Name: induction and analysis of oxidative stress in sleeping beauty transposon-transfected human retinal pigment epithelial cells
Uploaded: 2020-12-11T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Induction and Analysis of Oxidative Stress in Sleeping Beauty Transposon-Transfected Human Retinal Pigment Epithelial Cells at JoVE.com

המחברים מבקשים להודות לגרג סילי ואלן קונטי על הסיוע הטכני המצוין ולפרופ' זוזסאנה איזבק ממרכז מקס-דלבריק בברלין על שסיפקו בחביבות את pSB100X ו- pT2-CAGGS -ונוס פלסמידים. עבודה זו נתמכה על ידי הקרן השוויצרית הלאומית למדעים והנציבות האירופית בהקשר של תוכנית המסגרת השביעית. Z.I מומן על ידי מועצת המחקר האירופית, ERC מתקדם [ERC-2011-ADG 294742].

נהלי איסוף ושימוש בעיניים אנושיות אושרו על ידי הוועדה האתית הקטורונלית למחקר (מס' 2016-01726).
1. בידוד תאים ותנאי תרבות
<ol><li>קו תאים ARPE-19 אנושי<ol>
<li>תרבות 5 x 105 תאי ARPE-19, קו תאי RPE אנושי, בתערובת בינונית/תזונתית של Dulbecco F-12 חזיר (F-12 של DMEM / Ham) בתוספת סרום בקר עוברי 10% (FBS), 80 פניצילין...

