Name: characterization of functionally associated mirnas in glioblastoma and their engineering into artificial clusters for gene therapy
Uploaded: 2019-10-04T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Characterization of Functionally Associated miRNAs in Glioblastoma and their Engineering into Artificial Clusters for Gene Therapy at JoVE.com

Forfatterne ønsker at takke medlemmerne af Harvey Cushing Neuro Oncology Laboratory for støtte og konstruktiv kritik. Dette arbejde blev støttet af NINDS Grants K12NS80223 og K08NS101091 til P. P.

1. karakterisering af funktionelt associerede miRNAs i glioblastoma
<ol><li>Analyse af bredt differens-miRNA-udtryk i glioblastoma vs. hjernen
	<ol>
<li>Først bestemme de mest markant dereguleret miRNAs i tumoren. Dette kan opnås ved hjælp af mindst tre forskellige metoder:<ol>
<li>Mine Cancer Genome Atlas, fundet på https://www.cancer.gov/about-nci/organization/ccg/research/structural-genomics/tcga, til sekvensering af data11.</li>
			<li>Udfør mikroarray analyse fra en fr...

<ol>
	<li>Wu, Y. E., Parikshak, N. N., Belgard, T. G., Geschwind, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide,+integrative+analysis+implicates+miRNA+dysregulation+in+autism+spectrum+disorder.">Genome-wide, integrative analysis implicates miRNA dysregulation in autism spectrum disorder.</a> Nature Neuroscience. 19, 1463-1476 (2016).</li><li>Esteller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-coding+RNAs+in+human+disease.">Non-coding RNAs in human disease.</a> Nature Reviews Genetics. 12, 861-874 (2011).</li><li>Moradifard, S., Hoseinbeyki, M., Ganji, S. M., Minuchehr, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+miRNA+and+Gene+Expression+Profiles+in+Alzheimer's+Disease:+A+Meta-Analysis+Approach.">Analysis of miRNA and Gene Expression Profiles in Alzheimer's Disease: A Meta-Analysis Approach.</a> Scientific Reports. 8, 4767 (2018).</li><li>Calin, G. 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=Frequent+deletions+and+down-regulation+of+micro-+RNA+genes+miR15+and+miR16+at+13q14+in+chronic+lymphocytic+leukemia.">Frequent deletions and down-regulation of micro- RNA genes miR15 and miR16 at 13q14 in chronic lymphocytic leukemia.</a> Proceedings of the National Academy of Sciencesof the United States of America. 99, 15524-15529 (2002).</li><li>Croce, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Causes+and+consequences+of+miRNA+dysregulation+in+cancer.">Causes and consequences of miRNA dysregulation in cancer.</a> Nature Reviews Genetics. 10, 704-714 (2009).</li><li>Ambros, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=miRNAs:+tiny+regulators+with+great+potential.">miRNAs: tiny regulators with great potential.</a> Cell. 107, 823-826 (2001).</li><li>Treiber, T., Treiber, N., Meister, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+miRNA+biogenesis+and+its+crosstalk+with+other+cellular+pathways.">Regulation of miRNA biogenesis and its crosstalk with other cellular pathways.</a> Nature Reviews Molecular Cell Biology. 20, 5-20 (2019).</li><li>He, L., 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+miRNA+polycistron+as+a+potential+human+oncogene.">A miRNA polycistron as a potential human oncogene.</a> Nature. 435, 828-833 (2005).