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

De auteurs willen de leden van het Harvey Cushing Neuro Oncology laboratorium bedanken voor hun steun en constructieve kritiek. Dit werk werd gesteund door NINDS Grants K12NS80223 en K08NS101091 aan P. P.

1. karakterisering van functioneel geassocieerde miRNAs in glioblastoma
<ol><li>Analyse van de brede differentiële Mirna expressie in multiform glioblastoom vs. hersenen
	<ol>
<li>Bepaal eerst de meest sterk gedereguleerde miRNAs in de tumor. Dit kan worden bereikt met behulp van ten minste drie verschillende methoden:<ol>
<li>Mine de kanker genoom Atlas, gevonden op https://www.cancer.gov/about-nci/organization/ccg/research/structural-genomics/tcga, voor sequencing data11.</li...

<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>

Dit protocol is gebaseerd op het idee dat, in plaats van te functioneren in afzondering, miRNAs biologisch relevant is door in groepen te werken, en deze groepen worden transcriptioneel bepaald door specifieke cellulaire contexten26. Om deze benadering vanuit een translationeel perspectief te rechtvaardigen, wordt een follow-up protocol geïntroduceerd dat het mogelijk maakt dit multi-miRNA-patroon in cellen/weefsels te recreëren. Dit is mogelijk door gebruik te maken van de relatief eenvoudige b...

miRNAs biedt een ongeëvenaarde kans voor de ontwikkeling van een brede gentherapie benadering van vele ziekten1,2,3, waaronder kanker4,5. Dit is gebaseerd op een aantal unieke kenmerken van deze biologische moleculen, met inbegrip van hun kleine maat6, eenvoudige biogenese7, en natuurlijke neiging om te functioneren in vereniging8. Veel ziekten worden gekenmerkt door specifieke miRNA-expressie patronen, die vaak convergeren over de regulering van complexe biologische functies9. Het doel van deze methode is om eerst een strategie te definiëren om groepen van miRNAs te identificeren die synergetisch relevant zijn voor specifieke cellulaire functies. Bijgevolg biedt het een strategie voor het opnieuw opzetten van dergelijke miRNA-combinaties in downstreamstudies en toepassingen.
Deze methode maakt functionele analyse van meerdere Mirna's tegelijk mogelijk, gebruikmakend van hun gelijktijdige targeting van een groot aantal Mrna's, waardoor de complexe landschappen van ziekten worden samengevat. Deze aanpak is onlangs gebruikt om een groep van drie Mirna's te definiëren die 1) gelijktijdig worden gedowngereguleerd in hersenkanker en 2) vertonen een sterk co-expressie patroon tijdens Neurale differentiatie, evenals in reactie op genotoxische stress door straling of een DNA alkylerende agent. De combinatorische re-expressie van deze module van drie miRNAs door de hieronder beschreven clustering methode resulteert in diepgaande interferentie met de biologie van kankercellen en kan gemakkelijk worden gebruikt als een gentherapie strategie voor preklinische studies10. Dit protocol kan van bijzonder belang zijn voor degenen die betrokken zijn bij het onderzoek van miRNA en de translationele toepassingen ervan.

<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

De biologische relevantie van microRNAs (miRNAs) in gezondheid en ziekte is sterk afhankelijk van specifieke combinaties van veel gelijktijdig gedereguleerde miRNAs in plaats van de werking van een enkele miRNA. De karakterisering van deze specifieke miRNAs-modules is een fundamentele stap om het gebruik ervan in de therapie te maximaliseren. Dit is uitermate relevant omdat hun combinatorische attributen praktisch uitgebuit kunnen worden. Hier beschreven is een methode om een specifieke Mirna-handtekening te definiëren die relevant is voor de controle van oncogene chromatine-van in glioblastoma. De aanpak definieert eerst een algemene groep van miRNAs die zijn gedereguleerd in tumoren in vergelijking met normaal weefsel. De analyse wordt verder verfijnd door differentiële cultuuromstandigheden, waarbij een subgroep van Mirna's wordt onderstreept die gelijktijdig worden uitgedrukt tijdens specifieke cellulaire toestanden. Ten slotte worden de miRNAs die aan deze filters voldoet, gecombineerd tot een kunstmatige polycistronic transgenes, die is gebaseerd op een steiger van natuurlijk bestaande miRNA clusters genen, vervolgens gebruikt voor overexpressie van deze miRNA modules in ontvangende cellen.

Deze methode toegestaan karakterisatie van een module van drie miRNAs die consequent worden gedowngereguleerd in hersentumoren, die zijn mede-uitgedrukt specifiek tijdens neuronale differentiatie (Figuur 1) en betrokken bij de tumor Survival reactie na therapie (Figuur 2). Dit wordt bereikt door het reguleren van een complexe oncogene chromatine repressieve traject. Dit co-expressie patroon suggereerde een sterke synergetische ac...

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

Hier beschreven is een protocol voor het karakteriseren van modules van biologisch synergetische miRNAs en hun assemblage in korte transgenen, waardoor gelijktijdige overexpressie voor gentherapie toepassingen mogelijk is.

