Name: lentiviral crispr/cas9-mediated genome editing for the study of hematopoietic cells in disease models
Uploaded: 2019-10-03T13:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Lentiviral CRISPR/Cas9-Mediated Genome Editing for the Study of Hematopoietic Cells in Disease Models at JoVE.com

S. S. была поддержана Американской ассоциацией сердца постдокторской стипендий 17POST33670076. К.В. был поддержан грантами NIH R01 HL138014, R01 HL141256 и R01 HL139819.

Все процедуры, касающиеся животных, были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и использованию (IACUC) при Университете Вирджинии.
1. Генерация и очистка частиц лентивирусного имеет
ПРИМЕЧАНИЕ: Частицы лентивирусного содержащего оптимиз...

<ol>
	<li>Sasaki, 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=Defective+immune+responses+in+mice+lacking+LUBAC-mediated+linear+ubiquitination+in+B+cells.">Defective immune responses in mice lacking LUBAC-mediated linear ubiquitination in B cells.</a> EMBO Journal. 32, 2463-2476 (2013).</li><li>Ogilvy, 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=Transcriptional+regulation+of+vav,+a+gene+expressed+throughout+the+hematopoietic+compartment.">Transcriptional regulation of vav, a gene expressed throughout the hematopoietic compartment.</a> Blood. 91, 419-430 (1998).</li><li>Meyer, S. E., 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=DNMT3A+Haploinsufficiency+Transforms+FLT3ITD+Myeloproliferative+Disease+into+a+Rapid,+Spontaneous,+and+Fully+Penetrant+Acute+Myeloid+Leukemia.">DNMT3A Haploinsufficiency Transforms FLT3ITD Myeloproliferative Disease into a Rapid, Spontaneous, and Fully Penetrant Acute Myeloid Leukemia.</a> Cancer Discovery. 6, 501-515 (2016).</li><li>Kuhn, R., Schwenk, F., Aguet, M., Rajewsky, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inducible+gene+targeting+in+mice.">Inducible gene targeting in mice.</a> Science. 269, 1427-1429 (1995).</li><li>Cole, C. B., 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=PML-RARA+requires+DNA+methyltransferase+3A+to+initiate+acute+promyelocytic+leukemia.">PML-RARA requires DNA methyltransferase 3A to initiate acute promyelocytic leukemia.</a> Journal of Clinical Investigation. 126, 85-98 (2016).</li><li>Yang, H., 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=One-step+generation+of+mice+carrying+reporter+and+conditional+alleles+by+CRISPR/Cas-mediated+genome+engineering.">One-step generation of mice carrying reporter and conditional alleles by CRISPR/Cas-mediated genome engineering.</a> Cell. 154, 1370-1379 (2013).</li><li>Wang, H., 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=One-step+generation+of+mice+carrying+mutations+in+multiple+genes+by+CRISPR/Cas-mediated+genome+engineering.">One-step generation of mice carrying mutations in multiple genes by CRISPR/Cas-mediated genome engineering.</a> Cell. 153, 910-918 (2013).</li><li>Quadros, R. M., 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=Easi-CRISPR:+a+robust+method+for+one-step+generation+of+mice+carrying+conditional+and+insertion+alleles+using+long+ssDNA+donors+and+CRISPR+ribonucleoproteins.">Easi-CRISPR: a robust method for one-step generation of mice carrying conditional and insertion alleles using long ssDNA donors and CRISPR ribonucleoproteins.</a> Genome Biology. 18, 92 (2017).</li><li>Miura, H., Quadros, R. M., Gurumurthy, C. B., Ohtsuka, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Easi-CRISPR+for+creating+knock-in+and+conditional+knock-out+mouse+models+using+long+ssDNA+donors.">Easi-CRISPR for creating knock-in and conditional knock-out mouse models using long ssDNA donors.