Name: long-term silencing of intersectin-1s in mouse lungs by repeated delivery of a specific sirna via cationic liposomes. evaluation of knockdown effects by electron microscopy
Uploaded: 2013-06-21T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Long-term Silencing of Intersectin-1s in Mouse Lungs by Repeated Delivery of a Specific siRNA via Cationic Liposomes. Evaluation of Knockdown Effects by Elect

Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institute of Health sovvenzioni R01HL089462 a SP.

1. Liposomi cationici Preparazione <ol><li> Autoclavare un matraccio pulito a fondo rotondo da utilizzare per la preparazione lipososmes. </li><li> Preparare soluzioni: <ol class="lalpha"><li> - Sciogliere 200 mg di dimetil ammonio bromuro dioctadecil (Doab) in 10 ml di cloroformio con una piccola bottiglia di vetro. </li><li> - Sciogliere 200 mg di colesterolo in 10 ml di cloroformio con una piccola bottiglia di vetro. </li><li> - Preparare e sterilizzare in autoclave a 5% di glucosio in 100 ml di RNA / DNA-asi acqua...

<ol>
	<li>Predescu, S. A., Predescu, D. N., Knezevic, I., Klein, I. K., Malik, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intersectin-1s+regulates+the+mitochondrial+apoptotic+pathway+in+endothelial+cells.">Intersectin-1s regulates the mitochondrial apoptotic pathway in endothelial cells.</a> J. Biol. Chem. 282 (282), 17166-17178 (2007).</li><li>Uddin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cationic+lipids+used+in+non-viral+gene+delivery+systems.">Cationic lipids used in non-viral gene delivery systems.</a> Biotechnology and Molecular Biology Review. 2 (2), 58-67 (2007).</li><li>Barenholz, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+lipid+composition+on+the+thermotropic+behavior+and+size+distribution+of+mixed+cationic+liposomes.">Influence of lipid composition on the thermotropic behavior and size distribution of mixed cationic liposomes.</a> J. Colloid Interface Sci. (356), 46-53 (2011).</li><li>Predescu, D. N., Neamu, R., Bardita, C., Wang, M., Predescu, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+caveolae+function+and+upregulation+of+alternative+endocytic+pathways+induced+by+experimental+modulation+of+intersectin-1s+expression+in+mouse+lung+endothelium.">Impaired caveolae function and upregulation of alternative endocytic pathways induced by experimental modulation of intersectin-1s expression in mouse lung endothelium.</a> Biochem. Res. Int.. (2012), 672705 (2012).</li><li>Higuchi, Y., Kawakami, S., Hashida, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strategies+for+in+vivo+delivery+of+siRNAs:+recent+progress.">Strategies for in vivo delivery of siRNAs: recent progress.</a> BioDrugs. 24 (24), 195-205 (2010).</li><li>Caracciolo, G., Amenitsch, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cationic+liposome/DNA+complexes:+from+structure+to+interactions+with+cellular+membranes.">Cationic liposome/DNA complexes: from structure to interactions with cellular membranes.</a> Eur. Biophys. J. , (2012).</li><li>Barnier Quer, C., Elsharkawy, A., Romeijn, S., Kros, A., Jiskoot, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cationic+liposomes+as+adjuvants+for+influenza+hemagglutinin:+more+than+charge+alone.">Cationic liposomes as adjuvants for influenza hemagglutinin: more than charge alone.</a> Eur. J. Pharm. Biopharm. 81 (81), 294-302 (2012).</li><li>Rai, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposomal+delivery+of+MicroRNA-7-expressing+plasmid+overcomes+epidermal+growth+factor+receptor+tyrosine+kinase+inhibitor-resistance+in+lung+cancer+cells.">Liposomal delivery of MicroRNA-7-expressing plasmid overcomes epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor-resistance in lung cancer cells.