Karakterisatie van functioneel geassocieerde Mirna's in glioblastoma en hun engineering in kunstmatige clusters voor gentherapie

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

Dit protocol maakt de gelijktijdige modulatie van vele micro RNAs in eukaryotische cellen mogelijk en is gebaseerd op een zeer eenvoudige en flexibele methode die moleculaire kloonstappen minimaliseert. Deze techniek heeft implicaties voor de studie van micro RNA functionele interacties in vitro, maar nog belangrijker het biedt een platform voor een effectiever gebruik van micro RNAs in therapie. We hebben het voornamelijk ontwikkeld en gebruikt in het kader van hersenkanker, maar het is van toepassing op ziekten waarbij meerdere veranderingen van genexpressie betrokken zijn.We hebben onze kunstmatige transgenen getest in andere modellen zoals borst- en schildklierkankerlijnen die de reproduceerbaarheid van deze techniek laten zien. Basiskennis van bio-informatica en micro RNA biologie is nuttig voor dit protocol, maar niet onmisbaar. Een bioinformatica benadering is belangrijk om relevante micro RNA combinaties en de TRK-11 te definiëren, terwijl vertrouwdheid met de micro RNA verwerking meetbaar is belangrijk om te begrijpen hoe deze verschillende micro RNAs kunnen worden geassembleerd in kunstmatige DNA-clusters die met succes kunnen worden verwerkt zodra stabiel om de specifieke cellen.Om schotel te coaten, los eerst poly-D-lysine op in water met een concentratie van 100 microgram per milliliter. Giet de oplossing in de schotel op de hoeveelheid van een milliliter oplossing per 25 vierkante centimeter oppervlak. Draai de schotel om ervoor te zorgen van de dekking van de hele schotel.Na zes uur de poly-D-lysine oplossing aanzuigen en twee keer spoelen met PBS. Plaat menselijke neurale stamcellen in de hoeveelheid van 100.000 cellen per vijf milliliter van het medium, hetzij in stamcelmedium, astrocytische differentiatie medium of neuronale differentiatie medium. Na celbeplating, plaats de schotel in een incubator op 37 graden Celsius en vijf procent kooldioxide voor een week en ga verder met het uitvoeren van micro RNA expressie analyse volgens het manuscript.Om gbm-34 glioblastoom stamachtige cellen te kweken, begin met één keer tien tot de vijfde cellen en vijf milliliter neurobasaal medium in een 25 vierkante centimeter lage bevestigingskolf. Plaats de kolf in een couveuse op 37 graden Celsius en vijf procent kooldioxide. Voeg 48 uur na het beplating elke zeven dagen een verdubbeling van de concentraties DNA-alkylatingmiddel temozolomide toe.Begin met toevoeging van vijf micromolar TMZ aangevuld in vijf milliliter medium gedurende vijf dagen. Na vijf dagen verwijdert u het medium en vervangt u het door vers medium zonder temozolomide om de overlevende cellen te laten herstellen. Voeg na 48 uur 10 micromolar temozolomide toe en incubeer nog eens vijf dagen.Herhaal de verdubbeling van de temozolomide behandeling totdat de concentratie van ten minste 100 micromolar is bereikt en cellen resistent worden tegen het medicijn. Na de inductie van resistentie, liggen cellen met behulp van 1 milliliter van Lysis reagens. Haal het totale RNA eruit en analyseer de expressie van de specifieke micro RNAs volgens het manuscript.Gebruik micro RNA-targetingvoorspellingstools om het voorspelde doelomeen van elk micro-RNA dat eerder is gedefinieerd te verkrijgen. Selecteer op de voorpagina van TargetScan het micro-RNA van belang in het vooraf ingevulde vervolgkeuzemenu. Klik op verzenden.Download de resulterende lijst met doelen als spreadsheet via de koppeling downloadtabel. Als u de kans op fout-positieve voorspellingen wilt verkleinen, omvat u alleen doelen binnen de kolom behouden sites en downstream-analyse. Aanvullende micro-RNA-voorspellingsprogramma's verkrijgen verdere stringentie en bevatten alleen doelen die voor alle algoritmen gebruikelijk zijn.Open vervolgens ToppGene suite 20. Om te evalueren voor de verrijking van trajecten die gemeenschappelijk zijn voor elk micro-RNA, plakt u de lijst met doelen die zijn verkregen in het venster van het trainingsgensets. Klik op HGNC-symbool als invoertype.Klik op verzenden en begin. Het programma biedt een uitvoertabel met de belangrijkste GO-categorieën voor de ingevoerde lijst met genen. Om eindelijk de bijdrage van elk micro-RNA aan de regulering van een gemeenschappelijk traject of cellulair proces vast te stellen, opent u de venn-diagramfunctie die wordt geleverd in de website Bioinformatica en Evolutionair Genomics.Controleer elk verkregen targetoom aan de hand van de volledige lijst van genen die betrokken zijn bij het specifieke cellulaire proces. Als doel messenger RNAs voor elke micro RNAs van belang zijn in de respectieve vensters, uploaden van copy-paste de lijst. Noem elke lijst met een unieke id.Klik op verzenden. Het programma biedt een visuele uitvoer van een venn-diagram met aantallen genen in elke sector, evenals een volledige lijst van messenger RNAs voor elke subset en kruispunt combinaties. Om de geselecteerde micro RNAs te groeperen in een functioneel transgen, verkrijg