Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu protokol, AAV8 ile verilen küçük firkete RNA'sının intrasplenik enjeksiyonunun, karaciğerde portal ven enjeksiyonu ile aynı gen yıkım etkinliğini nasıl sağladığını açıklar ve çok daha düşük perioperatif ve postoperatif mortalite ve komplikasyonlar ile daha basit bir prosedürü temsil eder.
Karaciğer, temel metabolik işlevleri yerine getiren önemli bir organdır. Karaciğerde gen ekspresyonunu yıkmak için etkili ve güvenli bir yöntem geliştirmek, karaciğer patofizyolojisinde gen fonksiyonunu belirlemek için önemli bir araç sağlar. Bu çalışmada, ilgilenilen bir hedef gen olan nükleostemin'e (NS) karşı küçük bir firkete RNA'sını (shRNA) eksprese etmek üzere tasarlanmış adeno-ilişkili virüs serotip 8'in (AAV8) intrasplenik enjeksiyonu için bir yöntem tanımlanmıştır. NS hedefli bir shRNA'yı (AAV8-shNS1) eksprese eden AAV8'in intrasplenik enjeksiyonu, şifreli bir dizi shRNA'yı (AAV8-shScr) eksprese eden AAV8 enjeksiyonuna kıyasla, portal ven enjeksiyonu ile karaciğerde NS'nin aynı yıkım etkinliğini elde etti. Ayrıca, AAV8-shRNA virüsünün enjeksiyonu, karaciğer parankiminde minimal inflamatuar reaksiyonları tetikledi. En önemlisi, bu intrasplenik enjeksiyon protokolü teknik olarak zorlayıcı değildi ve portal ven enjeksiyonu yapılırken perioperatif ve postoperatif mortalitenin önde gelen nedeni olan enjeksiyon bölgesinde minimal kanamaya neden oldu. Bu çalışma, karaciğerde verimli gen yıkımı elde etmek için gelişmiş ve nispeten güvenli bir yöntem bildirmektedir.
Karaciğer, besinleri ve kimyasalları metabolize eden hayati bir organdır, ancak aynı zamanda sitotoksik ve kanserojen hakaretlere sürekli maruz kalır. Yetişkin karaciğeri yaralanmadan sonra yeniden büyüyebilirken, rejeneratif gücü1 yaşına kadar ciddi şekilde engellenir. Bugüne kadar, son dönem kronik karaciğer hastalıkları veya masif akut karaciğer hasarı olan hastalar için tek terapötik seçenek, kendi başına birçok zorluk teşkil eden karaciğer transplantasyonudur2. İlgilenilen genlerin fonksiyonlarını sorgulayarak karaciğerin moleküler patofizyolojisini daha iyi anlamak için, loxP bölgelerininvarlığında bir Cre rekombinaz ile RNAi aracılı yıkım ve hedefli delesyon dahil olmak üzere in vivo uygulama için genetik manipülasyonlar geliştirilmiştir 3. Cre-ekspresyon kaseti ve shRNA yapısı viral araçlar tarafından sağlanabilir.
Adeno ilişkili virüs serotip 8 (AAV8), seçici doku tiplerine (ör. karaciğer, iskelet kası, kalp, beyin ve pankreas) yüksek verimlilik ve düşük inflamatuar yanıt ile gen iletimi için sağlam bir vektördür 4,5. İç vücut organlarını hedeflemek için, AAV8 yaygın olarak, viral partiküllerin sistemik dolaşıma ulaşmadan önce akciğerden geçtiği kuyruk damarı enjeksiyonu ile tanıtılır. Buna karşılık, portal ven enjeksiyonu, potansiyel bir sekestrasyon ve seyreltme kaynağı olan akciğerde dolaşmadan önce karaciğere ulaşmalarını sağlar. Bununla birlikte, portal ven enjeksiyonu teknik olarak zordur ve genellikle operasyona bağlı kanama ve yüksek mortalite oranı ile komplike hale gelir. Yüksek peri/postoperatif mortalite sorunundan kaçınırken karaciğerde etkili bir gen yıkımı (KD) elde etmek için, tasarlanmış bir shRNA'yı hedefleyen nükleostemin (NS) (AAV8-shNS1) taşıyan AAV8'in intrasplenik enjeksiyon yöntemini test ettik ve KD etkinliğini portal ven enjekte edilen AAV8-shNS1 ile karşılaştırdık.