<ol>
	<li>Zareba, M., Raciti, M. W., Henry, M. M., Sarna, T., Burke, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxidative+stress+in+ARPE-19+cultures:+Do+melanosomes+confer+cytoprotection.">Oxidative stress in ARPE-19 cultures: Do melanosomes confer cytoprotection.</a> Free Radical Biology and Medicine. 40 (1), 87-100 (2006).</li><li>Gong, X., Draper, C. S., Allison, G. S., Marisiddaiah, R., Rubin, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+the+macular+carotenoid+lutein+in+human+retinal+pigment+epithelial+cells.">Effects of the macular carotenoid lutein in human retinal pigment epithelial cells.</a> Antioxidants. 6 (4), (2017).</li><li>Sacconi, R., Corbelli, E., Querques, L., Bandello, F., Querques, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Review+of+current+and+future+management+of+geographic+atrophy.">A Review of current and future management of geographic atrophy.</a> Ophthalmology and Therapy. 6, 69-77 (2017).</li><li>Al-Zamil, W. M., Yassin, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+developments+in+age-related+macular+degeneration:+a+review.">Recent developments in age-related macular degeneration: a review.</a> Clinical Interventions in Aging. 12, 1313-1330 (2017).</li><li>Kumar-Singh, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+complement+membrane+attack+complex+in+dry+and+wet+AMD+-+From+hypothesis+to+clinical+trials.">The role of complement membrane attack complex in dry and wet AMD - From hypothesis to clinical trials.</a> Experimental Eye Research. 184, 266-277 (2019).</li><li>Ung, L., Pattamatta, U., Carnt, N., Wilkinson-Berka, J. L., Liew, G., White, A. J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxidative+stress+and+reactive+oxygen+species.">Oxidative stress and reactive oxygen species.</a> Clinical Science. 131, 2865-2883 (2017).</li><li>Beatty, S., Koh, H. H., Phil, M., Henson, D., Boulton, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+oxidative+stress+in+the+pathogenesis+of+age-related+macular+degeneration.">The role of oxidative stress in the pathogenesis of age-related macular degeneration.</a> Survey of Ophthalmology. 45 (2), 115-134 (2000).</li><li>Alhasani, R. 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=Gypenosides+protect+retinal+pigment+epithelium+cells+from+oxidative+stress.">Gypenosides protect retinal pigment epithelium cells from oxidative stress.</a> Food and Chemical Toxicology. 112, 76-85 (2018).</li><li>. National Institute of Health Available from: <a target="_blank" href="https://nei.nih.gov/learn-about-eye-health/resources-for-health-educators/eye-health-data-and-statistics/age-related-macular-degeneration-amd-data-and-statistics">https://nei.nih.gov/learn-about-eye-health/resources-for-health-educators/eye-health-data-and-statistics/age-related-macular-degeneration-amd-data-and-statistics</a> (2020)</li><li>Mitchell, P., Liew, G., Gopinath, B., Wong, T. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-related+macular+degeneration.">Age-related macular degeneration.</a> The Lancet. 392, 1147-1159 (2018).</li><li>He, Y., Leung, K. W., Ren, Y., Jinzhi, P., Jian, G., Tombran-Tink, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PEDF+improves+mitochondrial+function+in+RPE+cells+during+oxidative+stress.">PEDF improves mitochondrial function in RPE cells during oxidative stress.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 55, 6742-6755 (2014).</li><li>Cao, S., Walker, G. B., Wang, X., Cui, J. Z., Matsubara, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+cytokine+profiles+of+human+retinal+pigment+epithelium:+Oxidant+injury+and+replicative+senescence.">Altered cytokine profiles of human retinal pigment epithelium: Oxidant injury and replicative senescence.</a> Molecular Vision. 19, 718-728 (2013).</li><li>Farnoodian, M., Sorenson, C. M., Sheibani, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PEDF+expression+affects+the+oxidative+and+inflammatory+state+of+choroidal+endothelial+cells.">PEDF expression affects the oxidative and inflammatory state of choroidal endothelial cells.</a> Amercian Journal of Physiology and Cell Physiology. 314 (4), 456-472 (2018).</li><li>Polato, F., Becerra, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+Degenerative+Diseases:+Mechanisms+and+Experimental+Therapies.">Retinal Degenerative Diseases: Mechanisms and Experimental Therapies.</a> Retinal Degenerative Diseases. , 699-706 (2016).</li><li>Schallenberg, M., Charalambous, P., Thanos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GM-CSF+regulates+the+ERK1/2+pathways+and+protects+injured+retinal+ganglion+cells+from+induced+death.">GM-CSF regulates the ERK1/2 pathways and protects injured retinal ganglion cells from induced death.