je een transgeen steiger op basis van de miR-17-92 cluster locus.Verkrijg de nucleotidesequentie uit de ensembled genome browser. Selecteer de ongeveer 800 basispaar kern sequentie omvat alle zes gecodeerde micro RNA haarspelden van de locus en ten minste 200 nucleotide flankerende sequenties zowel stroomopwaarts als stroomafwaarts van de kern sequentie. Plak de reeks in een tekstbewerkingsprogramma.Definieer de volgorde van elk van de zes inheemse haarspelden door ze op te halen in miR-basis. Markeer elk van deze sequenties binnen de reeks van eerder geïdentificeerde kernreeks. Alle sequenties tussen elke haarspeld vertegenwoordigen spacer sequenties.Vervolgens verkrijgen van de haarspeldopeenvolgingen van micro RNAs bedoeld om over uitgedrukt in het trans-gen van miR basis. Let zorgvuldig op de specifieke nucleotiden die zich op de plaatsen van microprocessor decolleté bevinden. Verwijder de inheemse haarspeldopeenvolgingen uit de kernvolgorde met uitzondering van drie tot vijf nucleotiden aan zowel de vijf als de uiteinden van elke haarspeld die als acceptor voor de nieuwe haarspelden zullen dienen.Plak de haarspeldsequenties van de gewenste micro RNAs om de eerder verwijderde haarspelden te vervangen. Voeg gewenste beperkingssequenties toe aan beide flankerende gebieden van het transgen om sub klonen in naar keuze te maken van leveringsvectoren. Controleer of de gekozen beperkingssequenties niet aanwezig zijn in de reeks zelf.Als u de tweedimensionale structuur van het transgen wilt verifiëren, kopieert u de volledige transgene sequentie in het RNA-structuurvoorspellingssoftwareprogramma RNA Webfold. Selecteer standaardprogramma-instellingen en klik op Doorgaan. Analyseer de grafische output, met name voor de aanwezigheid van goed gedefinieerde haarspelden in aanwezigheid van dubbelstrengs stengelstructuren die ten minste 11 nucleotiden proximaal zijn voor de microprocessordecolletésite.Zoek ook naar de afwezigheid van vertakkingspunten binnen de haarspeldopeenvolgingen. Op dit punt is het trans-gen klaar om te worden geproduceerd door gensynthese en gekloond in de gewenste toedingsvectoren. Deze methode toegestaan karakterisering van een module van drie micro RNAs die consequent naar beneden geregeld in hersentumoren, die specifiek worden uitgedrukt tijdens neuronale differentiatie.Co-expressie patronen van micro RNA modules tijdens genotoxische stress werden bevestigd en suggereerde een sterke synergetische activiteit onder deze drie micro RNAs. Het ontworpen transgen kan tegelijkertijd de expressie van de drie micro RNAs in glioblastoomcellen samenvatten, zowel in vitro als in vivo, met significante interferentie in tumorbiologie en veelbelovende translationele toepasbaarheid. Daarnaast was het transgene cluster ook functioneel in een borstkankermodel.De cruciale vereisten van dit protocol zijn het behoud van de oorspronkelijke grootte van de processor decolleté in het trans-gen. En zorg ervoor dat de stam lus structuur van chimeric micro RNA haarspelden bewaard blijft. Met deze methode kunnen we meerdere biologisch actieve microRNA-genen concentreren in zeer korte DNA-sequenties die letterlijk in alle leveringsvectoren voor gebruik van gentherapie kunnen worden gemonteerd.Deze methode is ideaal om de functionele interactie tussen verschillende micro RNAs te bestuderen en te interfereren met complexe multifactoriële cellulaire trajecten die anders meerdere combinaties van geneesmiddelen vereisen.

Research

JoVE Journal

Genetics

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

Verstoringen van circulerende miRNAs in het prikkelbare darm syndroom gedetecteerd met een multiplexverzending High-throughput genexpressie 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

Engineering Kunstmatige Factoren om specifiek manipuleren alternatieve splitsing in menselijke cellen

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

Grootbrengen en Double-stranded RNA-gemedieerde gen knock-down in het verbergen Kever,<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

Chromatine Immunoprecipitation (ChIP) Protocol voor lage-overvloed embryonale monsters

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

Microinjection van CRISPR/Cas9 eiwit in Channel Catfish, Ictalurus punctatus, embryo's voor 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

Productie en zuivering van Baculovirus voor toepassing van de gentherapie

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

Hoogefficiënte Gene verstoring van lymfkliertest en menselijke hematopoïetische voorlopercellen door 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

Biotine gebaseerde Pulldown Assay te valideren mRNA doelstellingen van cellulaire 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

Isolatie, karakterisering en MicroRNA gebaseerde genetische modificatie van stamcellen van menselijke tandheelkundige follikel

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

Voorbereiding en genetische modificatie van Nonhuman primaat hematopoietische stamcellen en voorlopercellen

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