</li><li>Santos, M. C., 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=miR-124,+&#8722;128,+and+&#8722;137+orchestrate+neural+differentiation+by+acting+on+overlapping+gene+sets+containing+a+highly+connected+transcription+factor+network.">miR-124, &#8722;128, and &#8722;137 orchestrate neural differentiation by acting on overlapping gene sets containing a highly connected transcription factor network.</a> Stem Cells. 34, 220-232 (2016).</li><li>Bhaskaran, V., 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=The+functional+synergism+of+miRNA+clustering+provides+therapeutically+relevant+epigenetic+interference+in+glioblastoma.">The functional synergism of miRNA clustering provides therapeutically relevant epigenetic interference in glioblastoma.</a> Nature Communications. 10 (1), 442 (2019).</li><li>Kim, T. M., Huang, W., Park, R., Park, P. J., Johnson, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+developmental+taxonomy+of+glioblastoma+defined+and+maintained+by+MiRNAs.">A developmental taxonomy of glioblastoma defined and maintained by MiRNAs.</a> Cancer Research. 71 (9), 3387-3399 (2011).</li><li>Dell'Aversana, C., Giorgio, C., Altucci, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MiRNA+Expression+Profiling+Using+Agilent+One-Color+Microarray.">MiRNA Expression Profiling Using Agilent One-Color Microarray.</a> Methods in Molecular Biology. 1509, 169-183 (2017).</li><li>Silber, 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=miR-124+and+miR-137+inhibit+proliferation+of+glioblastoma+multiforme+cells+and+induce+differentiation+of+brain+tumor+stem+cells.">miR-124 and miR-137 inhibit proliferation of glioblastoma multiforme cells and induce differentiation of brain tumor stem cells.</a> BMC Medicine. 6 (14), (2008).</li><li>Hester, M. 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=Two+factor+reprogramming+of+human+neural+stem+cells+into+pluripotency.">Two factor reprogramming of human neural stem cells into pluripotency.</a> PLoS ONE. 4 (9), e7044 (2009).</li><li>Hsieh, 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=IGF-I+instructs+multipotent+adult+neural+progenitor+cells+to+become+oligodendrocytes.">IGF-I instructs multipotent adult neural progenitor cells to become oligodendrocytes.</a> Journal of Cell Biology. 164 (1), 111-122 (2004).</li><li>Agarwal, V., Bell, G. W., Nam, J., Bartel, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+effective+miRNA+target+sites+in+mammalian+mRNAs.">Predicting effective miRNA target sites in mammalian mRNAs.</a> eLife. 4, e05005 (2015).</li><li>Betel, D., Wilson, M., Gabow, A., Marks, D. S., Sander, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+miRNA.org+resource:+targets+and+expression.">The miRNA.org resource: targets and expression.</a> Nucleic Acids Research. 36, D149-D153 (2008).</li><li>Wong, N., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=miRD(B)+an+online+resource+for+miRNA+target+prediction+and+functional+annotations.">miRD(B) an online resource for miRNA target prediction and functional annotations.</a> Nucleic Acids Research. 43 (D1), D146-D152 (2015).</li><li>Vlachos, I. 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=DIANA-miRPath+v3.0:+deciphering+miRNA+function+with+experimental+support.">DIANA-miRPath v3.0: deciphering miRNA function with experimental support.</a> Nucleic Acids Research. 43 (W1), W460-W466 (2015).