types of cells are resistant to many of these methods and yield low transfection efficiency¹, potentially hindering research in those cell types. In this protocol, we present an optimized transfection procedure to introduce luciferase reporter genes as a plasmid DNA into the RAW264.7 macrophage cell line. Two different types of transfection reagents (lipid-based and polyamine-based) are described, and important notes are given throughout the protocol to ensure that the RAW264.7 cells are minimally altered by the transfection procedure and any experimental data obtained are the direct results of the experimental treatment. While transfection efficiency may not be higher compared to other transfection methods, the described procedure is robust enough for detecting luciferase signal in RAW264.7 without changing the physiological response of the cells to stimuli.

서문

세포의 핵산의 형질 과학 연구에서 다양한 응용 프로그램을 가지고있다. 예로는 (1) 리포터 유전자, 유전자 발현의 다른 유전자 요소의 역할을 연구하기 위해 (2) 단백 발현 플라스미드 관심 단백질을 과발현, 및 (3) 작은 RNA 간섭하는 유전자 발현을 하향 조절하기 위해 포함된다. 특정 유전자의 발현 량을 조작하는 등의 조작 차동 효과를 측정함으로써, 연구자들은 선택된 생물학적 시스템에서 유전자 기능을 추론 할 수있다. 모든 형질 전환 방법은 동일한 형질 전환 효율을 제공하고, 심지어 같은 형질 전환 방법은 균등 ^한 모든 유형의 세포를 형질 감염되지 않는다. 따라서, 다른 형질 전환 방법은 인산 칼슘 법, DEAE 덱스 트란, 양이온 성 지질 형질 감염, 비 양이온 성 지질 - 폴리머 형질 감염, 전기 천공, 및 ^2,3- nucleofection 등이 개발되었다.

대식 세포로 형질은 ESPE입니다cially 어려운 의한 대 식세포 (메틸화) DNA ⁽⁴⁾ 파생 된 박테리아를 포함하여 이물질에 매우 민감 전문 식세포가 있다는 사실에. 외래 DNA의 도입은 사이토 카인과 산화 질소 ^{(5, 6)의} 생산을 유도하는 수신자 같은 수용체 9 (TLR9) 경로를 활성화합니다. 이 활성화 된 대 식세포는 연구자가 조사하고자하는 치료에 덜 반응 할 수있다.

우리 연구소는 정기적으로 루시퍼 라제 리포터 유전자와 RAW264.7 대식 세포주를 transfects, 우리는 배경보다 훨씬 높은 루시 페라 제 신호가 충분히 강력 프로토콜을 개발하지만, 대 식세포가 휴식 상태로 유지하기에 충분한 또한 부드러운했다. 형질 감염된 세포의 행동은 IκBζ (pGL3- IκBζ)의 프로모터 영역을 은닉 반딧불이 루시퍼 라제 - 리포터 유전자에 의해 평가 하였다. IκBζ 발현 박테리아 세포벽 성분의 립에 의해 상향 조절되고opolyssacharide (LPS) ^7,8, 및 항 염증성 사이토 카인에 의해 하향 조절, 인터루킨 10 (IL-10) ^8. 웰 중에서 형질의 변화를 고려하기 위해 정규화 상업적 레 닐라 루시퍼 라제 유전자 (예 phRL-TK)를 포함하는 제어 플라스미드 - 형질 공동. 설명 프로토콜은 DNA 플라스미드의 다양한 형질 타이밍, 형질 전환 시약의 종류, 형질 전환 시약의 플라스미드 DNA의 양을 포함한 파라미터뿐만 아니라 형질 전환 시약의 비율 테스트 후 최적화된다. 이 프로토콜에 포함 된 두 개의 형질 전환 시약 (1) 지질 계 형질 전환 시약 및 (2) 단백질 / 폴리아민 계 형질 감염 시약이다.

