Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Burada, hematopoietik kök ve progenitör hücrelerin anormal proliferatif kapasitesi için çok önemli olan aday genleri tanımlamak için CRISPR / Cas9 teknolojisini Hücre Sayma Kiti-8 (CCK-8) testi ile entegre eden bir protokol sunuyoruz.
Hematopoetik kök hücreler, uzun süreli kendini yenileme yeteneğine ve çeşitli olgun kan hücrelerine farklılaşma potansiyeline sahiptir. Bununla birlikte, hematopoietik kök ve progenitör hücrelerde (HSPC'ler) kanserli mutasyonların birikmesi normal farklılaşmayı engelleyebilir, anormal proliferasyona neden olabilir ve sonuçta lösemogeneze yol açabilir. Kanserli mutasyonları tanımlamak ve / veya değerlendirmek için, HSPC'lerin anormal proliferatif yeteneği için gerekli olan bir model gen Trp53'ü araştırmak için CRISPR / Cas9 teknolojisini Hücre Sayma Kiti-8 (CCK-8) testi ile entegre ettik. Spesifik olarak, Cas9 farelerinden HSPC'ler için zenginleştirilmiş kemik iliği hücreleri hasat edildi ve daha sonra HSPC'lerde genetik değişiklikler sağlamak için bir veya birkaç aday geni hedefleyen tek kılavuzlu RNA'lar (sgRNA'lar) ile viral transfeksiyona tabi tutuldu. Daha sonra, transfekte edilmiş HSPC'lerin proliferatif kapasitesini araştırmak için bir CCK-8 testi yapıldı. sgRNA hedefleme verimliliği, Ayrışma testi ile Indels İzleme ile doğrulandı. Tanımlanan bu genler lösemogenezde çok önemli roller oynayabilir ve potansiyel terapötik hedefler olarak hizmet edebilir.
Yaşam boyunca tüm kan hücresi soylarını üreten hematopoez, hematopoetik kök hücreler (HSC'ler) adı verilen küçük bir popülasyon tarafından sürdürülür. HSC'ler kendilerini yenileyerek kendilerini korurlar ve tamamen farklılaşmış fonksiyonel kan hücrelerine yol açan çeşitli kararlı progenitörler üretirler 1,2,3. Bu süreç sıkı bir şekilde düzenlenmiştir. Bununla birlikte, hematopoietik kök ve progenitör hücrelerde (HSPC'ler) kanserli mutasyonların birikmesi normal farklılaşmayı engeller, anormal proliferatif yetenek kazandırır ve sonuçta HSPC'leri lösemi başlatan hücrelere (LIC'ler) dönüştürür4,5,6,7. Lösemojenik mutasyonların tanımlanması ve doğrulanması, kanser araştırmaları için hala büyük bir zorluk olmaya devam etmektedir.
Son zamanlarda, kümelenmiş düzenli aralıklı kısa palindromik tekrarlar (CRISPR)/CRISPR ile ilişkili protein 9 (Cas9) sistemi geliştirilmiş ve Cas9 nükleaz ve tek kılavuzlu RNA'dan (sgRNA) oluşan verimli ve hassas bir gen düzenleme yöntemi haline gelmiştir8. sgRNA, Cas9-sgRNA kompleksini, Cas9 nükleazının çift iplikli kırılmaları indüklediği RNA-DNA tamamlayıcılığı yoluyla belirli bir genomik konuma yönlendirir. Kırık DNA, ya homoloji şablonlarının varlığında hassas homolojiye yönelik onarım ya da uyumsuzluğa eğilimli, homolog olmayan uç birleştirme yoluyla endojen gen düzenleme mekanizmalarına tabi tutulur, bu da küçük eklemelere veya delesyonlarayol açar 9. Şu anda, CRISPR / Cas9 sistemi, hedeflenen gen düzenleme ve transkripsiyonel düzenleme için güçlü bir araç haline gelmiştir10.
Burada, HSPC'lerde genetik değişiklikler yapmak için CRISPR / Cas9 teknolojisini kullandık ve daha sonra tanıtılan mutasyonların HSPC'lerin anormal proliferasyonu için kritik olup olmadığını araştırmak için Hücre Sayma Kiti-8 (CCK-8) testini gerçekleştirdik. Spesifik olarak, HSPC'ler için zenginleştirilmiş kemik iliği hücreleri, Cas9 farelerinden toplandı ve ardından aday genleri hedefleyen sgRNA'lar ile viral transfeksiyon yapıldı. Daha sonra, mutasyonların transfekte edilmiş HSPC'lere artmış bir proliferatif yetenek kazandırıp kazandırmadığını belirlemek için CCK-8 testi yapıldı. Son olarak, CRISPR/Cas9 tarafından tanıtılan mutasyonlar, Ayrışma Yoluyla Indellerin İzlenmesi (TIDE)11 veya hedeflenen derin dizi12 ile doğrulandı. Bu protokol, kanserli mutasyonları ve lösemi için potansiyel terapötik hedefleri değerlendirmek için güçlü bir araç sağlar.
Bu protokol kapsamında yapılan tüm hayvan deneyleri, Pekin Çin Tıbbı Üniversitesi Hayvan Bakımı ve Refahı Komitesi tarafından onaylanmıştır.