</a> Nature Protocols. 13, 195-215 (2018).</li><li>Sano, 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=CRISPR-Mediated+Gene+Editing+to+Assess+the+Roles+of+Tet2+and+Dnmt3a+in+Clonal+Hematopoiesis+and+Cardiovascular+Disease.">CRISPR-Mediated Gene Editing to Assess the Roles of Tet2 and Dnmt3a in Clonal Hematopoiesis and Cardiovascular Disease.</a> Circulation Research. 123, 335-341 (2018).</li><li>Cante-Barrett, 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=Lentiviral+gene+transfer+into+human+and+murine+hematopoietic+stem+cells:+size+matters.">Lentiviral gene transfer into human and murine hematopoietic stem cells: size matters.</a> BMC Research Notes. 9 (312), (2016).</li><li>Chu, V. T., 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+CRISPR-mediated+mutagenesis+in+primary+immune+cells+using+CrispRGold+and+a+C57BL/6+Cas9+transgenic+mouse+line.">Efficient CRISPR-mediated mutagenesis in primary immune cells using CrispRGold and a C57BL/6 Cas9 transgenic mouse line.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113, 12514-12519 (2016).</li><li>Fuster, J. 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=Clonal+hematopoiesis+associated+with+TET2+deficiency+accelerates+atherosclerosis+development+in+mice.">Clonal hematopoiesis associated with TET2 deficiency accelerates atherosclerosis development in mice.</a> Science. 355, 842-847 (2017).</li><li>Sano, 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=Tet2-Mediated+Clonal+Hematopoiesis+Accelerates+Heart+Failure+Through+a+Mechanism+Involving+the+IL-1beta/NLRP3+Inflammasome.">Tet2-Mediated Clonal Hematopoiesis Accelerates Heart Failure Through a Mechanism Involving the IL-1beta/NLRP3 Inflammasome.</a> Journal of the American College of Cardiology. 71, 875-886 (2018).</li><li>Sano, S., Wang, Y., Walsh, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clonal+Hematopoiesis+and+Its+Impact+on+Cardiovascular+Disease.">Clonal Hematopoiesis and Its Impact on Cardiovascular Disease.</a> Circulatory Journal. 71, 875-886 (2018).</li><li>Heckl, D., 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=Generation+of+mouse+models+of+myeloid+malignancy+with+combinatorial+genetic+lesions+using+CRISPR-Cas9+genome+editing.">Generation of mouse models of myeloid malignancy with combinatorial genetic lesions using CRISPR-Cas9 genome editing.</a> Nature Biotechnology. 32, 941-946 (2014).</li><li>Jiang, 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=An+optimized+method+for+high-titer+lentivirus+preparations+without+ultracentrifugation.">An optimized method for high-titer lentivirus preparations without ultracentrifugation.</a> Scientific Reports. 5, 13875 (2015).</li><li>Cribbs, A. P., Kennedy, A., Gregory, B., Brennan, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simplified+production+and+concentration+of+lentiviral+vectors+to+achieve+high+transduction+in+primary+human+T+cells.">Simplified production and concentration of lentiviral vectors to achieve high transduction in primary human T cells.</a> BMC Biotechnology. 13, 98 (2013).</li><li>Brinkman, E. K., Chen, T., Amendola, M., van Steensel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Easy+quantitative+assessment+of+genome+editing+by+sequence+trace+decomposition.">Easy quantitative assessment of genome editing by sequence trace decomposition.