</li><li>Chen, J., Bardes, E. E., Aronow, B. J., Jegga, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ToppGene+Suite+for+gene+list+enrichment+analysis+and+candidate+gene+prioritization.">ToppGene Suite for gene list enrichment analysis and candidate gene prioritization.</a> Nucleic Acids Research. 305, W305-W311 (2009).</li><li>Aken, B. L., 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=Ensembl+2017.">Ensembl 2017.</a> Nucleic Acids Research. 45, D635-D642 (2017).</li><li>Kozomara, A., Birgaoanu, M., Griffiths-Jones, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=miRBase:+from+miRNA+sequences+to+function.">miRBase: from miRNA sequences to function.</a> Nucleic Acid Research. 47, D155-D162 (2019).</li><li>Lorenz, R., 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=Vienna+RNA+Package+2.0.">Vienna RNA Package 2.0.</a> Algorithms for Molecular Biology. 6 (1), 26 (2011).</li><li>Hughes, R. A., Ellington, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+DNA+synthesis+and+assembly:+Putting+the+synthetic+in+synthetic+biology.">Synthetic DNA synthesis and assembly: Putting the synthetic in synthetic biology.</a> Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 9 (1), a023812 (2017).</li><li>Crommentuijn, M. 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=Intracranial+AAV-sTRAIL+combined+with+lanatoside+C+prolongs+survival+in+an+orthotopic+xenograft+mouse+model+of+invasive+glioblastoma.">Intracranial AAV-sTRAIL combined with lanatoside C prolongs survival in an orthotopic xenograft mouse model of invasive glioblastoma.</a> Molecular Oncology. 10 (4), 625-634 (2016).</li><li>Ivey, K. N., Srivastava, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MiRNAs+as+regulators+of+differentiation+and+cell+fate+decisions.">MiRNAs as regulators of differentiation and cell fate decisions.</a> Cell Stem Cell. 7, 36-41 (2010).</li><li>Han, 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=Molecular+Basis+for+the+Recognition+of+Primary+miRNAs+by+the+Drosha-DGCR8+Complex.">Molecular Basis for the Recognition of Primary miRNAs by the Drosha-DGCR8 Complex.</a> Cell. 125, 887-901 (2006).</li><li>Barroso-del Jesus, A., Lucena-Aguilar, G., Menendez, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+miR-302-367+cluster+as+a+potential+stemness+regulator+in+ESCs.">The miR-302-367 cluster as a potential stemness regulator in ESCs.</a> Cell Cycle. 8, 394-398 (2009).</li><li>Liu, Y. P., Haasnoot, J., Brake, O., Berkhout, B., Konstantinova, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+HIV-1+by+multiple+shRNAs+expressed+from+a+single+miRNA+polycistron.">Inhibition of HIV-1 by multiple shRNAs expressed from a single miRNA polycistron.</a> Nucleic Acid Research. 36, 2811-2824 (2008).</li><li>Chen, S. C., Stern, P., Guo, Z., Chen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+of+Multiple+Artificial+MiRNAs+from+a+Chicken+miRNA126-Based+Lentiviral+Vector.">Expression of Multiple Artificial MiRNAs from a Chicken miRNA126-Based Lentiviral Vector.</a> PLoS ONE. 6 (7), e22437 (2011).</li><li>Yang, X., Marcucci, K., Anguela, X., Couto, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preclinical+Evaluation+of+An+Anti-HCV+miRNA+Cluster+for+Treatment+of+HCV+Infection.">Preclinical Evaluation of An Anti-HCV miRNA Cluster for Treatment of HCV Infection.</a> Molecular Therapy. 21, 588-601 (2013).</li></ol>