프로토콜

1. 플라스미드 DNA를 정제

1. 제조 업체의 프로토콜에 따라 maxiprep 키트를 사용하여 플라스미드 DNA를 추출합니다. TE 완충액 500 μL에 재현 탁 플라스미드 DNA.
2. 클로로포름 : 페놀 수행 아밀 알코올 추출 및 이소프로판올 침전 세균 잔류 오염물을 제거 하였다. LPS의 존재는 형질 ⁹ 방해한다.
   1. 플라스미드 DNA (1, pH가 8 25 : 24), 15 초 동안 격렬하게 흔들어 이소 아밀 알코올 : 클로로포름 : 페놀의 500 μl를 추가합니다. 페놀은 피부에 심한 화상을 일으키는 심각한 손상이 될 때까지 화상 항상 생각되지 않도록 마취입니다. 흄 후드에서 이소 아밀 추출 및주의하십시오 : 클로로포름 : 페놀을 수행합니다.
3. RT에서 5 분 동안 혼합물을 인큐베이션. 실온에서 10 분 동안 13,000 XG에 원심 분리기. 새로운 1.5 ml의 수집 관에 위 수상의 350 μl를 전송합니다.
4. 하부 유기상을 포함하는 튜브에 TE 완충액 350 μl를 추가. 15 초 동안 격렬하게 흔들어. 실온에서 5 분 동안 13,000 XG에 원심 분리기. 같은 1.5 ml의 수집 관에 위 수상의 350 μl를 전송합니다.
5. 3 M 아세트산 나트륨 (PH 5.2)의 70 μl를 넣고 잘 섞는다. 100 % 이소프로판올 700 μl를 추가합니다. 잘 혼합하고 실온에서 10 분을 품어. 10 minat 4 ℃에서 13,000 XG에 원심 분리기. 상층 액을 제거합니다.
6. 펠렛에 75 % 에탄올 500 μl를 추가합니다. 소용돌이 샘플은 4 ℃에서 5 분 동안 5,000 XG에 혼합하고 원심 분리한다. 상층 액을 제거합니다. DNA는 펠렛입니다.
7. 튜브의 캡을 열고 공기가 5 실온에서 펠렛을 건조 - 10 분. 펠렛은 반투명하게한다. DNA 펠렛을 재현 탁하는 TE 버퍼의 500 μl를 추가합니다. 50 ℃에서 열 - 10 분 동안 60 °의 C는 DNA 펠렛을 용해.
8. 260 nm의 (A260) 및 분광계와 280 nm의 (A280)에서 흡광도를 측정한다. 50 NG / μL로 A260 값을 곱함으로써 DNA의 농도를 계산한다. calculatin 의한 DNA의 품질을 평가G A260 / A280 비율. 2.0 - 고품질의 DNA는 1.8 A260 / A280 비율을 제공해야합니다.

2. 세포 배양 및 시드

1. DMEM에서 배양 된 RAW264.7 세포는 37 ° C, 5 % CO ₂ 인큐베이터에서 9 % 태아 송아지 혈청 (DMEM / 9 % FCS)으로 보충. 각 통과하는 동안, 파스퇴르 피펫을 사용하여 연속 피펫으로 판에서 세포를 분리. 통로는 세포 2 일마다, 1.5 씨앗 - 주식으로 10cm 조직 배양 처리 접시에 2 백만 세포를. 6 주 - 셀마다 5의 새로운 주식을 해동.
2. 트랜 스펙 션 당일, DMEM / 9 % FCS 500 μL 부피의 24 웰 플레이트에 웰 당 200,000 세포를 시드. 37 ° C 배양기에서 4 시간 동안 세포를 품어.
3. 형질 세포 중 지질 계 시약 (단계 3.1) 또는 단백질 / 폴리아민 계 시약 (스텝 3.2)과.

3. 형질

1. 지질 기반 형질 :
   1. 형질 전환 reagen을 따뜻하게T는 어둠 속에서 실온까지. 무 혈청 배지와 DMEM / 9 % FCS에 37 ° C를 따뜻하게.
   2. 1.5 ML 튜브에서 무 혈청 배지의 플라스미드 DNA 0.5 μg의 50 μl를 추가합니다. 액체의 표면 아래에 피펫 팁과 형질 전환 시약의 2 μl를 추가합니다. 6 초 동안 소용돌이.
   3. 실온에서 30 분 동안 어두운 데에서 시약 / DNA 혼합물을 남기기.
   4. 30 분 동안 배양, 우물에서 미디어를 제거하고 각 웰에 신선한 DMEM / 9 % FCS 250 μl를 추가합니다.
   5. 30 분 후, 반응물 / DNA 혼합물에 DMEM / 9 % FCS 250 μl를 추가한다. 로 pipetting 아래로 잘 섞는다.
   6. 각 웰에 희석 된 혼합물의 300 μl를 추가합니다. 37 ℃, 5 % CO ₂ 배양기에서 4 시간 - 2 품어.
   7. 형질 전환 솔루션을 제거하고 DMEM / 9 % FCS 500 μl를 추가합니다. 세포 자극하기 전에 37 ℃, 5 % CO ₂ 배양기에서 48 시간 - 24 품어.
2. 단백질 / 폴리아민 기반 형질 :
   1. 워밍업 무 혈청매체 및 37 ° C의 DMEM는 / 9 % FCS.
   2. 무 혈청 배지의 18.75 μL에 형질 전환 시약의 0.75 μl를 추가합니다. 소용돌이는 간단히 혼합한다. 5 분 동안 실온에서 인큐베이션. 희석 된 형질 전환 시약에 1 μg의 / μL DNA의 0.5 μl를 추가합니다. 실온에서 10 분 동안 인큐베이션.
   3. 10 분 배양 동안, 24- 웰 플레이트의 각 웰로부터 매체를 제거하고, 각 웰에 250 ㎕의 신선한 DMEM / 9 % FCS를 추가한다.
   4. 10 분 후, 반응물 / DNA 혼합물에 DMEM / 9 % FCS 250 μl를 추가한다.
   5. 우물에 희석 혼합물의 270 μl를 추가합니다. 4 시간 - 2, 37 ℃, 5 % CO ₂ 배양기에서 품어.
   6. 형질 전환 솔루션을 제거하고 DMEM / 9 % FCS 500 μl를 추가합니다. 37 ℃, 5 % CO ₂ 배양기에서 48 시간 - 24 품어.