</a> Nucleic Acids Research. 42, e168 (2014).</li><li>Sentmanat, M. F., Peters, S. T., Florian, C. P., Connelly, J. P., Pruett-Miller, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Survey+of+Validation+Strategies+for+CRISPR-Cas9+Editing.">A Survey of Validation Strategies for CRISPR-Cas9 Editing.</a> Scientific Reports. 8, 888 (2018).</li><li>Akcakaya, P., 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=In+vivo+CRISPR+editing+with+no+detectable+genome-wide+off-target+mutations.">In vivo CRISPR editing with no detectable genome-wide off-target mutations.</a> Nature. 561, 416-419 (2018).</li><li>Bae, S., Park, J., Kim, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cas-OFFinder:+a+fast+and+versatile+algorithm+that+searches+for+potential+off-target+sites+of+Cas9+RNA-guided+endonucleases.">Cas-OFFinder: a fast and versatile algorithm that searches for potential off-target sites of Cas9 RNA-guided endonucleases.</a> Bioinformatics. 30, 1473-1475 (2014).</li><li>Kosicki, M., Tomberg, K., Bradley, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repair+of+double-strand+breaks+induced+by+CRISPR-Cas9+leads+to+large+deletions+and+complex+rearrangements.">Repair of double-strand breaks induced by CRISPR-Cas9 leads to large deletions and complex rearrangements.</a> Nature Biotechnology. 36, 765-771 (2018).</li><li>El-Brolosy, M. A., 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=Genetic+compensation+triggered+by+mutant+mRNA+degradation.">Genetic compensation triggered by mutant mRNA degradation.</a> Nature. 568, 193-197 (2019).</li><li>Ma, Z., 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=PTC-bearing+mRNA+elicits+a+genetic+compensation+response+via+Upf3a+and+COMPASS+components.">PTC-bearing mRNA elicits a genetic compensation response via Upf3a and COMPASS components.</a> Nature. 568, 259-263 (2019).</li><li>Gilbert, L. A., 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=CRISPR-mediated+modular+RNA-guided+regulation+of+transcription+in+eukaryotes.">CRISPR-mediated modular RNA-guided regulation of transcription in eukaryotes.</a> Cell. 154, 442-451 (2013).</li><li>Qi, L. 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=Repurposing+CRISPR+as+an+RNA-guided+platform+for+sequence-specific+control+of+gene+expression.">Repurposing CRISPR as an RNA-guided platform for sequence-specific control of gene expression.</a> Cell. 152, 1173-1183 (2013).</li><li>Zhou, H., 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=In+vivo+simultaneous+transcriptional+activation+of+multiple+genes+in+the+brain+using+CRISPR-dCas9-activator+transgenic+mice.">In vivo simultaneous transcriptional activation of multiple genes in the brain using CRISPR-dCas9-activator transgenic mice.</a> Nature Neuroscience. 21, 440-446 (2018).</li><li>Fuster, J. J., Walsh, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Somatic+Mutations+and+Clonal+Hematopoiesis:+Unexpected+Potential+New+Drivers+of+Age-Related+Cardiovascular+Disease.">Somatic Mutations and Clonal Hematopoiesis: Unexpected Potential New Drivers of Age-Related Cardiovascular Disease.</a> Circulatory Research. 122, 523-532 (2018).</li><li>Kahn, J. D., 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=PPM1D+truncating+mutations+confer+resistance+to+chemotherapy+and+sensitivity+to+PPM1D+inhibition+in+hematopoietic+cells.">PPM1D truncating mutations confer resistance to chemotherapy and sensitivity to PPM1D inhibition in hematopoietic cells.</a> Blood. , (2018).</li></ol>