</a> Experimental Eye Research. 89, 665-677 (2009).</li><li>Schallenberg, M., Charalambous, P., Thanos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GM-CSF+protects+rat+photoreceptors+from+death+by+activating+the+SRC-dependent+signalling+and+elevating+anti-apoptotic+factors+and+neurotrophins.">GM-CSF protects rat photoreceptors from death by activating the SRC-dependent signalling and elevating anti-apoptotic factors and neurotrophins.</a> Graefes Archives for Clinical and Experimental Ophthalmology. 250, 699-712 (2012).</li><li>Thumann, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+of+PEDF-expressing+primary+pigment+epithelial+cells+by+the+SB+transposon+system+delivered+by+pFAR4+plasmids.">Engineering of PEDF-expressing primary pigment epithelial cells by the SB transposon system delivered by pFAR4 plasmids.</a> Molecular Therapy - Nucleic Acids. 6, 302-314 (2017).</li><li>Garcia-Garcia, 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=Long-term+PEDF+release+in+rat+iris+and+retinal+epithelial+cells+after+Sleeping+Beauty+transposon-mediated+gene+delivery.">Long-term PEDF release in rat iris and retinal epithelial cells after Sleeping Beauty transposon-mediated gene delivery.</a> Molecular Therapy - Nucleic Acids. 9, 1-11 (2017).</li><li>Johnen, 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=Antiangiogenic+and+neurogenic+activities+of+Sleeping+Beauty-mediated+PEDF-transfected+RPE+cells+in+vitro+and+in+vivo.">Antiangiogenic and neurogenic activities of Sleeping Beauty-mediated PEDF-transfected RPE cells in vitro and in vivo.</a> BioMed Research International. 2015, (2015).</li><li>Weigel, A. L., Handa, J. T., Hjelmeland, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microarray+analysis+of+H2O2-,+HNE-,+or+tBH-treated+ARPE-19+cells.">Microarray analysis of H2O2-, HNE-, or tBH-treated ARPE-19 cells.</a> Free Radical Biology &amp; Medicine. 33 (10), 1419-1432 (2002).</li><li>Allen, R. G., Tresini, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxidative+stress+and+gene+regulation.">Oxidative stress and gene regulation.</a> Free Radical Biology and Medicine. 28 (3), 463-499 (2000).</li><li>Tate, D. J., Miceli, M. V., Newsome, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phagocytosis+and+H2O2+induce+catalase+and+metallothionein+gene+expression+in+human+retinal+pigment+epithelial+cells.">Phagocytosis and H2O2 induce catalase and metallothionein gene expression in human retinal pigment epithelial cells.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 36 (7), 1271-1279 (1995).</li><li>Halliwell, B., Clement, M. V., Long, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+peroxide+in+the+human+body.">Hydrogen peroxide in the human body.</a> FEBS Letters. 486 (1), 10-13 (2000).</li><li>Giblin, F. J., McCready, J. P., Kodama, T., Reddy, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+direct+correlation+between+the+levels+of+ascorbic+acid+and+H2O2+in+aqueous+humor.">A direct correlation between the levels of ascorbic acid and H2O2 in aqueous humor.</a> Experimental Eye Research. 38, 87-93 (1984).</li><li>Geiger, R. C., Waters, C. M., Kamp, D. W., Glucksberg, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=KGF+prevents+oxygen-mediated+damage+in+ARPE-19+cells.">KGF prevents oxygen-mediated damage in ARPE-19 cells.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 46, 3435-3442 (2005).</li><li>Campochiaro, P. 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=Lentiviral+vector+gene+transfer+of+endostatin/angiostatin+for+macular+degeneration+(GEM)+study.">Lentiviral vector gene transfer of endostatin/angiostatin for macular degeneration (GEM) study.</a> Human Gene Therapy. 28, 99-111 (2017).</li><li>Chen, X. -. D., Su, M. -. Y., Chen, T. -. T., Hong, H. -. Y., Han, A. -. D., Li, W. -. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxidative+stress+affects+retinal+pigment+epithelial+cell+survival+through+epidermal+growth+factor+receptor/AKT+signaling+pathway.">Oxidative stress affects retinal pigment epithelial cell survival through epidermal growth factor receptor/AKT signaling pathway.</a> International Journal of Ophthalmology. 10 (4), 507-514 (2017).</li><li>Tu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Allicin+attenuates+H2O2+-+induced+cytotoxicity+in+retinal+pigmented+epithelial+cells+by+regulating+the+levels+of+reactive+oxygen+species.">Allicin attenuates H2O2 - induced cytotoxicity in retinal pigmented epithelial cells by regulating the levels of reactive oxygen species.</a> Molecular Medicine Reports. 13, 2320-2326 (2016).