Denne protokol er baseret på forestillingen om, at miRNAs i stedet for at fungere isoleret set er biologisk relevant ved at arbejde i grupper, og disse grupper er bestemt af specifikke cellulære sammenhænge26. For at retfærdiggøre denne tilgang fra et translationelt perspektiv introduceres en opfølgnings protokol, der tillader rekreation af dette multi-miRNA-mønster i celler/væv. Dette er muligt ved at drage fordel af den relativt simple Biogenese af Mirnas, hvorved anerkendelsen af den ka...

Mirnas tilbyder en uovertruffen mulighed for udvikling af en bred genterapi tilgang til mange sygdomme1,2,3, herunder kræft4,5. Dette er baseret på flere unikke funktioner i disse biologiske molekyler, herunder deres lille størrelse6, simple Biogenese7, og naturlige tendens til at fungere i Association8. Mange sygdomme er karakteriseret ved specifikke miRNA udtryk mønstre, som ofte konvergerer om reguleringen af komplekse biologiske funktioner9. Formålet med denne metode er først at definere en strategi for at identificere grupper af miRNAs, der er synergistisk relevante for specifikke cellulære funktioner. Den indeholder derfor en strategi for genetablering af sådanne miRNA-kombinationer i downstream-undersøgelser og-anvendelser.
Denne metode giver mulighed for funktionel analyse af flere miRNAs på én gang, gearing på deres samtidige målretning af et stort antal mRNAs, og dermed rekapitulere komplekse landskaber af sygdomme. Denne tilgang er for nylig blevet anvendt til at definere en gruppe af tre miRNAs, at 1) er samtidig nedreguleret i hjernen kræft og 2) viser et stærkt Co-Expression mønster under neurale differentiering samt som reaktion på genotoksisk stress ved stråling eller en DNA-alkylerende middel. Det kombinatoriske genekspression af dette modul med tre miRNAs ved hjælp af klynge metoden beskrevet nedenfor resulterer i dybtgående interferens med kræftcellernes biologi og kan let bruges som en genterapi-strategi for prækliniske studier10. Denne protokol kan være af særlig interesse for dem, der er involveret i miRNA-forskningen og dens translationelle anvendelser.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.4% low melting temperature agarose&#160;</td>
			<td>IBI Scientific</td>
			<td>IB70058</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.45 &#181;M sterile filter unit</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>SLH033RS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5-mL Microcentrifuge tube</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22431081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-Well plates&#160;</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>657160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Athymic mice (FoxN1 nu/nu)</td>
			<td>Envigo</td>
			<td>069(nu)/070(nu/+)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B-27 Supplement&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>12587010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture flask</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>660175</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Scraper, 16cm</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>83.1832</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cesium 137 irradiator&#160;</td>
			<td>JL Sheperd and Associates</td>
			<td>Core Facility (Harvard Medical School)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>439142-4L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM, high glucose, pyruvate&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11995040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#8217;s phosphate-buffered saline&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14190144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eosin Y solution&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E4009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F9665</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formalin solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>HT501128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GlutaMAX Supplement&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>35050061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEK-293</td>
			<td>American Type Culture Collecti</td>
			<td>ATCC CRL-1573</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1051750500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human primary glioma stem-like cells (GBM62)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Provided by Dr. E. A. Chiocca (Brigham and Women&#8217;s Hospital, Boston, MA)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human primary glioma stem-like cells (MGG4)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Provided by Dr. Hiroaki Wakimoto (Massachusetts General Hospital, Boston, MA)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lentiviral vector pCDH-CMV-MCS-EF1-copGFP</td>
			<td>System Biosciences</td>
			<td>CD511B-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipofectamine 2000&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11668019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge refrigerated</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>model no. 5424 R, cat. no.5404000138</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting medium&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>4112APG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nalgene High-Speed Polycarbonate Round Bottom Centrifuge Tubes&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>3117-0380PK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoDrop</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>2000c</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neural Progenitor cells (NPC)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Provided by Dr. Jakub Godlewski (Brigham and Women&#8217;s Hospital, Boston, MA)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neurobasal Medium&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>21103049</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nikon eclipse Ti motorized fluorescent microscope system</td>
			<td>Nikon, Japan</td>
			<td>14314</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Opti-MEM</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>31985088</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR tubes&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>CLS6571-960EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri-Dishes 94/16&#160;</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>632180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-D-Lysine&#160;</td>
			<td>Sigma- Aldrich</td>
			<td>P4707</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant Human EGF&#160;</td>
			<td>PeproTech&#160;</td>
			<td>AF-100-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant Human FGF-basic&#160;</td>
			<td>PeproTech&#160;</td>
			<td>AF-100-18B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Retinoic acid</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>12587-010&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNA Miniprep Kit</td>
			<td>Direct-zol</td>
			<td>R2050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S1000 Thermal Cycler&#160;</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1852196</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small Animal Image-Guided Micro Irradiator&#160;</td>
			<td>Xstrahal Life Sciences, UK</td>
			<td>Core facility (Dana-Farber Cancer Institute, Boston, MA)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sorvall WX+ Ultracentrifuge&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>75000100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>StemPro Accutase&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A1110501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>StepOne Real-Time PCR System</td>
			<td>Applied Biosystems&#160;</td>
			<td>4376357</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SterilGARD biosafety cabinet&#160;</td>
			<td>The Baker Company</td>
			<td>SG403A-HE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S9378</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T98-G</td>
			<td>American Type Culture Collecti</td>
			<td>ATCC CRL-1690</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TaqMan MicroRNA Reverse Transcription Kit&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>4366596</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TaqMan Universal PCR Master Mix</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>4324018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temozolomide</td>
			<td>Tocris Bioscience</td>
			<td>2706</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue-Tek optimum cutting temperature&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC9636948</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TRIzol Reagent&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15596026</td>
			<td>Lysis reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>U251-MG</td>
			<td>American Type Culture Collecti</td>
			<td>ATCC HTB-17</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>U87-MG&#160;</td>
			<td>American Type Culture Collecti</td>
			<td>ATCC HTB-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ViraPower Lentivector Expression system&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>K4970-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water, HPLC grade</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>W54</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylene&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>534056</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