Преимуществом этого протокола является создание моделей животных, укрывающих специфические мутации в гематоподетические клетки быстрым и высокорентабельным образом по сравнению с обычными трансгенными подходами мыши. Было установлено, что эта методология позволяет поколения мышей...

Многие исследования в области гематологии и иммунологии полагаются на наличие генетически модифицированных мышей, в том числе обычных и условных трансгенных / нокаут мышей, которые используют гематопоиетической системы конкретных Cre драйверов, таких как Mx1-Cre, Vav-Cre, и другие 1,2,3,4,5. Эти стратегии требуют создания новых штаммов мыши, которые могут быть трудоемкими и финансово обременительными. В то время как революционные достижения в технологии редактирования генома позволили генерации новых штаммов мыши всего за 3-4 месяца с соответствующими техническими знаниями6,7,8,9 , гораздо больше времени требуется, чтобы усилить колонию мыши, прежде чем эксперименты проводятся. Кроме того, эти процедуры являются дорогостоящими. Например, в Jackson Laboratory указана текущая цена услуг по генерации выбивачий мышей в $16 845 за штамм (по состоянию на декабрь 2018 года). Таким образом, более выгодными являются более экономичные и эффективные методы, чем обычные трансгенные подходы мурина.
Кластерные регулярно interspaced короткие палиндромные повторы / CRISPR связанных белков 9 (CRISPR/Cas9) технология привела к разработке новых инструментов для быстрого и эффективного РНК основе, последовательность конкретных редактирования генома. Первоначально обнаруженный как бактериальный адаптивный иммунный механизм для уничтожения вторгающихся патогенных ДНК, система CRISPR/Cas9 была использована в качестве инструмента для повышения эффективности редактирования генома в эукариотических клетках и животных моделях. Для передачи оборудования CRISPR/Cas9 в гематопоитические стволовые клетки (напротив, электропорация, нуклеофекция, липофектация, вирусная доставка и другие) использовался ряд подходов.
Здесь, лентивирусная система используется для преобразовать клетки из-за его способности эффективно заражать Cas9-выражения мурин гематопоиетических стволовых клеток и упаковать вместе руководство РНК экспрессии построить, промоутеры, нормативные последовательности, и гены, которые кодируют флуоресцентные белки репортера (т.е. GFP, RFP). Используя этот метод, ex vivo редактирование гена мыши гематопоатические стволовые клетки была достигнута, а затем успешное восстановление костного мозга в смертельно облученных мышей10. Вектор лентивирусов, используемых для этого исследования выражает Cas9 и GFP репортер генов от общего ядра EF1a промоутер с внутренней рибосомной вступления сайта вверх по течению от гена репортера. Последовательность НАправляющей РНК выражается от отдельного промоутера U6. Эта система затем используется для создания вставки и удаления мутаций в кандидат клональных hematopoiesis драйвер генов Tet2 и Dnmt3a10. Тем не менее, эффективность трансдукции с помощью этого метода является относительно низкой (5%-10%) из-за большого размера векторной вставки (13 Кбит/с), что ограничивает эффективность трансдукции и уменьшает вирус титер во время производства.
В других исследованиях было показано, что больший размер вирусной РНК негативно влияет как на производство вируса, так и на эффективность трансдукции. Например, 1 кб увеличение размера вставки, как сообщается, уменьшить производство вируса на 50%, и эффективность трансдукции снизится до более чем 50% в мыши гематопоитических стволовых клеток11. Таким образом, для повышения эффективности системы выгодно максимально уменьшить размер вирусной вставки.
Этот недостаток можно преодолеть, используя Cas9 трансгенных мышей, в которых белок Cas9 выражается либо в составной или индуцируемой образом12. Составные CRISPR/Cas9 стук-в мышей выражает Cas9 эндонуклеазы и EGFP от промоутера CAG на Rosa26 локус в повсеместной манере. Таким образом, конструкция с sgRNA под контролем промоутера U6 и гена репортера RFP под контролем основного промоутера EF1a может быть доставлена с помощью лентивирусного вектора для достижения редактирования генома. С помощью этой системы, гены гематопоитических стволовых клеток были успешно отредактированы, показывая эффективность трансдукции 90%. Таким образом, этот протокол обеспечивает быстрый и эффективный метод создания мышей, в которых целевые генные мутации вводятся в гематопоитической системы. В то время как наша лаборатория в основном использует этот тип технологии для изучения роли клонального гематопоеза в сердечно-сосудистых процессах13,14,15, это также применимо к исследованиям гематологических злокачественности16. Кроме того, этот протокол может быть распространен на анализ того, как мутации ДНК в HSPC влияют на другие заболевания или процессы развития в гематопойтической системе.
Для создания надежной системы вектора лентивирусного вектора необходимы высокие вирусные запасы титра и оптимизированные условия для трансдукции и трансплантации гематопоитических клеток. В протоколе предусмотрены инструкции по подготовке высокотиере вирусного запаса в разделе 1, оптимизации культурных условий гематопоатических стволовых клеток в разделе 2, методах трансплантации костного мозга в разделе 3, а также оценке Прививка в разделе 4.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:936px;" width="935">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:515px;">1/2 cc LO-DOSE INSULIN SYRINGE</td>
			<td style="width:159px;">EXELINT</td>
			<td style="width:113px;">26028</td>
			<td style="width:150px;">general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">293T cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CRL-3216--</td>
			<td>Cell line</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">APC-anti-mouse Ly6C (Clone AL-21)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>560599</td>
			<td>Antibodies</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">APC-Cy7-anti-mouse CD45R (RA3-6B2)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>552094</td>
			<td>Antibodies</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BD Luer-Lok disposable syringes, 10 ml</td>
			<td>BD</td>
			<td>309604</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BD Microtainer blood collection tubes, K2EDTA added</td>