4. 세포 자극과 루시 페라 제의 분석

1. 신선한 DMEM / 9 % FCS의 잘 250 μL 미디어를 교체합니다.
2. 50 LPS의 μL 또는 LPS + IL 추가우물에 원하는 농도 -10. 37 ℃, 5 % CO ₂ 배양기에 플레이트를 돌려줍니다. 6 시간 - 2 자극한다.
3. , 흡인에 의해 자극 솔루션을 제거 얼음 차가운 PBS로 세척하고, 1X 수동 용해 버퍼 200 μl를 추가합니다. 실온에서 30 분 동안 바위. 긁고 1.5 ml의 튜브에 해물을 전송하고 4 ℃에서 10 분 동안 20,000 XG에 원심 분리하여 세포 파편을 제거합니다.
4. 전송 제조 업체의 프로토콜에 따라 루시 페라 제 신호를 결정하기 위해 흰색, 분명 바닥 96 웰 플레이트에 분해물 (상층 액)의 40 μL.
5. 전체 가시 광선 스펙트럼에 걸쳐 루미와 루시 페라 제 신호를 읽어보십시오.

5. 데이터 분석

1. 각 우물에서 레 닐라 루시퍼의 값으로 반딧불 루시 페라 제의 개별 값을 나누어 레 닐라 비율 : 반딧불을 계산합니다.
2. 에 의해 잘 치료의 레 닐라 비율 : 반딧불을 나누어 배의 변화를 계산치료 잘하는.

결과

그림 1은 RAW264.7에있는 두 개의 형질 전환 시약의 형질 전환 효율을 비교합니다. 단백질 / 폴리아민 계 형질 감염은 약 5 %의 효율 (도 1a)의 결과 동안 지질 계 시약은 통상적으로 약 25 %의 형질 도입 율을 주었다. 형질 감염 효율에 차이는 pGL3-IκBζ 프로모터 리포터 (도 1b)로 형질 RAW264.7 세포에서 루시페라아제 신호가 관찰되었다. 이러한 형질 감염된 세포에 LPS?...

토론

프로토콜은 전적으로 형질 감염 효율에 집중하지 않고 여기에서 설명하지만, 세포의 생리 학적 상태의 효율과 보존 사이의 균형을 유지하는 것을 목표로하고있다. 구체적으로, 우리의 방법은 형질 전환 시약의 독성을 최소화하고 루시페라아제 신호를 최대화하는데 성공.

프로토콜의 하나의 중요한 단계는 셀의 상태이다. 자란 배양 그들의 생리 변화하고, 또한 셀 ^(10)의<...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
PureLink HiPure Plasmid Maxiprep Kit	Life Technologies	K210007	Any maxiprep kit will work
Phenol:chloroform:isoamyl alcohol	Life Technologies	15593-049	Molecular Biology Grade. Phenol is toxic so work in the fume hood, if possible. Use the lower clear organic layer if two layers of liquid form in the container.
DMEM	Thermo Scientific	SH30243.01	Warm in 37 °C water bath before use.
Fetal bovine serum	Thermo Scientific	SH30396.03	Inactivated at 56 °C water bath for 45 min before use.
Opti-MEM	Life Technologies	31985-070	Warm to at least room temperature before use.
XtremeGene HP DBA transfection reagent	Roche	6366236001	Warm to room temperature before use.
GeneJuice	EMD Millipore	70967	Warm to room temperature before use.
5x Passive Lysis Buffer	Promega	E1941	30 ml is included in the Dual Luciferase Reporter Assay System
Dual Luciferase Reporter Assay System	Promega	E1910