</a> Mol. Cancer Ther. (10), 1720-1727 (2011).</li><li>McLean, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ-specific+endothelial+cell+uptake+of+cationic+liposome-DNA+complexes+in+mice.">Organ-specific endothelial cell uptake of cationic liposome-DNA complexes in mice.</a> Am. J. Physiol. (273), H387-H404 (1997).</li><li>Soutschek, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+silencing+of+an+endogenous+gene+by+systemic+administration+of+modified+siRNAs.">Therapeutic silencing of an endogenous gene by systemic administration of modified siRNAs.</a> Nature. (432), 173-178 (2004).</li><li>Barenholz, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposomes+enhance+bioremediation+of+oil-contaminated+soil.">Liposomes enhance bioremediation of oil-contaminated soil.</a> J. Liposome Res. (13), 1-8 (2003).</li><li>Zamboni, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposomal,+nanoparticle,+and+conjugated+formulations+of+anticancer+agents.">Liposomal, nanoparticle, and conjugated formulations of anticancer agents.</a> Clin. Cancer Res. (11), 8230-8234 (2005).</li><li>Newman, M. S., Colbern, G. T., Working, P. K., Engbers, C., Amantea, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+pharmacokinetics,+tissue+distribution,+and+therapeutic+effectiveness+of+cisplatin+encapsulated+in+long-circulating,+pegylated+liposomes+(SPI-077)+in+tumor-bearing+mice.">Comparative pharmacokinetics, tissue distribution, and therapeutic effectiveness of cisplatin encapsulated in long-circulating, pegylated liposomes (SPI-077) in tumor-bearing mice.</a> Cancer Chemother Pharmacol. (43), 1-7 (1999).</li><li>Martino, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+siRNA+delivery+by+the+cationic+liposome+DOTAP+in+human+hematopoietic+stem+cells+differentiating+into+dendritic+cells.">Efficient siRNA delivery by the cationic liposome DOTAP in human hematopoietic stem cells differentiating into dendritic cells.</a> J. Biomed. Biotechnol. (2009), 410260 (2009).</li><li>Zhang, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+delivery+system+targeting+bone+formation+surfaces+to+facilitate+RNAi-based+anabolic+therapy.">A delivery system targeting bone formation surfaces to facilitate RNAi-based anabolic therapy.</a> Nat. Med. 18 (18), 307-314 (2012).</li><li>Predescu, D., Palade, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmalemmal+vesicles+represent+the+large+pore+system+of+continuous+microvascular+endothelium.">Plasmalemmal vesicles represent the large pore system of continuous microvascular endothelium.</a> Am. J. Physiol. (265), H725-H733 (1993).</li><li>Koh, T. W., Verstreken, P., Bellen, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dap160/intersectin+acts+as+a+stabilizing+scaffold+required+for+synaptic+development+and+vesicle+endocytosis.">Dap160/intersectin acts as a stabilizing scaffold required for synaptic development and vesicle endocytosis.</a> Neuron. (43), 193-205 (2004).</li><li>Miyawaki-Shimizu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Lung Cell Mol. Physiol. (290), L405-L413 (2006).</li></ol>

Sulla base di studi precedenti pubblicati da altri 9 e noi 1, 18 abbiamo sviluppato questa metodologia per il lungo termine abbattere di ITSN-1 in vivo per via endovenosa ripetuta (ogni 72 ore, per 24 giorni consecutivi) di specifici siRNA / complessi liposomi. Questo approccio sperimentale è efficiente, può essere utilizzato in modo sicuro e ripetutamente e può essere facilmente esteso per studiare il coinvolgimento di un gene che codifica una qualsiasi proteina di interesse in endotel...