			<td>BD Bioscience</td>
			<td>365974</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BD Precisionglide needle, 18 G</td>
			<td>BD</td>
			<td>305195</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BD Precisionglide needle, 22 G&#160;</td>
			<td>BD</td>
			<td>305155</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:515px;">BV510-anti-mouse CD8a (Clone 53-6.7)</td>
			<td style="width:159px;">Biolegend</td>
			<td style="width:113px;">100752</td>
			<td>Antibodies</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BV711-anti-mouse CD3e (Clone 145-2C11)</td>
			<td>Biolegend</td>
			<td>100349</td>
			<td>Antibodies</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Collagen from calf skin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>9007-34-5</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Corning Costar Ultra-Low Attachment Multiple Well Plate, 6 well&#160;</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>CLS3471</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:515px;">CRISPR/Cas9 knock-in mice</td>
			<td style="width:159px;">The Jackson Laboratory</td>
			<td style="width:113px;">028555</td>
			<td>mouse</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">DietGel 76A</td>
			<td>Clear H2O</td>
			<td>70-01-5022</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dulbecco&#8217;s Modified Eagle&#8217;s Medium (DMEM) - high glucose</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D6429</td>
			<td>Medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">eBioscience 1X RBC Lysis Buffer</td>
			<td>Thermo fisher Scientific</td>
			<td>00-4333-57</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Falcon 100 mm TC-Treated Cell Culture Dish</td>
			<td>Life Sciences</td>
			<td>353003</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Falcon 5 mL round bottom polystyrene test tube</td>
			<td>Life Sciences</td>
			<td>352054</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Falcon 50 mL Conical Centrifuge Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>352098</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Falcon 6 Well Clear Flat Bottom TC-Treated Multiwell Cell Culture Plate&#160;</td>
			<td>Life Science</td>
			<td>353046</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fisherbrand microhematocrit capillary tubes</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>22-362566</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fisherbrand sterile cell strainers, 70 &#956;m</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22363548</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:515px;">FITC-anti-mouse CD4 (Clone RM4-5)</td>
			<td style="width:159px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:113px;">11-0042-85</td>
			<td>Antibodies</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fixation Buffer</td>
			<td>BD Bioscience</td>
			<td>554655</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Guide-it Compete sgRNA Screening Systems</td>
			<td style="width:159px;">Clontech</td>
			<td style="width:113px;">632636</td>
			<td>Kit</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isothesia (Isoflurane) solution</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>29404</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lenti-X qRT-PCR Titration Kit&#160;</td>
			<td>Takara</td>
			<td>631235</td>
			<td>Kit</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lineage Cell Depletion Kit, mouse</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-090-858</td>
			<td>Kit</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Millex-HV Syringe Filter Unit, 0.45 mm</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>SLHV004SL</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PBS pH7.4 (1X)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10010023</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PE-Cy7-anti-mouse CD115 (Clone AFS98)</td>
			<td>eBioscience</td>
			<td>25-1152-82</td>
			<td>Antibodies</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PEI MAX</td>
			<td>Polysciences</td>
			<td>24765-1</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Penicillin-Streptomycin Mixture</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>17-602F</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PerCP-Cy5.5-anti-mouse Ly6G (Clone 1A8)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>560602</td>
			<td>Antibodies</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">pLKO5.sgRNA.EFS.tRFP&#160;</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>57823</td>
			<td>Plasmid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">pMG2D</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>12259</td>
			<td>Plasmid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Polybrene Infection/Transfection Reagent</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>TR-1003-G</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Polypropylene Centrifuge Tubes</td>
			<td>BECKMAN COULTER</td>
			<td>326823</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">psPAX2&#160;</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>12260</td>
			<td>Plasmid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RadDisk &#8211; Rodent Irradiator Disk</td>
			<td>Braintree Scientific</td>
			<td>IRD-P M</td>
			<td>general supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Recombinant Murine SCF</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>250-03</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Recombinant Murine TPO&#160;</td>
			<td>Peprotech&#160;</td>
			<td>315-14</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">StemSpan SFEM</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>09600</td>
			<td>Solution</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">TOPO TA cloning kit for sequencing with One Shot TOP10 Chemically Competent E.coli</td>
			<td style="width:159px;">Thermo fisher Scientific</td>
			<td>K457501</td>
			<td>Kit</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Zombie Aqua Fixable Viability Kit</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>423102</td>
			<td>Solution&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