characterization of functionally associated mirnas in glioblastoma and their engineering into artificial clusters for gene therapy

Den biologiske relevans af microRNAs (miRNAs) i sundhed og sygdom betydeligt afhængig af specifikke kombinationer af mange samtidig dereguleret miRNAs snarere end virkningen af en enkelt miRNA. Karakteriseringen af disse specifikke miRNAs moduler er et grundlæggende skridt i at maksimere deres anvendelse i terapi. Dette er yderst relevant, fordi deres kombinatoriske egenskaber kan udnyttes i praksis. Beskrevet her er en metode til at definere en specifik miRNA-signatur, der er relevant for kontrol af onkogene kromatin-repressorer i glioblastoma. Tilgangen definerer først en generel gruppe af miRNAs, der dereguleres i tumorer i forhold til normalt væv. Analysen er yderligere raffineret af differentiale dyrkningsbetingelser, understrege en under gruppe af miRNAs, der er co-udtrykkes samtidigt i specifikke cellulære stater. Endelig er de miRNAs, der opfylder disse filtre, kombineret i en kunstig polycistronic Trans Genes, som er baseret på et stillads af naturligt eksisterende miRNA klynger gener, derefter bruges til overekspression af disse miRNA moduler til at modtage celler.

Denne metode tillod karakterisering af et modul af tre miRNAs, der er konsekvent nedreguleret i hjernen tumorer, som er co-udtrykkes specifikt under neuronal differentiering (figur 1) og involveret i tumor overlevelse respons efter behandling (figur 2). Dette opnås ved at regulere en kompleks onkogen kromatin repressiv pathway. Dette Co-Expression mønster foreslog en stærk synergistisk aktivitet blandt disse tre miRNAs (<stron...

Watch this Scientific Journal Video about Characterization of Functionally Associated miRNAs in Glioblastoma and their Engineering into Artificial Clusters for Gene Therapy at JoVE.com

Characterization of Functionally Associated miRNAs in Glioblastoma and their Engineering into Artificial Clusters for Gene Therapy

Beskrevet her er en protokol til karakterisering af moduler af biologisk synergistisk miRNAs og deres samling i korte transgener, som muliggør samtidig overekspression til genterapi applikationer.

Karakterisering af funktionelt associerede miRNAs i glioblastoma og deres ingeniørarbejde i kunstige klynger til genterapi

The biological relevance of microRNAs (miRNAs) in health and disease significantly relies on specific combinations of many simultaneously deregulated ...