Nudo siRNA non può penetrare la membrana cellulare, essendo di carica negativa, ed è facilmente degradata da enzimi nel sangue, tessuti e cellule. Recentemente anche con modifiche strutturali per migliorare la stabilità, l&#39;accumulo siRNA presso il sito bersaglio dopo somministrazione è estremamente basso e richiede un veicolo intracellulare efficiente 5. Liposomi cationici emersi come sicure acidi nucleici vettori con il potenziale per trasferire grandi pezzi di DNA / RNA in cellule incapsulando e proteggendo gli acidi nucleici da degradazione enzimatica 6. Inoltre, liposomi cationici interagiscono spontaneamente con il DNA / RNA, agevolando così il trasferimento genico nelle cellule 2. Più recentemente liposomi sono stati applicati per fornire vaccini e farmaci a basso peso molecolare 7. Consegna liposomiale di microRNA-7-esprimendo plasmide supera fattore di crescita epidermico recettore tirosina chinasi inibitore-resistenza in cellule tumorali del polmone 8. Quando ci si rivolge alendotelio vascolare, la consegna endovenosa è essenziale perché i complessi difficilmente attraversare la barriera endoteliale e stravaso in per nell&#39;interstizio 9. In confronto ad altri organi, ECS dal microcircolo del polmone hanno il maggior assorbimento e avidamente internalizzare liposoma cationico e DNA / RNA complessi, seguito dai linfonodi e placche di Peyer 9. La consegna per via endovenosa in modelli di roditori di siRNA tramite iniezioni vena retro-orbitale o la coda è stato dimostrato innocuo anche in alte concentrazioni, come ad esempio 50 mg / kg 10. Nella letteratura pubblicata la composizione di liposomi cationici differisce, in base alla formulazione lipidi ed il loro rapporto equimolare 11, 12. Vi è una vasta gamma di potenziali applicazioni utilizzando liposomi cationici per la consegna del gene in vivo, sia il targeting down-regulation/over-expression delle proteine, la consegna di vaccini o terapie anti-tumorali 13-15. Importante da ricordareè che l&#39;efficienza della membrana interazione DNA / RNA cellulare è regolata dal accoppiamento di forma fra i complessi generati e lipidi di membrana. Questo suggerisce che la composizione sartoria lipidi ai profili mirati membrana cellulare può essere utile e causare alti tassi di trasfezione in un particolare tipo di cellula 6.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dimethyl Dioctadecyl Ammonium Bromide (DOAB)</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>D2779</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>LiposoFast stabilizer (mini-extruder)</td>
 <td>Avestin Inc.</td>
 <td>LF-STB</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Polycarbonate membrane, 19 mm diameter, 50 nm pore</td>
 <td>Avestin Inc.</td>
 <td>LFM-50</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Cholesterol</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>C-8667</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Chloroform</td>
 <td>Mallinckrodt Chemicals</td>
 <td>4432-04</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Hank's balanced salts</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>H1387</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Round-bottom flask</td>
 <td>Fisher Scientific</td>
 <td>FHB-275-030X</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Mouse siRNAITSN - on target </td>
 <td>Dharmacon/ThermoScientific</td>
 <td>J-046912-11</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Peristaltic pump</td>
 <td>Ismatec</td>
 <td>REGLO-CDF digital with RHOO pump head</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ventilator</td>
 <td>Hugo Sachs Electronik</td>
 <td>NA</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Barbital</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>B-0500</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Uranyl acetate</td>
 <td>EM Sciences</td>
 <td>22400</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Epon812</td>
 <td>EM Sciences</td>
 <td>Discontinued by the manufacturer</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Propylene oxide</td>
 <td>EM Sciences</td>
 <td>20400</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Embedding molds</td>
 <td>EM Sciences</td>
 <td>69923-05</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tannic acid</td>
 <td>EM Sciences</td>
 <td>21710</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>8 nm gold-albumin tracer</td>
 <td></td>
 <td>Prepared in the laboratory as in16</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Equipped with 2 Avestin 1 ml gas-tight syringes (cat. # LF-1)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Pyrex, 100 ml</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Modified siRNA, in vivo</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Part of IDEX corp.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>D-79232 March, Germany</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Replaced with Embed812, cat. # 14120</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

long-term silencing of intersectin-1s in mouse lungs by repeated delivery of a specific sirna via cationic liposomes. evaluation of knockdown effects by electron microscopy