1. Aday genleri hedef alan sgRNA plazmitlerinin yapımı (4 - 5 gün)
2. Lentiviral paketleme (2 - 3 gün)
3. Kemik iliği hücre ekstraksiyonu ve kültürü (12 - 13 gün)
NOT: Tüm fare hatları saf bir C57BL / 6 genetik arka planında tutulmuştur. LSL-Cas9 fareleri (T002249), LSL-Cas9/+ oluşturmak için Mx1-Cre fareleri13 ile çaprazlandı; Mx1-Cre/+ fareler. Burada, Mx1-Cre / + 'dan kemik iliği hücrelerini topladık; LSL-Cas9/+ fareler ve yavruları.
4. Kemik iliği hücrelerinin lentiviral transfeksiyonu (2-3 gün)
5. İn vitro CCK-8 testi yapın (3-4 gün)
6. Gen düzenleme doğrulaması (5 - 7 gün)
Trp53 nakavtının fare HSPC'lerinin proliferatif kapasitesi üzerindeki etkisi
Burada, bu protokolü göstermek için örnek olarak Trp53 knockout kullandık. Trp53 nakavtının fare HSPC'lerinin proliferatif kapasitesi üzerindeki etkisini araştırmak için, 5-FU tedavisinden sonra HSPC'ler için zenginleştirilmiş Cas9 eksprese eden kemik iliği hücrelerine Trp53 sgRNA'yı sokmak için lentiv...
CRISPR/Cas9 teknolojisi, kullanıcı dostu doğası ve yüksek verimliliği nedeniyle biyomedikal araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır ve gen fonksiyonu taraması18, hastalık modellemesi19, immünoterapi20 ve canlı hücre etiketleme ve görüntüleme21 gibi uygulamaları kolaylaştırmaktadır. Son çalışmalar, lösemi 22,23,24
Yazarların açıklanacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Bu araştırmayı tamamlamak için ortak hizmetlerini kullandığı için Pekin Çin Tıbbı Üniversitesi'ne teşekkür ederiz. Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı'nın Genç Bilim İnsanları Fonu (No. 31701280'dan J. Zhang'a) tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.45 μm microfiltration membrane | Sartoriu | 16533K-1 | |
1.5 mL EP tube | LABLEAD | MCT-150-CLD-1 | |
10 cm dish | Corning | 430167 | |
15 mL Tube | LABLEAD | LXG1500 | |
1 mL sterile syringe | |||
2x Accurate Taq Master Mix (dye plus) | Accurate Biology | AG11010 | For colony PCR |
50 mL Tube | LABLEAD | LXG5000 | |
5-Fluorouracil | Sigma | F6627-1 | |
6-well plate | Corning | 3516 | |
70 µm cell sieve | Falcon® | 352350 | |
96-well plates | Corning | 3599 | |
ACK Lysis Buffer | Leagene | CS0001 | |
Agar | BIODEE | DE0010 | |
Ampicillin | Solarbio | A8180 | |
Applied Biosystems Thermal Cyclers for PCR | Thermofisher | ||
Cell Counting Kit-8 | Bimake | B34304 | |
Centrifuge | eppendorf | Centrifuge 5810R | |
CO2 Incubator | Thermo SCIENTIFIC | ||
DMEM | Gibco | C11995500BT | |
DNA Clean&Concentrator-5 | ZYMO | D4014 | |
Dneasy Blood & Tissure Kit | Qiagen | 69504 | |
Esp3I (BsmbI) | NEB | R0580L | |
Fetal Bovine Serum | ExCell | FSP500 | |
GraphPad Prism 9.3 | |||
HEK-293T | ATCC;Virginia,USA | ||
HEPEs | Sigma | V900477 | |
KOD-Plus-Neo | TOYOBO | KOD-401 | |
lentiGuide-Puro | Addgene | 52963 | backbone vector |
LSL-Cas9 mice | Model Animal Research Center of NANJING UNIVERSITY | T002249 | |
microplate absorbance spectrophotometer | BIO-RAD | xMark™ | |
Nacl | Rhawn | R019772 | |
PBS | Solarbio | P1003 | |
PEI | Proteintech | B600070 | |
Penicillin-Streptomycin Solution, 100x | Solarbio | P1400 | |
pMD2.G plasmid | Addgene | 12259 | |
polybrene | Beyotime | C0351 | |
Polyinosinic-polycytidylic acid sodium salt | Sigma | P1530 | |
psPAX2 | Addgene | 12260 | |
QIAquick PCR Purification Kit | Qiagen | 28104 | |
RecombinantMurineIL-3 | Peprotech | 213-13-10ug | |
RecombinantMurineIL-6 | Peprotech | 216-16-2ug | |
RecombinantMurineSCF | Peprotech | 250-03-10ug | |
Regular agarose | BIOWEST | BY-R0100 | |
Shrimp Alkaline Phosphatase (rSAP) | NEB | M0371S | |
SpectraMax QuickDrop Ultra-Micro Spectrophotometer | MOLECULAR DIVICES | ||
Stbl3 Competent cells | BioMed | BC108-01 | |
T4 Polynucleotide Kinase | NEB | M0201L | |
T4-Ligase | Takara | 2011B | |
TIANprep Rapid Mini Plasmid Kit | TIANGEN | DP105-03 | |
Trypan Blue solution | LABLEAD | C0040-100ml | |
Trypsin-EDTA | Gibco | 25200072 | |
Tryptone | OXOID | LP0042 | |
WEHI-CM | Nanjing Fuksai Biotechnology | CBP50079 | |
YEAST EXTRACT | OXOID | LP0021 |
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