Denne protokol tillader samtidig graduering af mange mikro RNA'er i eukaryote celler og er baseret på en meget enkel og fleksibel metode, der minimerer molekylær kloning trin. Denne teknik har konsekvenser for studiet af mikro RNA funktionelle interaktioner in vitro, men endnu vigtigere det giver en platform for en mere effektiv brug af mikro RNA'er i terapi. Vi har primært udviklet og brugt det i forbindelse med kræft i hjernen, men det gælder for alle sygdomme, hvor der er tale om flere ændringer af genekspression.Vi har testet vores kunstige trans gener i andre modeller såsom bryst og skjoldbruskkirtelkræft linjer viser reproducerbarheden af denne teknik. Grundlæggende viden om bioinformatik og mikro RNA biologi er nyttigt for denne protokol, men ikke uundværlig. En bioinformatiktilgang er vigtig for at definere relevante mikroRNA-kombinationer og TRK-11, mens kendskab til mikro-RNA-behandlingn målbart er vigtigt at forstå, hvordan disse forskellige mikro-RNA'er kan samles i kunstige DNA-klynger, der kan behandles med succes, når de er stabile til de specifikke celler.Til pels fad, først opløse poly-D-lysin i vand i en koncentration på 100 mikrogram pr milliliter. Hæld opløsningen i skålen med en mængde af en milliliter opløsning pr 25 kvadratcentimeter overflade. Swirl skålen for at sikre dækning af hele skålen.Efter seks timer aspirere poly-D-lysinopløsningen og skyl to gange med PBS. Plade menneskelige neurale stamceller i mængden af 100, 000 celler pr fem milliliter af mediet, enten i stamceller medium, astrocytisk differentiering medium eller neuronal differentiering medium. Efter celleplettering, placere skålen i en inkubator på 37 grader Celsius og fem procent kuldioxid i en uge og fortsætte med at udføre mikro RNA udtryk analyse i henhold til manuskriptet.Til kultur GBM-34 glioblastoma stamceller-lignende celler, starte med en gange ti til de femte celler og fem milliliter neurobasal medium i en 25 kvadratcentimeter lav vedhæftet fil kolbe. Kolben anbringes i en kuvøse ved 37 grader Celsius og fem procent kuldioxid. 48 timer efter plating, tilføje fordobling koncentrationer af DNA alkylerende middel temozolomid hver syv dage.Start med tilsætning af fem mikromolar TMZ suppleret i fem milliliter medium i fem dage. Efter fem dage, fjerne mediet og erstatte med frisk medium uden temozolomid at tillade de overlevende celler til at inddrive. Efter 48 timer, tilsæt 10 mikromolar temozolomid og inkubere i yderligere fem dage.Gentag den fordobling temozolomid behandling, indtil koncentrationen af mindst 100 mikromolar er nået og celler bliver resistente over for lægemidlet. Efter induktion af modstand, ligge celler ved hjælp af 1 milliliter Lysis reagens. Uddrag total RNA og analysere udtrykket af de specifikke mikro RNA'er i henhold til manuskriptet.For at opnå den forventede målom hvert tidligere defineret mikro RNA skal du bruge mikro-RNA-målretningsforudsigelsesværktøjer. Vælg det mikro-RNA af interesse fra den forudbefolkede rullemenu på forsiden af TargetScan. Klik på knappen Send.Download den resulterende liste over mål som et regneark ved hjælp af download tabel link. Hvis du vil mindske risikoen for falske positive forudsigelser, skal du kun medtage mål i kolonnen bevarede websteder og downstream-analyse. Yderligere mikro RNA forudsigelse programmer opnå yderligere stringens og kun omfatte mål, der er fælles for alle algoritmer.