lentiviral crispr/cas9-mediated genome editing for the study of hematopoietic cells in disease models

Манипулирование генами в гематопоитических стволовых клетках с использованием традиционных подходов к трансгенезу может быть трудоемким, дорогостоящим и сложным. Извлекая выгоду из достижений в технологии редактирования генома и опосредованных трансгенных систем трансгена, здесь описан эффективный и экономичный метод, который устанавливает мышей, в которых гены манипулируются именно в гематопоитических стволовых клетках. Лентивирусы используются для преобразовывания Cas9-выражения линии отрицательных клеток костного мозга с руководством РНК (gRNA) ориентации конкретных генов и красный ген репортера флуоресценции (RFP), то эти клетки пересаживаются в смертельно облученных C57BL/6 мышей. Мыши, пересаженные с лентивирусом, выражающим нецелевую гРНК, используются в качестве средств контроля. Прививка трансумированных гематопоиетических стволовых клеток оценивается по течению цитометрического анализа ППП-положительных лейкоцитов периферической крови. Используя этот метод, 90% трансдукции миелоидных клеток и 70% лимфоидных клеток в течение 4 недель после трансплантации может быть достигнуто. Геномная ДНК изолирована от RFP-положительных кровяных клеток, и части целевого участка ДНК усиливаются ПЦР для проверки редактирования генома. Этот протокол обеспечивает высокую пропускную стоимость генов гематопойеза и может быть распространен на различные модели заболеваний мышей с участием гематопоитических клеток.

Используя описанный выше протокол, было получено примерно 0,8-1,0 х 108 клеток костного мозга на мышь. Количество линейных отрицательных ячеек, которые мы получаем, составляет примерно 3 х 106 ячеек на мышь. Как правило, урожайность линий костного мозга отрицател?...

Watch this Scientific Journal Video about Lentiviral CRISPR/Cas9-Mediated Genome Editing for the Study of Hematopoietic Cells in Disease Models at JoVE.com

Lentiviral CRISPR/Cas9-Mediated Genome Editing for the Study of Hematopoietic Cells in Disease Models

Описаны протоколы для высокоэффективного редактирования генома гематопоатического стебля и клеток-прародителей (HSPC) системой CRISPR/Cas9 для быстрого развития систем мышиной модели с гематопоиетической системой конкретных модификаций генов.

Лентивирный CRISPR/Cas9-Опосредованный геном Редактирование для изучения гематоподетические клетки в модели болезней

Manipulating genes in hematopoietic stem cells using conventional transgenesis approaches can be time-consuming, expensive, and challenging. Benefiting ...