</li><li>Hao, Y., Liu, J., Wang, Z., Yu, L., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Piceatannol+protects+human+retinal+pigment+epithelial+cells+against+hydrogen+peroxide+induced+oxidative+stress+and+apoptosis+through+modulating.">Piceatannol protects human retinal pigment epithelial cells against hydrogen peroxide induced oxidative stress and apoptosis through modulating.</a> Nutrients. 11, 1-13 (2019).</li><li>Ballinger, S. W., Van Houten, B., Conklin, C. A., Jin, G. F., Godley, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+peroxide+causes+significant+mitochondrial+DNA+damage+in+human+RPE+cells.">Hydrogen peroxide causes significant mitochondrial DNA damage in human RPE cells.</a> Experimental Eye Research. 68 (6), 765-772 (1999).</li><li>Ma, 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=Transgenic+overexpression+of+uncoupling+protein+2+attenuates+salt-induced+vascular+dysfunction+by+inhibition+of+oxidative+stress.">Transgenic overexpression of uncoupling protein 2 attenuates salt-induced vascular dysfunction by inhibition of oxidative stress.</a> American Journal of Hypertension. 27 (3), 345-354 (2014).</li><li>Johnen, 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=Sleeping+Beauty+transposon-mediated+transfection+of+retinal+and+iris+pigment+epithelial+cells.">Sleeping Beauty transposon-mediated transfection of retinal and iris pigment epithelial cells.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 53 (8), 4787-4796 (2012).</li><li>M&#225;t&#233;s, 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=Molecular+evolution+of+a+novel+hyperactive+Sleeping+Beauty+transposase+enables+robust+stable+gene+transfer+in+vertebrates.">Molecular evolution of a novel hyperactive Sleeping Beauty transposase enables robust stable gene transfer in vertebrates.</a> Nature Genetics. 41 (6), 753-761 (2009).</li><li>. Marienfeld Technical information Neubauer-improved Available from: <a target="_blank" href="https://www.marienfeld-superior.com/information-about-our-counting-chambers.html">https://www.marienfeld-superior.com/information-about-our-counting-chambers.html</a> (2020)</li><li>. Electron Microscopy Sciences. Neubauer Haemocytometry Available from: <a target="_blank" href="https://www.emsdiasum.com/microscopy/technical/datasheet/68052-14.aspx">https://www.emsdiasum.com/microscopy/technical/datasheet/68052-14.aspx</a> (2020)</li><li>Livak, K. J., Schmittgen, T. D. <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+relative+gene+expression+data+using+real-time+quantitative+PCR+and+the+2^(-&#916;&#916;CT)+method.">Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2^(-&#916;&#916;CT) method.</a> Methods. 25 (4), 402-408 (2001).</li><li>Bascuas, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-virally+transfected+primary+human+pigment+epithelium+cells+overexpressing+the+oxidative+stress+reduction+factors+PEDF+and+GM-CSF+to+treat+retinal+neurodegeneration+neurodegenerationl.">Non-virally transfected primary human pigment epithelium cells overexpressing the oxidative stress reduction factors PEDF and GM-CSF to treat retinal neurodegeneration neurodegenerationl.</a> Human Gene Therapy. 30 (11), (2019).</li><li>Zhuge, C. 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=Fullerenol+protects+retinal+pigment+epithelial+cells+from+oxidative+stress-induced+premature+senescence+via+activating+SIRT1.">Fullerenol protects retinal pigment epithelial cells from oxidative stress-induced premature senescence via activating SIRT1.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 55 (7), 4628-4638 (2014).</li><li>Kaczara, P., Sarna, T., Burke, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+H2O2+Availability+to+ARPE-19+cultures+in+models+of+oxidative+stress.">Dynamics of H2O2 Availability to ARPE-19 cultures in models of oxidative stress.</a> Free Radical Biology and Medicine. 48 (8), 1068-1070 (2010).</li><li>Gorrini, C., Harris, I. S., Mak, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+oxidative+stress+as+an+anticancer+strategy.">Modulation of oxidative stress as an anticancer strategy.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 12, 931-947 (2013).</li><li>Wang, X., 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=PEDF+protects+human+retinal+pigment+epithelial+cells+against+oxidative+stress+via+upregulation+of+UCP2+expression.">PEDF protects human retinal pigment epithelial cells against oxidative stress via upregulation of UCP2 expression.</a> Molecular Medicine Reports. 19 (1), 59-74 (2019).</li><li>Donadelli, M., Dando, I., Fiorini, C., Palmieri, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=UCP2,+a+mitochondrial+protein+regulated+at+multiple+levels.">UCP2, a mitochondrial protein regulated at multiple levels.</a> Cellular and Molecular Life Sciences. 71, 1171-1190 (2014).</li></ol>

הפרוטוקול המוצג כאן מציע גישה לנתח את הפונקציה נוגד חמצונית ומגנה של PEDF ו- GM-CSF המיוצר על ידי תאים transfected, אשר ניתן להחיל על תאים transfected עם כל גן מועיל putative. באסטרטגיות טיפוליות גנטיות שמטרתן להעביר חלבונים לרקמה על ידי השתלת תאים מהונדסים גנטית, חשוב לקבל מידע על רמת ביטוי החלבון, תוחלת החיי?...

המודל המתואר כאן, מציע גישה שימושית כדי להעריך את היעילות של סוכניםbiopharmaceutical להפחתת עקה חמצונית בתאים. השתמשנו במודל כדי לחקור את ההשפעות המגנות של PEDF ו- GM-CSF על H2O2- מתח חמצוני מתווך על תאי אפיתל פיגמנט רשתית, אשר נחשפים לרמות גבוהות של O2, ואור גלוי, ואת phagocytosis של קרומי המגזר החיצוני photoreceptor, יצירת רמות משמעותיות של מינים חמצן תגובתי (ROS)1, 2. הם נחשבים לתורם מרכזי לפתוגנזה של ניוון מקולרי הקשור לגיל כלי דם (aAMD)3,4,5,6,7,8. חוץ מזה, יש ירידה בגורמים neuroprotective מסונתז RPE, במיוחד את הפיגמנט נגזר אפיתל גורם (PEDF), גורמי גדילה דמויי אינסולין (IGFs), ו granulocyte מקרופאג-מושבה מגרה גורם (GM-CSF) המוביל לתפקוד לקוי ואובדן של תאי RPE, ואחריו פוטורצפטור ותא גנגליון רשתית (RGC) מוות3,4,5 . AMD היא מחלה מורכבת הנובעת מהאינטראקציה בין גורמים מטבוליים, פונקציונליים, גנטיים וסביבתיים4. היעדר טיפולים עבור AAMD הוא הגורם העיקרי לעיוורון בחולים מעל גיל 60 במדינות מתועשות9,10. לחזרת הסביבה הנוירו-הגנתית והנוירוגנית ברשתית על ידי השתלה תת-רינטלית של תאי RPE מהונדסים גנטית המדחיקים יתר על המידה PEDF ו- GM-CSF יש פוטנציאל למנוע ניוון רשתית על ידי הקלה על ההשפעות של סטרס חמצוני, עיכוב דלקת ותמיכה בהישרדות תאים11,12,13,14,15,16 . למרות שיש מספר מתודולוגיות להעברת גנים לתאים, בחרנו במערכת הטרנספוסון ההיפראקטיבית של היפהפייה הנרדמת הלא ויראלית כדי להעביר את הגנים PEDF ו- GM-CSF לתאי RPE בגלל פרופיל הבטיחות שלה, שילוב הגנים בגנום של התאים המארחים, ונטייתו לשלב את הגנים המועברים באתרים פעילים שאינם תמלול כפי שהראינו בעבר17, 18,19.
סטרס חמצוני תאי יכול להיגרם בתאים בתרבית במבחנה על ידי מספר גורמים חמצוניים, כולל מי חמצן (H2O2), 4-הידרוינונאל (HNE), טרבוטיל הידופרוקסיד (tBH), מתחי חמצן גבוהים ואור גלוי (ספקטרום מלא או הקרנת UV)20,21. מתחי חמצן גבוהים ואור דורשים ציוד ותנאים מיוחדים, המגבילים את יכולת ההעברה למערכות אחרות. סוכנים כגון H2O2, HNE, ו- tBH גורמים לשינויים מולקולריים ותאיים חופפים של עקה חמצונית. בחרנו H2O2 כדי לבדוק את הפעילות נוגדת החמצון של PEDF ו- GM-CSF כי זה נוח ורלוונטי ביולוגית שכן הוא מיוצר על ידי תאי RPE כמו ביניים חמצן תגובתי במהלך פוטורצפטור קטע חוץ phagocytosis22 והוא נמצא ברקמות עינית vivo23. מאז חמצון גלוטתיון עשוי להיות אחראי חלקית על הייצור של H2O2 בעין, ניתחנו את רמות GSH / גלוטתיון במחקרים שלנו, אשר קשורים H2O2- סטרס חמצוני המושרה ואת היכולת ההתחדשותית של תאים21,22. הניתוח של רמות גלוטתיון רלוונטי במיוחד שכן הוא משתתף במנגנוני ההגנה נוגדי חמצון בעין24. חשיפהל- H 2 O2 משמשת לעתים קרובות כמודל לבחינת רגישות מתח חמצוני ופעילות נוגדת חמצון של תאי RPE1,25,26,27,28,29,30, ובנוסף, הוא מראה דמיון לנזק ללחץ חמצוני שנגרם לאור, מקור "פיזיולוגי" של סטרס חמצוני21.
כדי להעריך את הפונקציונליות ואת האפקטיביות של גורמים neuroprotective, פיתחנו מודל במבחנה המאפשר לניתוח לכמת את ההשפעה נוגד חמצונית של גורמי גדילה לידי ביטוי על ידי תאים מהונדסים גנטית כדי להגזים PEDF ו- GM-CSF. כאן, אנו מראים כי תאי RPE שהודבקו בגנים עבור PEDF ו- GM-CSF עמידים יותר להשפעות המזיקות של H2O2 מאשר תאי בקרה שאינם מודבקים, כפי שמעידים מורפולוגיה של תאים, צפיפות, כדאיות, רמה תאית של גלוטתיון, וביטוי של גן UCP2, אשר מקודדים לחלבון המיטוכונדריאלי 2 שהוכח כמפחית מינים חמצן תגובתי (ROS)31.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>24-well plates</td>
			<td>Corning</td>
			<td>353047</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-well plates</td>
			<td>Greiner</td>
			<td>7657160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well culture plate white with clear flat bottom&#160;</td>
			<td>Costar</td>
			<td>3610</td>
			<td>Allows to check the cells before measuring the luminescence (GSH-Glo Assay)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well plates</td>
			<td>Corning&#160;</td>
			<td>353072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylamid 40%</td>
			<td>Biorad</td>
			<td>161-0144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amphotericin B</td>
			<td>AMIMED</td>
			<td>4-05F00-H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody anti-GMCSF</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>PA5-24184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody anti-mouse IgG/IgA/IgM&#160;</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>P0260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody anti-PEDF&#160;</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology Inc</td>
			<td>sc-390172</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody anti-penta-His&#160;</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>34660</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody anti-phospho-Akt</td>
			<td>Cell Signaling Technology</td>
			<td>9271</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody anti-rabbit IgG H&#38;L-HRP</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab6721</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody donkey anti-rabbit Alexa Fluor 594&#160;</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>A11034</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody goat anti-mouse Alexa 488</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>A-11029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ARPE-19 cell line</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CRL-2302</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BSA&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A9418-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>chamber culture glass slides</td>
			<td>Corning</td>
			<td>354118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CytoTox-Glo Cytotoxicity Assay&#160;</td>
			<td>Promega</td>
			<td>G9291</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D9542-5MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM/Ham`s F12&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Duo Set ELISA kit</td>
			<td>R&#38;D Systems&#160;</td>
			<td>DY215-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>78440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ELISAquant kit</td>
			<td>BioProducts MD</td>
			<td>PED613-10-Human</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eyes (human)</td>
			<td>Lions Gift of Sight Eye Bank (Saint Paul, MN)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS&#160;</td>
			<td>Brunschwig</td>
			<td>P40-37500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoromount Aqueous Mounting Medium</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F4680-25ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FLUOstar Omega plate reader&#160;</td>
			<td>BMG Labtech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GraphPad Prism software (version 8.0)</td>
			<td>GraphPad Software, Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GSH-Glo Glutathione Assay</td>
			<td>Promega</td>
			<td>V6912</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hydrogen peroxide (H2O2)</td>
			<td>Merck</td>
			<td>107209</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ software (image processing program)</td>
			<td>W.S. Rasband, NIH, Bethesda, MD, USA; https://imagej.nih.gov/ij/; 1997&#8211;2014</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imidazol&#160;</td>
			<td>Axonlab</td>
			<td>A1378.0010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leica DMI4000B microscope&#160;</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LightCycler 480 Instrument II&#160;</td>
			<td>Roche Molecular Systems</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LightCycler 480 SW1.5.1 software</td>
			<td>Roche Molecular Systems</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>71376-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaH2PO4</td>
			<td>Axonlab</td>
			<td>3468.1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neon Transfection System&#160;</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>MPK5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neon Transfection System 10 &#181;L Kit</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>MPK1096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neubauer chamber</td>
			<td>Marienfeld-superior</td>
			<td>640010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ni-NTA superflow&#160;</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>30410</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrocellulose&#160;</td>
			<td>VWR</td>
			<td>732-3197</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Omega Lum G Gel Imaging System</td>
			<td>Aplegen Life Science</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS 1X</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8537</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P0781-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PerfeCTa SYBR Green FastMix</td>
			<td>Quantabio</td>
			<td>95072-012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PFA&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>158127-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pierce BCA Protein Assay Kit&#160;</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>23227</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primers&#160;</td>
			<td>Invitrogen&#160;</td>
			<td></td>
			<td>See Table 1 in Supplementary Materials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pSB100X (250 ng/&#181;L)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>M&#225;t&#233;s et al., 2009. Provide by Prof. Zsuzsanna Izsvak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pT2-CMV-GMCSF-His plasmid DNA (250 ng/&#181;L)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Constructed using the existing pT2-CMV-PEDF-EGFP plasmid reported in Johnen, S. et al. (2012) IOVS, 53 (8), 4787-4796.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pT2-CMV-PEDF-His plasmid DNA (250 ng/&#181;L)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Constructed using the existing pT2-CMV-PEDF-EGFP plasmid reported in Johnen, S. et al. (2012) IOVS, 53 (8), 4787-4796.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QIAamp DNA Mini Kit</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>51304</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>recombinant hGM-CSF&#160;</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>100-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>recombinant hPEDF&#160;&#160;</td>
			<td>BioProductsMD</td>
			<td>004-096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ReliaPrep RNA Cell Miniprep System</td>
			<td>Promega</td>
			<td>Z6011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RIPA buffer</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>89901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNase-free DNase Set</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>79254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNeasy Mini Kit</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>74204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS</td>
			<td>Applichem</td>
			<td>A2572</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Semi-dry transfer system for WB&#160;</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SuperMix qScript</td>
			<td>Quantabio</td>
			<td>95048-025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris-buffered saline (TBS)&#160;</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>15504020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>AppliChem</td>
			<td>A4975</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin/EDTA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T4174</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween</td>
			<td>AppliChem&#160;</td>
			<td>A1390</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Urea</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>29700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WesternBright ECL HRP substrate</td>
			<td>Advansta</td>
			<td>K-12045-D50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Whatman nitrocellulose membrane</td>
			<td>Chemie Brunschwig</td>
			<td>MNSC04530301</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

induction and analysis of oxidative stress in sleeping beauty transposon-transfected human retinal pigment epithelial cells

סטרס חמצוני ממלא תפקיד קריטי במספר מחלות ניווניות, כולל ניוון מקולרי הקשור לגיל (AMD), פתולוגיה המשפיעה על כ -30 מיליון חולים ברחבי העולם. זה מוביל לירידה אפיתל פיגמנט רשתית (RPE)-מסונתז גורמים neuroprotective, למשל, גורם פיגמנט נגזר אפיתל (PEDF) ו granulocyte-מקרופאג מושבה מגרה גורם (GM-CSF), ואחריו אובדן של תאי RPE, ובסופו של דבר פוטורצפטור ותא גנגליון רשתית (RGC) מוות. אנו משערים כי שחזור של סביבת הרשתית neuroprotective ו neurogenic על ידי השתלה תת-רינטלית של תאי RPE transfected overexpressing PEDF ו- GM-CSF יש פוטנציאל למנוע ניוון רשתית על ידי הקלה על ההשפעות של עקה חמצונית, עיכוב דלקת, ותמיכה בהישרדות התא. באמצעות מערכת טרנספוסון היפהפייה הנרדמת (SB100X) תאי RPE אנושיים הועברו עם הגנים PEDF ו- GM-CSF והראו שילוב גנים יציב, ביטוי גנים לטווח ארוך והפרשת חלבונים באמצעות qPCR, כתם מערבי, ELISA ואימונופלואורסצנטיות. כדי לאשר את הפונקציונליות ואת העוצמה של PEDF ו- GM-CSF המופרשים על ידי תאי RPE שהודבקו, פיתחנו מבחנה כדי לכמת את ההפחתה של H2O2- סטרס חמצוני המושרה על תאי RPE בתרבית. הגנה על התא הוערכת על ידי ניתוח מורפולוגיה של תאים, צפיפות, רמה תאית של גלוטתיון, ביטוי גן UCP2, ואת הכדאיות התא. שניהם, תאי RPE שהודבקו ב-PEDF ו/או GM-CSF ותאים שאינם מועברים אך מטופלים מראש עם PEDF ו/או GM-CSF (זמין או מטוהר באופן מסחרי מתאים שהודבקו) הראו הגנה משמעותית על תאים נוגדי חמצון בהשוואה לבקרות שאינן מטופלות. מודל H2O2הנוכחי הוא גישה פשוטה ויעילה להערכת ההשפעה נוגדת החמצון של גורמים שעשויים להיות יעילים לטיפול ב- AMD או במחלות ניווניות דומות.

אינדוקציה של עקה חמצונית בתאי אפיתל פיגמנט הרשתית האנושית ARPE-19 ותאי hRPE ראשוניים טופלו בריכוזים משתנים של H2O2 למשך 24 שעות והרמה התארית של גלוטתיון נוגד חמצון כמתה (איור 2A,B). H2O2 ב 50 μM ו 100 μM לא השפיע על ייצור גלוטתיו...

Watch this Scientific Journal Video about Induction and Analysis of Oxidative Stress in Sleeping Beauty Transposon-Transfected Human Retinal Pigment Epithelial Cells at JoVE.com

Induction and Analysis of Oxidative Stress in Sleeping Beauty Transposon-Transfected Human Retinal Pigment Epithelial Cells

אנו מציגים פרוטוקול לפיתוח ושימוש במודל סטרס חמצוני על ידי טיפול בתאי אפיתל פיגמנט רשתית עם H2O2, ניתוח מורפולוגיה של תאים, כדאיות, צפיפות, גלוטתיון, ורמת UCP-2. זהו מודל שימושי לחקור את ההשפעה נוגדת החמצון של חלבונים המופרשים על ידי תאים transposon-transfected לטיפול ניוון neuroretinal.

אינדוקציה וניתוח של עקה חמצונית ב היפהפייה הנרדמת טרנספוסון-transposon-transfected תאי אפיתל פיגמנט רשתית אנושית

Oxidative stress plays a critical role in several degenerative diseases, including age-related macular degeneration (AMD), a pathology that affects ~30 ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Induction and Analysis of Oxidative Stress in Sleeping Beauty Transposon-Transfected Human Retinal Pigment Epithelial Cells

Identification of Sleeping Beauty Transposon Insertions in Solid Tumors using Linker-mediated PCR

Identification of Sleeping Beauty Transposon Insertions in Solid Tumors using Linker-mediated PCR

זיהוי<em&gt; יפהפה נרדם</em&gt; הוספות Transposon בגידולים מוצקים באמצעות PCR לינקר בתיווך

Genomic, proteomic, transcriptomic, and epigenomic analyses of human tumors indicate that there are thousands of anomalies within each cancer genome ...

Transcriptomic Analysis of Human Retinal Surgical Specimens Using jouRNAl

ניתוח של דגימות כירורגית transcriptomic רשתית אדם שימוש Journal

Retinal detachment (RD) describes a separation of the neurosensory retina  from the retinal pigmented epithelium (RPE). The RPE is essential for normal  ...

Isolation, Cryopreservation and Culture of Human Amnion Epithelial Cells for Clinical Applications

בידוד, Cryopreservation ותרבות של תאי אפיתל amnion אדם ליישומים קליניים

Human amnion epithelial cells (hAECs) derived from term or pre-term amnion membranes have attracted attention from researchers and clinicians as a ...

Performing Subretinal Injections in Rodents to Deliver Retinal Pigment Epithelium Cells in Suspension

ביצוע subretinal זריקות במכרסמים כדי לספק תאי הרשתית פיגמנט האפיתל בהשעיה

The conversion of light into electrical impulses occurs in the outer retina and is accomplished largely by rod and cone photoreceptors and retinal pigment ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

לומד סרטן לבלב גזע מאפייני תא לפיתוח טיפול חדש אסטרטגיות

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

A Step by Step Protocol for Subretinal Surgery in Rabbits

צעד אחר פרוטוקול שלב לכירורגיה subretinal בארנבונים

Age related macular degeneration (AMD), retinitis pigmentosa, and other RPE related diseases are the most common causes for irreversible loss of vision in ...

Depletion of Mouse Cells from Human Tumor Xenografts Significantly Improves Downstream Analysis of Target Cells

חסך בתאי עכבר מן xenografts גידול האנושי משפר משמעותי ניתוח במורד זרם של תאי יעד

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic ...

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The "Wire-Injury" Model

אינדוקציה של טרשת עורקים מואצת בעכברים: מודל "פגיעת חוט"

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. ...

Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

זרחן-31 ספקטרוסקופיה תהודה מגנטית: כלי למדידת<em&gt; In vivo</em&gt; קיבולת זרחון חמצוני מיטוכונדריאלי של שריר שלד אדם

Skeletal muscle mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity, which is critically important in health and disease, can be measured in vivo ...