Åbn derefter ToppGene suite 20. For at evaluere for berigelse af veje, der er fælles for hver mikro RNA, indsætte listen over mål opnået i uddannelse gensæt vinduet. Klik på HGNC Symbol som indgangstype.Klik på Send og start. Programmet indeholder en outputtabel, der viser de mest betydningsfulde GO-kategorier for den indtastede liste over gener. For endelig at fastslå bidraget fra hvert mikro-RNA til reguleringen af en fælles vej eller cellulære proces skal du åbne venn-diagramfunktionen på bioinformatik- og evolutionær genomforskningswebstedet.Kontroller hver opnået targetome mod den fulde liste over gener, der er involveret i den specifikke cellulære proces. Hvis target messenger RNA'er for hver mikro RNA'er af interesse er i de respektive vinduer, upload af copy-paste listen. Navngær hver liste med et entydigt id.Klik på Send. Programmet giver en visuel produktion af en venn-diagram med antallet af gener i hver sektor samt en komplet liste over messenger RNAs for hver delmængde og skæringspunkt kombinationer. For at gruppere de valgte mikro-RNA'er i et funktionelt transgen, skal du opnå et transgent stillads baseret på miR-17-92 klyngelocus.Få nukleotid sekvens fra ensemblet genom browser. Vælg den ca. 800 base par kerne sekvens omfatter alle seks kodede mikro RNA hårnåle af locus og mindst 200 nukleotid flankerende sekvenser både opstrøms og nedstrøms af kernen sekvens. Indsæt sekvensen i et ordredigeringsprogram.Definer rækkefølgen af hver af de seks indfødte hår stifter ved at hente dem i miR base. Marker hver enkelt af disse sekvenser inden for spændvidden af tidligere identificerede kernesekvenser. Alle sekvenser mellem hver hårnål repræsenterer afstandssekvenser.Dernæst få hårnål sekvenser af mikro RNA'er beregnet til at være over udtrykt i trans genet fra miR base. Bemærk omhyggeligt de specifikke nukleotider, der er på de steder, hvor mikroprocessor spaltning. Slet de oprindelige hårnålespørdssekvenser fra kernesekvensen med undtagelse af tre til fem nukleotider i både fem og dig i hver hårnål, der vil fungere som acceptor for de nye hårnåle.Indsæt hårnålespørgserne i de ønskede mikro-RNA'er for at erstatte de tidligere slettede hårnåle. Tilføj ønskede begrænsningssekvenser i begge flankerende områder af transgenet for at lette subkloning til leveringsvektorer efter eget valg. Kontroller, at de valgte begrænsningssekvenser ikke findes i selve sekvensen.For at kontrollere transgenets todimensionelle struktur skal du kopiere den fulde transgene sekvens til RNA-strukturforudsigelsesprogrammet RNA Webfold. Vælg standardprogramindstillinger, og klik på Fortsæt. Analysér det grafiske output, især for tilstedeværelsen af veldefinerede hårnåle i tilstedeværelse af dobbeltstrengede stængelstrukturer, der er mindst 11 nukleotider proksimale for mikroprocessorens spaltningssted.Se også efter fraværet af forgreningspunkter inden for hårnålesen sekvenser. På dette tidspunkt er transgenet klar til at blive produceret ved gensyntese og klonet i de ønskede leveringsvektorer. Denne metode tillod karakterisering af et modul af tre mikro RNA'er, der konsekvent er ned reguleret i hjernetumorer, som er co-udtrykt specifikt under neuronal differentiering.Co-expression mønstre af mikro RNA-moduler under genotoksisk stress blev bekræftet og foreslog en stærk synergistisk aktivitet blandt disse tre mikro RNA'er. Det designede transgen kunne samtidig opsummere ekspressionen af de tre mikro-RNA'er i glioblastomaceller, både in vitro og in vivo, med betydelig interferens i tumorbiologi og lovende translationel anvendelighed. Derudover, den transgene klynge var også funktionel i en brystkræft model.De afgørende krav i denne protokol er at opretholde den oprindelige størrelse af processor spaltning i trans-genet. Og sørg for, at stilk løkken struktur kimære mikro RNA hårnåle bevares. Med denne metode kan vi koncentrere flere biologisk aktive mikroRNA-gener i meget korte DNA-sekvenser, som bogstaveligt talt kan monteres i alle leveringsvektorer til brug af genterapi.Denne metode er ideel til at studere den funktionelle interaktion mellem forskellige mikro RNA'er og til at forstyrre komplekse multifaktorielle cellulære veje, som ellers vil kræve flere lægemiddelkombinationer.