Studi precedenti hanno mostrato che knockdown di ITSN-1s (KD ITSN), una proteina coinvolta nella regolazione endocitico polmone permeabilità vascolare e delle cellule endoteliali (EC) di sopravvivenza, la morte cellulare per apoptosi indotta, un ostacolo importante nello sviluppo di un sistema di coltura cellulare con prolungata ITSN-1s inibizione 1. Usando liposomi cationici come vettori, abbiamo esplorato il silenziamento del gene ITSN-1s nei polmoni del mouse con la somministrazione sistemica di siRNA mira ITSN-1 gene (siRNA ITSN). Liposomi cationici offrono diversi vantaggi per la consegna di siRNA: cassaforte con somministrazioni ripetute, nonimmunogenic, non tossico e facile da produrre 2. Prestazioni liposomi e attività biologica dipendono dalla loro dimensione, carica, lipidi composizione, la stabilità, la dose e la via di somministrazione 3 Qui, efficiente e specifici ITSN KD in polmoni topo è stata ottenuta utilizzando una combinazione ammonio bromuro dioctadecil colesterolo e dimetil. La consegna per via endovenosadi siRNA ITSN / cationico complessi liposomi transitoriamente abbattute proteina ITSN-1s e mRNA nei polmoni del mouse al giorno 3, che ha recuperato dopo ulteriori 3 giorni. Sfruttando i liposomi cationici come un vettore sicuro ripetibile, lo studio esteso per 24 giorni. Quindi, il trattamento retro-orbitale con complessi di fresco generato è stato somministrato ogni 3 giorni, inducendo sostenuta ITSN KD tutto lo studio 4. Topo tessuti raccolti in diversi momenti post-siRNA ITSN sono stati sottoposti ad analisi di microscopia elettronica (EM) per valutare gli effetti di KD cronica ITSN, in endotelio polmonare. Imaging ad alta risoluzione EM ci ha permesso di valutare le variazioni morfologiche causate da KDITSN nel letto vascolare polmonare (cioè rottura della barriera endoteliale, numero di caveolae e sovra-regolazione di vie di trasporto alternative diminuito), caratteristiche non rilevabili al microscopio ottico. Nel complesso questi risultati stabilito un importanteruolo portante di ITSN-1 nella funzione EC e l&#39;omeostasi del polmone, mentre illustra l&#39;efficacia della consegna del siRNA-liposomi in vivo.

Livelli di proteina ITSN-1s e mRNA sono stati monitorati a diversi intervalli di tempo dopo la consegna di siRNA ITSN mediante Western blot e PCR convenzionale e quantitativa come in 4. Livelli di proteina ITSN-1s e mRNA in siRNA polmoni del mouse ITSN trattati erano inferiori di circa il 75% con riferimento ai controlli durante atterramento continuo di ITSN-1s per 21 giorni. Senza ITSN-1s, dynamin-2, un importante partner interagenti del giocatore ITSN-1s ed essenziale in distacco caveo...

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Long-term Silencing of Intersectin-1s in Mouse Lungs by Repeated Delivery of a Specific siRNA via Cationic Liposomes. Evaluation of Knockdown Effects by Electron Microscopy

Ripetute iniezioni retro-orbitali di liposomes/siRNA/ITSN-1s cationici complessi nei topi, ogni 72 ore per 24 giorni, fornire in modo efficiente il duplex siRNA per il mouse microcircolo polmonare riducendo mRNA ITSN-1s e di espressione proteica del 75%. Questa tecnica è altamente riproducibile in un modello animale, non ha effetti collaterali ed evita infortuni mortali.

Silencing a lungo termine di Intersectin-1s in Polmoni mouse consegna ripetuta di un siRNA specifico tramite liposomi cationici. Valutazione degli effetti Knockdown al microscopio elettronico

Previous  studies showed that knockdown of ITSN-1s (KDITSN), an endocytic  protein involved in regulating lung vascular permeability and endothelial cells ...

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