Мы разработали эффективный и экономичный метод установления мышей с генными манипуляциями именно в гематопоэтических стволовых клетках, используя технологию редактирования генома и системы доставки трансгенов, опосредованную оцифродуемым лентивирусом. Преимущество этого протокола заключается в том, что мы можем создавать модели животных, укрывательство конкретных мутаций в гематопоэтических клетках быстрым и рентабельным способом по сравнению с обычными трансгенными подходами мыши. Демонстрацией процедуры будет Ин Ван, исследователь из моей лаборатории.Для генерации частиц лентивируса начните с кодирования шести хорошо пластины с коллагеновым раствором и инкубации его при 37 градусах по Цельсию и 5%углекислого газа в течение 30 минут. Затем семя 293T клетки на тарелку и инкубировать его в течение еще двух часов. Между тем, подготовить смесь из трех плазмидов трансфекции путем объединения 0,9 микрограммов переносчика лентивируса, 0,6 микрограмма psPAX2 и 0,3 микрограмма pMD2.G и деионизированы до 10 микролитров на колодец. Затем аккуратно добавьте 50 микролитров 1X PBS и пять микролитров разбавленной PEI MAX в плазмидную смесь и инкубировать смесь при комнатной температуре в течение 15 минут. После инкубации добавьте один миллилитр DMEM.Аспирировать средства массовой информации из шести хорошо пластины и добавить один миллилитр плазмидной смеси для каждой хорошо. Инкубировать тарелку еще три часа. Замените средства массовой информации свежим DMEM и инкубировать в течение 24 часов.Добавьте один миллилитр свежего DMEM и инкубировать еще 24 часа. После 48-часовой инкубации перенесите супернатант в 50-миллилитровую трубку и центрифуга в 3000 раз G в течение 15 минут, чтобы удалить любые свободно плавающие клетки. Фильтр супернатант через фильтр 0,45 микрометра и ультра-центрифуги его в течение трех часов.Тщательно аспирировать супернатант, оставив после себя белую гранулу. Повторно приостанавливайте гранулы 100 микролитров без сыворотки гематопоэтической среды расширения клеток без аэрации. Держите 10 микролитера aliquot для измерения вирусного titer и хранить остальную часть подвески при минус 80 по Цельсию до готовности к использованию.После изоляции костей поместите их в 50 миллилитровую коническую трубку с RPMI и поместите трубку на лед. В кабинете для биобезопасности перенесите кости в стерильное 100-миллиметровое культурное блюдо. Затем возьмите кость тупыми мипсами и используйте ножницы для вскрытия, чтобы тщательно вырезать оба эпифизика.Заполните 10 миллилитров шприц с ледяной RPMI и использовать 22 калибровочных иглы, чтобы промыть костный мозг из вала в новый 100-миллиметровый блюдо культуры. После того, как все костный мозг был собран, сделать одноклеточную подвеску, передавая костного мозга через 10 миллилитров шприц с 18 калибровочных иглы. Фильтровать подвеску клетки через 70-метровый ситечко клеток в 50 миллилитровую коническую трубку.Затем центрифуга трубки в соответствии с рукописными указаниями и аспирировать супернатант. Повторно приостанавливайте гранулы ячейки в соответствующем объеме оптимизированного буфера разделения. Чтобы изолировать отрицательные клетки линии, используйте комплект истощения клеток линии в соответствии с инструкциями производителя.Повторно приостанавливать изолированные линии отрицательных клеток в сыворотке свободной гематопоэтической среды расширения клеток. Предварительно инкубировать клетки при 37 градусах по Цельсию в 5%углекислого газа в течение двух часов. Затем добавьте лентивирус в соответствии с рукописными указаниями и оставьте клетки в инкубаторе еще на 16-20 часов.На следующий день, собирать лентивирус-трансдуцированных клеток в 15 миллилитров конической трубки и центрифуги их в 300 раз G в течение 10 минут. В соответствии с руководящими принципами NHA, важно обрабатывать переносчики лентивируса на уровне 2 группы Reece. Необходимо принять меры предосторожности, основанные на правилах объекта.Тщательно аспирировать супернатант и повторно приостановить гранулы в 200 микролитров RPMI на мышь. Держите клетки при комнатной температуре до трансплантации мышам. После второй сессии облучения ретро-орбитально вводят трансинированные делинаг отрицательные клетки в каждую анестезируемую мышь с помощью инсулинового шприца.Через три-четыре недели после трансплантации костного мозга, получить образцы крови из ретро-орбитальной вены с помощью капиллярных труб. Перенесите 20 микролитров крови в пробирки с круглым дном и поместите на лед. После лиза РБК инкубировать клетки коктейлем моноклональных антител в темноте в течение 20 минут при комнатной температуре.После инкубации, мыть, фиксировать и центрифугировать клетки и повторно приостановить ячейки гранулы в 400 микролитров буфера FACS. Храните образцы на уровне четырех градусов по Цельсию до анализа цитометрии потока. Успех линии отрицательной трансдукции клеток можно оценить с помощью цитометрического обнаружения потока RFP.Было продемонстрировано, что после семи дней в пробирке культуры, в среднем, 75,7% клеток транс индуцированных. Цитометрия потока также была использована для анализа периферической крови мыши после восстановления с трансиндицированными и не трансиндированных гематопоэтических стволовых клеток. В среднем 94,8% нейтрофилов, 93,5% моноцитов и 82,7% В-клеток выражают RFP.Геномная ДНК из RFP-положительных клеток крови была усилена и суб-клонирована для анализа последовательности. Обнаруживаются различные мутации, и 69% клонов показывают вне кадра или преждевременные мутации остановки. Чтобы преуспеть в этой процедуре, требуется подготовка высокого антивирусного запаса и оптимизированные условия для трансдукции и трансплантации гематопоэтических клеток.Мы применили этот метод для изучения права сердечно-сосудистых заболеваний. Но полезно также изучать гематологические злокачественные новообразования. Этот метод позволяет нам изучать функции новых типов генов в гематопоэтической системе высокоэффективным и высоким образом.Мы собираем это по поводу наличия трансгенных мышей.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

RNAi Screening for Host Factors Involved in Vaccinia Virus Infection using Drosophila Cells

RNAi Screening for Host Factors Involved in Vaccinia Virus Infection using Drosophila Cells

RNAi Скрининг на хост факторов, участвующих в Vaccinia Вирусной инфекции использованием Drosophila Ячейки

Viral pathogens represent a significant public health threat; not only can viruses cause natural epidemics of human disease, but their potential use in ...