Research

JoVE Journal

Genetics

Perturbations of Circulating miRNAs in Irritable Bowel Syndrome Detected Using a Multiplexed High-throughput Gene Expression Platform

Forstyrrelser af Cirkulerende miRNA i irritabel tyktarm Opdagede Ved hjælp af en Multiplexed Højkapacitetsforskning Gene Expression Platform

The gene expression platform assay allows for robust and highly reproducible quantification of the expression of up to 800 transcripts (mRNA or miRNAs) in ...

Engineering Artificial Factors to Specifically Manipulate Alternative Splicing in Human Cells

Tekniske kunstige faktorer til specifikt manipulation af alternativ splejsning i humane celler

The processing of most eukaryotic RNAs is mediated by RNA Binding Proteins (RBPs) with modular configurations, including an RNA recognition module, which ...

Rearing and Double-stranded RNA-mediated Gene Knockdown in the Hide Beetle, Dermestes maculatus

Rearing and Double-stranded RNA-mediated Gene Knockdown in the Hide Beetle, Dermestes maculatus

Opdræt og dobbelt-strenget RNA-medieret Gene Knockdown i Skjul Beetle,<em&gt; Dermestes maculatus</em

Advances in genomics have raised the possibility of probing biodiversity at an unprecedented scale. However, sequence alone will not be informative ...

Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) Protocol for Low-abundance Embryonic Samples

Chromatin Immunoprecipitation ChIP Protocol for Low-abundance Embryonic Samples

Kromatin Immunoprecipitation (ChIP) protokol for lav-overflod embryonale prøver

Chromatin immunoprecipitation (ChIP) is a widely-used technique for mapping the localization of post-translationally modified histones, histone variants, ...

Microinjection of CRISPR/Cas9 Protein into Channel Catfish, Ictalurus punctatus, Embryos for Gene Editing

Microinjection of CRISPR/Cas9 Protein into Channel Catfish, Ictalurus punctatus, Embryos for Gene Editing

Mikroinjektion af CRISPR/Cas9 Protein i kanal havkat, Ictalurus punctatus, embryoner til Gene Editing

The complete genome of the channel catfish, Ictalurus punctatus, has been sequenced, leading to greater opportunities for studying channel catfish gene ...

Production and Purification of Baculovirus for Gene Therapy Application

Produktion og oprensning af Baculovirus for genterapi ansøgning

Baculovirus has traditionally been used for the production of recombinant protein and vaccine. However, more recently, baculovirus is emerging as a ...

Highly Efficient Gene Disruption of Murine and Human Hematopoietic Progenitor Cells by CRISPR/Cas9

Højeffektive gen afbrydelse af Murine og menneskelige hæmatopoietisk stamceller ved CRISPR/Cas9

Advances in the hematopoietic stem cell (HSCs) field have been aided by methods to genetically engineer primary progenitor cells as well as animal models. ...

Biotin-based Pulldown Assay to Validate mRNA Targets of Cellular miRNAs

Biotin-baserede Pulldown Assay til Valider mRNA mål af cellulære miRNAs

MicroRNAs (miRNAs) are a class of small noncoding RNAs that post-transcriptionally regulate cellular gene expression. MiRNAs bind to the 3&#39; ...

Isolation, Characterization and MicroRNA-based Genetic Modification of Human Dental Follicle Stem Cells

Isolation, karakterisering og mikroRNA-baseret genetisk modificering af menneskelige Dental follikel stamceller

To date, several stem cell types at different developmental stages are in the focus for the treatment of degenerative diseases. Yet, certain aspects, such ...

Preparation and Gene Modification of Nonhuman Primate Hematopoietic Stem and Progenitor Cells

Forberedelse og gen modifikation af ikkemenneske primat hæmatopoietisk stamceller og stamceller

Hematopoietic stem and progenitor cell (HSPC) transplantation has been a cornerstone therapy for leukemia and other cancers for nearly half a century, ...