NS, ilk olarak nöral kök hücrelerde ve daha sonra diğer bazı kök hücre ve kanser türlerinde keşfedilen kök/progenitör hücreden zenginleştirilmiş bir proteindir 6,7. NS'nin biyolojik önemi, in vivo 3,8 ve in vitro 9,10 NSKD'nin neden olduğu kendini yenilemenin NSKD kaynaklı bozulma ile gösterilmiştir. Yetişkin hayvanlarda, testiste ve lentektomi sonrası farklılaşan newt pigmentli epitel hücreleri ve uzuv amputasyonundan sonra kas hücreleri11 dahil olmak üzere rejenerasyon geçiren çeşitli dokularda yüksek seviyelerde NS ekspresyonu bulunur ve ayrıca kalp hasarı sonrası fare kardiyomiyositleri12 ve karaciğer hasarı sonrası hepatositler (örn., CCl4) veya cerrahi rezeksiyon (örn. parsiyel hepatektomi)13,14. Ayrıca, NS'nin meme, karaciğer ve oral tümörlerin gelişiminde önemli roller oynadığı gösterilmiştir 15,16,17. Mekanik olarak, NS'nin replikasyon yapan genomu DNA hasarından koruyarak kendini yenilemeyi teşvik ettiği gösterilmiştir18,19. Bununla birlikte, germ hattı NSKO'nun erken embriyonik ölümcül fenotipi nedeniyle, yetişkin organlarındaki biyolojik aktivitelerini daha fazla belirlemek için doku gelişiminin tamamlanmasından sonra NSKD'yi geçici olarak tanıtmak için deneysel bir yönteme ihtiyaç vardır.
Bu makalede, NS'yi bir vaka olarak kullanarak, etkili ve işleme bağlı mortalitesi düşük olan bir in vivo karaciğer geni KD yönteminin kurulumunu ve testini göstermek için kullandık.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu çalışmada tamamlanan tüm hayvan deneyleri, Houston'daki Texas A&M Üniversitesi Sağlık Bilimleri Merkezi'ndeki Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC) tarafından gözden geçirilmiş ve onaylanmıştır (onay numarası: 2021-0264-IBT) ve ilgili tüm düzenleyici ve kurumsal yönergelere uygun ve uyumlu bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Dişi C57BL / 6J fareleri (4-5 aylık, vücut ağırlığı 23-30 g) kullanıldı. Kullanılan reaktiflerin ve ekipmanın ayrıntıları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. AAV8- shRNA tasarımı ve üretimi
NOT: Prosedür ayrıntıları için lütfen Sands ve ark.4'e bakın.
2. AAV8'in intrasplenik enjeksiyonu (Şekil 1B, 1C)
3. AAV8'in portal ven enjeksiyonu
4. qRT-PCR analizi
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Karaciğerde KD geninin intrasplenik vs. AAV8-shRNA'nın portal ven enjeksiyonu
AAV8 viral stokları, mililitre başına (gc/mL) 2E+12 genom kopyası (gc) çalışma konsantrasyonuna seyreltildi. Bireysel farelere intrasplenik veya portal ven enjeksiyonu yoluyla 1E+11 gc AAV8-shNS1 veya AAV8-shScr (50 μL) enjekte edildi. Enjeksiyondan iki hafta sonra, RNA izolasyonu, 1st iplikli cDNA sentezi ve qPCR analizi için karaciğer dokuları topl...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Vahşi tip bir arka planda 24,25 shRNA eksprese eden bir yapının veya floxlu bir arka planda26 Cre rekombinaz eksprese eden yapının viral olarak verilmesiyle gen KD, gen fonksiyonunu in vivo olarak indüklenebilir, zaman kontrollü bir şekilde sorgulamanın güçlü bir yoludur. İn vivo gen KO/KD çalışmaları için ideal bir uygulama yöntemi, ilgilenilen organda yüksek bir KO/K...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmemektedir.
Bu çalışma, RYT'ye Teksas Kanser Önleme Araştırma Enstitüsü (CPRIT) Bireysel Araştırmacı Araştırma Ödülü (RP200081) tarafından desteklenmiştir.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Amicon filter centrifugation units | MilliporeSigma | UFC9100 | Fast ultrafiltration |
AV5-siRNA-GFP | Addgene | #124972 | Plasmid |
Competent DH5α bacteria | Invitrogen | #18265-017 | Chemically competent strain for cloning |
HpaI | New England Biolabs | R0105 | Restriction enzyme |
iMFectin transfection reagent | GenDepot | I7100-101 | |
M-MLV reverse transcriptase | Promega | M1708 | RNA-dependent DNA polymerase |
MyiQ single-color real-time PCR detection system | Bio-Rad | BUN9740RAD | qRT-PCR |
Omega endotoxin-free kit | Bioteck | D6915-03 | Plasmid DNA midi prep |
Random hexamers | Invitrogen | 48190-011 | |
Supermix SYBR green reagent | Bio-Rad | 1708882 | Real-time PCR applications |
T4 DNA Ligase | Promega | M1801 | |
TRIzol Reagent | Life Technologies | 15596-018 | Isolation of high-quality total RNA |
XhoI | New England Biolabs | R0146 | Restriction enzyme |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır