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

Författarna vill tacka medlemmarna i Harvey Cushing neuro onkologi laboratorium för stöd och konstruktiv kritik. Detta arbete stöddes av NINDS Grants K12NS80223 och K08NS101091 till P. P.

1. karakterisering av funktionellt associerade miRNAs i glioblastoma
<ol><li>Analys av brett differential miRNA uttryck i glioblastoma vs. Brain
	<ol>
<li>Bestäm först den mest signifikant avreglerade miRNAs i tumören. Detta kan åstadkommas med minst tre olika metoder:<ol>
<li>Gruvan cancer Genome Atlas, finns på https://www.cancer.gov/about-nci/organization/ccg/research/structural-genomics/tcga, för sekvensering av data11.</li>
			<li>Utföra Microarray analys från en ny...

<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>

Detta protokoll bygger på uppfattningen att miRNAs i stället för att fungera isolerat är biologiskt relevant genom att arbeta i grupper, och dessa grupper är transkriptionellt bestämda av specifika cellulära sammanhang26. För att motivera denna strategi från ett translationell perspektiv, ett uppföljnings protokoll som tillåter rekreation av denna multi-miRNA mönster i celler/vävnader introduceras. Detta är möjligheten, genom att ta fördel av den förhållandevis enkla biogenesen a...

mirnas erbjuder en oöverträffad möjlighet att utveckla en bred genterapi metod för många sjukdomar1,2,3, inklusivecancer4,5. Detta är baserat på flera unika egenskaper hos dessa biologiska molekyler, inklusive deras lilla storlek6, Simple biogenes7, och naturlig tendens att fungera i förening8. Många sjukdomar kännetecknas av specifika miRNA uttrycksmönster, som ofta konvergera på regleringen av komplexa biologiska funktioner9. Syftet med denna metod är först att definiera en strategi för att identifiera grupper av miRNAs som är synergistiskt relevanta för specifika cellulära funktioner. Följaktligen ger det en strategi för återupprättandet av sådana miRNA kombinationer i nedströms studier och tillämpningar.
Denna metod möjliggör funktionell analys av flera mirnas på en gång, hävstångseffekt på deras samtidig inriktning av ett stort antal mRNA, således går igenom komplexa landskap av sjukdomar. Detta tillvägagångssätt har nyligen använts för att definiera en grupp av tre miRNAs som 1) är samtidigt nedreglerade i hjärncancer och 2) visar ett starkt Co-Expression mönster under neurala differentiering samt som svar på genotoxisk stress genom strålning eller en DNA-alkylerande medel. Det kombinatoriska omuttrycket av denna modul med tre miRNAs av den kluster metod som beskrivs nedan resulterar i djupgående ingrepp i cancercellernas biologi och kan lätt användas som en genterapi strategi för prekliniska studier10. Detta protokoll kan vara av särskilt intresse för dem som deltar i miRNA Research och dess translationella tillämpningar.

<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

MikroRNAs biologiska relevans i hälsa och sjukdom bygger i hög grad på specifika kombinationer av många samtidigt avreglerade miRNAs snarare än en enda miRNA-åtgärd. Karakteriseringen av dessa specifika miRNAs-moduler är ett grundläggande steg för att maximera deras användning i terapi. Detta är oerhört relevant eftersom deras kombinatoriska attribut kan utnyttjas praktiskt. Beskrivs här är en metod för att definiera en specifik miRNA signatur som är relevant för kontroll av onkogen kromatin repressorer i glioblastoma. Metoden definierar först en allmän grupp av miRNAs som avregleras i tumörer i jämförelse med normal vävnad. Analysen förfinas ytterligare genom differentiella odlingsförhållanden, vilket understryker en undergrupp av miRNAs som samuttrycks samtidigt under specifika cellulära tillstånd. Slutligen, miRNAs som uppfyller dessa filter kombineras till en konstgjord polycistronic transgener, som är baserad på en byggnadsställning av naturligt existerande miRNA kluster gener, sedan används för överuttryck av dessa miRNA moduler till mottagande celler.

Denna metod tillät karakterisering av en modul av tre miRNAs som konsekvent är nedreglerade i hjärntumörer, som är co-uttryckt specifikt under neuronala differentiering (figur 1) och involverade i tumörens överlevnad svar efter behandling (figur 2). Detta åstadkoms genom att reglera en komplex onkogena kromatin repressiv väg. Detta Co-Expression-mönster föreslog en stark synergistisk aktivitet bland dessa tre miRNAs (<...

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

Beskrivs här är ett protokoll för att karakterisera moduler av biologiskt synergistisk miRNAs och deras sammansättning i korta transgener, vilket möjliggör samtidig överuttryck för genterapi applikationer.

Karakterisering av funktionellt associerade miRNAs i glioblastoma och deras ingenjörskonst i konstgjorda kluster för genterapi

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

Detta protokoll tillåter samtidig modulering av många mikro RNAs i eukaryota celler och bygger på en mycket enkel och flexibel metod som minimerar molekylära kloningssteg. Denna teknik har konsekvenser för studien av mikro RNA funktionella interaktioner in vitro, men ännu viktigare det ger en plattform för en mer effektiv användning av mikro RNAs i terapi. Vi har främst utvecklat och använt det i samband med hjärncancer, men det gäller eventuella sjukdomar där flera förändringar av genuttryck är inblandade.Vi har testat våra artificiella transgener i andra modeller som bröst- och sköldkörtelcancerlinjer som visar reproducerbarheten av denna teknik. Grundläggande kunskaper i bioinformatik och mikro RNA biologi är till hjälp för detta protokoll, men inte oumbärlig. En bioinformatik strategi är viktigt att definiera relevanta mikro RNA kombinationer och TRK-11, medan förtrogenhet med mikro RNA bearbetning mätbart är viktigt att förstå hur dessa olika mikro RNAs kan monteras i artificiella DNA-kluster som framgångsrikt kan bearbetas en gång stabil till de specifika cellerna.För att bestryka skålen, först lös poly-D-lysin i vatten vid en koncentration av 100 mikrogram per milliliter. Häll lösningen i skålen på mängden av en milliliter lösning per 25 kvadratcentimeter yta. Snurra skålen för att se till täckning av hela skålen.Efter sex timmar aspirera poly-D-lysinlösningen och skölj två gånger med PBS. Plate mänskliga neurala stamceller i mängden 100, 000 celler per fem milliliter av mediet, antingen i stamceller medium, astrocytic differentiering medium eller neuronal differentiering medium. Efter cellplätering, placera skålen i en inkubator på 37 grader Celsius och fem procent koldioxid för en vecka och fortsätt att utföra mikro RNA uttryck analys enligt manuskriptet.Till kultur GBM-34 glioblastoma stamceller, börja med en gånger tio till de femte cellerna och fem milliliter av neurobasalt medium i en 25 kvadrat centimeter låg fästkolv. Placera kolven i en inkubator på 37 grader Celsius och fem procent koldioxid. 48 timmar efter plätering, tillsätt fördubbling koncentrationer av DNA alkylerande agent temozolomide var sjunde dag.Börja med tillägg av fem mikromolar TMZ kompletteras i fem milliliter medium i fem dagar. Efter fem dagar, ta bort mediet och ersätta med färskt medium utan temozolomide att låta de överlevande cellerna att återhämta sig. Efter 48 timmar, tillsätt 10 mikromolar temozolomide och inkubera i ytterligare fem dagar.Upprepa fördubblingen temozolomid behandling tills koncentrationen av minst 100 mikromolar nås och celler blir resistenta mot läkemedlet. Efter induktion av resistens, ligga celler med hjälp av 1 milliliter Lysis reagens. Extrahera totalt RNA och analysera uttrycket av de specifika mikro RNAs enligt manuskriptet.För att erhålla den förutsagda targetomen för varje mikro-RNA som tidigare definierats, använd verktyg för mikro-RNA-inriktningsförutsägelse. Från förstasidan i TargetScan väljer du mikro-RNA av intresse från den förbefolkade rullgardinsmenyn. Klicka på skicka-knappen.Hämta den resulterande listan med mål som ett kalkylblad med hjälp av länken för nedladdningstabellen. Om du vill minska risken för falska positiva förutsägelser, inkluderar du endast mål inom kolumnen bevarade webbplatser och nedströms analys. Ytterligare mikro RNA förutsägelse program erhålla ytterligare stringens och endast omfatta mål som är gemensamma för alla algoritmer.Öppna sedan ToppGene suite 20. För att utvärdera för anrikning av vägar som är gemensamma för varje mikro RNA, klistra in listan över mål som erhållits i utbildningen genuppsättningar fönstret. Klicka på HGNC Symbol som posten typ.Klicka på skicka och starta. Programmet ger en utdatatabell som visar de mest betydande GO-kategorierna för den inmatade listan över gener. För att slutligen fastställa bidraget från varje mikro-RNA till regleringen av en gemensam väg eller cellulär process, öppna venn-diagram-funktionen som tillhandahålls i Bioinformatik och Evolutionära Genomik webbplats.Kontrollera varje erhållen targetome mot den fullständiga listan över gener som är involverade i den specifika cellulära processen. Om mål budbärare RNAs för varje mikro RNAs av intresse är i respektive fönster, ladda upp av kopiera-klistra listan. Namnge varje lista med en unik identifierare.Klicka på skicka. Programmet ger en visuell produktion av en venn-diagram med antal gener i varje sektor samt en fullständig lista över budbärare RNAs för varje delmängd och korsning kombinationer. För att gruppera de valda mikro RNA i en funktionell transgen, erhålla en transgena byggnadsställning baserat på miR-17-92 klustret locus.Erhåll nukleotidsekvensen från den ensembled arvsmassan webbläsare. Välj den ca 800 basparets kärnsekvens som omfattar alla sex kodade mikro-RNA-hårnålarna på locus och minst 200 nukleotidflanssekvenser både uppströms och nedströms av kärnsekvensen. Klistra in sekvensen i valfritt ordredigeringsprogram.Definiera sekvensen för var och en av de sex infödda hårstift genom att hämta dem i miR bas. Markera var och en av dessa sekvenser inom spännvidden från tidigare identifierade kärnsekvens. Eventuella sekvenser mellan varje hårnål representerar distanssekvenser.Därefter erhålla hårnål sekvenser av mikro RNAs avsedda att vara över uttryckt i transgenen från miR bas. Observera noggrant de specifika nukleotider som finns på platserna för mikroprocessorkring. Stryk de inhemska hårnålssekvenserna från kärnsekvensen med undantag för tre till fem nukleotider vid både fem- och dig-ändarna på varje hårnål som kommer att fungera som acceptor för de nya hårnålarna.Klistra in hårnålssekvenserna hos de önskade mikro RNA för att ersätta de tidigare borttagna hårnålarna. Lägg till önskade begränsningssekvenser vid båda flankerande regioner av transgenen för att underlätta sub-kloning till leveransvektorer val. Kontrollera att de valda begränsningssekvenserna inte finns inom själva sekvensen.För att verifiera transgenens två dimensionella struktur kopierar du den fullständiga transgena sekvensen till RNA-strukturförutsägelseprogramprogrammet RNA Webfold. Välj standardprograminställningar och klicka på Fortsätt. Analysera den grafiska produktionen, särskilt för förekomsten av väldefinierade hårnålar i närvaro av dubbla strandade stamstrukturer som är minst 11 nukleotider proximala till mikroprocessorns klyvställe.Också, leta efter frånvaron av förgreningspunkter inom hårnålssekvenser. Vid denna punkt är transgenen redo att framställas genom gensyntes och klonas till de önskade leveransvektorerna. Denna metod tillåts karakterisering av en modul av tre mikro RNAs som konsekvent ned regleras i hjärntumörer, som är co-uttryckt specifikt under neuronal differentiering.Co-uttryck mönster av mikro RNA moduler under genotoxiska stress bekräftades och föreslog en stark synergistisk verksamhet bland dessa tre micro RNAs. Den utformade transgenen skulle samtidigt kunna rekapitalisera uttrycket av de tre mikro RNA i glioblastoma celler, både in vitro och in vivo, med betydande inblandning i tumörbiologi och lovande translationell tillämplighet. Dessutom var det transgena klustret också funktionellt i en bröstcancermodell.De avgörande kraven i detta protokoll är att behålla den ursprungliga storleken på processorklyvningen i transgenen. Och se till att stamslingans struktur hos chimär mikro RNA hårnålar bevaras. Med denna metod kan vi koncentrera flera biologiskt aktiva mikro RNA-gener till mycket korta DNA-sekvenser som bokstavligen kan vitroly monteras i alla leveransvektorer för genterapianvändning.Denna metod är idealisk för att studera den funktionella interaktionen mellan olika mikro RNAs och att störa komplexa multifaktoriella cellulära vägar som annars kommer att kräva flera läkemedelskombinationer.

Research

JoVE Journal

Genetics

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

Störningar av cirkulerande miRNAs i Irritable Bowel Syndrome detekteras med hjälp av en Multiplex hög kapacitet 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

Engineering Artificiella Faktorer att specifikt Manipulera alternativ splitsning i humana 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

Uppfödning och dubbelsträngade RNA-medierad Gene Knockdown i Hide Beetle,<em&gt; Rävänger</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) protokoll för låg-överflöd embryonala prover

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

Mikroskop av CRISPR/Cas9 Protein till kanal havskatt, Ictalurus punctatus, embryon för 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 och rening av baculoviridae för genterapi ansökan

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

Högeffektiva gen störningar av murina och mänskliga hematopoetiska stamceller av 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-baserade Pulldown Assay att validera mRNA mål av cellulära MicroRNA

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

Isolering, karakterisering och mikroRNA-baserad genetisk modifiering av mänskliga dentala follikeln 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

Förberedelse och genmodifiering av Nonhuman Primate hematopoetiska stamceller och stamceller

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