Colony Forming Cell (CFC) Assay for Human Hematopoietic Cells

Colony Forming Cell CFC Assay for Human Hematopoietic Cells

Колония Формирование Cell (CFC) Пробирной по правам гемопоэтических клеток

Human hematopoietic stem/progenitor cells are usually obtained from bone marrow, cord blood, or peripheral blood and are used to study hematopoiesis and ...

Specific Marking of HIV-1 Positive Cells using a Rev-dependent Lentiviral Vector Expressing the Green Fluorescent Protein

Конкретные Маркировка ВИЧ-1-положительных клеток использованием Rev-зависимый лентивирусов Векторный выражая зеленый флуоресцентный белок

Most of HIV-responsive expression vectors are based on the HIV promoter, the long terminal repeat (LTR). While responsive to an early HIV protein, Tat, ...

Seven Steps to Stellate Cells

Семь шагов к звездчатых клеток

Hepatic stellate cells are liver-resident  cells of star-like morphology and are located in the space of Disse between  liver sinusoidal endothelial cells ...

An In vitro Co-infection Model to Study Plasmodium falciparum-HIV-1 Interactions in Human Primary Monocyte-derived Immune Cells

An In vitro Co-infection Model to Study Plasmodium falciparum-HIV-1 Interactions in Human Primary Monocyte-derived Immune Cells

<em&gt; В пробирке</em&gt; Ко-инфекция моделью для изучения<em&gt; Plasmodium тропической</em&gt; ВИЧ-1 Взаимодействие человека в первичной моноцитарных иммунных клеток

Plasmodium falciparum, the causative agent  of the deadliest form of malaria, and human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1) are among the most important ...

Establishing a Liquid-covered Culture of Polarized Human Airway Epithelial Calu-3 Cells to Study Host Cell Response to Respiratory Pathogens In vitro

Establishing a Liquid-covered Culture of Polarized Human Airway Epithelial Calu-3 Cells to Study Host Cell Response to Respiratory Pathogens In vitro

Создание жидкого покрытые культуры поляризованный человека эпителия дыхательных путей Calu-3 ячейки по изучению клетки-хозяина в ответ на возбудителей инфекций дыхательных путей<em&gt; В пробирке</em

The  apical and basolateral surfaces of airway epithelial cells demonstrate  directional responses to pathogen exposure in  vivo. Thus, ideal in vitro ...

Assessing the Development of Murine Plasmacytoid Dendritic Cells in Peyer's Patches Using Adoptive Transfer of Hematopoietic Progenitors

Оценивая развитие мышей плазмацитоидных дендритных клеток в пейеровых бляшках Использование приемных передачи гемопоэтических прародителей

This protocol details a method to analyze the ability of purified hematopoietic progenitors to generate plasmacytoid dendritic cells (pDC) in intestinal ...

Intranasal Administration of Recombinant Influenza Vaccines in Chimeric Mouse Models to Study Mucosal Immunity

Интраназального введения рекомбинантного гриппа вакцин в химерных мышей Модели для изучения слизистых оболочек

Vaccines are one of the greatest achievements of mankind, and have saved millions of lives over the last century. Paradoxically, little is known about the ...

Intra-tracheal Administration of Haemophilus influenzae in Mouse Models to Study Airway Inflammation

Intra-tracheal Administration of Haemophilus influenzae in Mouse Models to Study Airway Inflammation

Intra-трахеи Администрация<em&gt; Гемофильной</em&gt; В мышиные модели для изучения Воспаление дыхательных путей

Here, we describe a detailed procedure to efficiently and directly deliver Haemophilus influenzae into the lower respiratory tracts of mice. We ...

Methods to Study Lipid Alterations in Neutrophils and the Subsequent Formation of Neutrophil Extracellular Traps

Методы для изучения липидных изменений в нейтрофилах и последующее образование нейтрофильных внеклеточных ловушек

Lipid analysis performed by high performance thin layer chromatography (HPTLC) is a relatively simple, cost-effective method of analyzing a broad range of ...