Name: lentiviral mediated delivery of shrnas to hescs and npcs using low-cost cationic polymer polyethylenimine (pei)
Uploaded: 2022-05-24T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Lentiviral Mediated Delivery of shRNAs to hESCs and NPCs Using Low-cost Cationic Polymer Polyethylenimine PEI at JoVE.com

Este trabalho foi apoiado por bolsas de pesquisa da Universidade dos Emirados Árabes Unidos (UAEU), subvenção # 31R170 (Zayed Center for Health Sciences) e # 12R010 (bolsa uaeu-aua). Agradecemos ao Prof Randall Morse (Wadsworth Center, Albany, NY) por nos ajudar a editar o manuscrito para estilo e gramática.
Todos os dados estão disponíveis mediante solicitação.

1. Transfecção de células HEK293T usando pei ou lipofectamina 3000 reagente
<ol><li>Cultura HEK293T células em DMEM + 10% FBS + 1x penicilina/estreptomicina a 37 °C em uma incubadora umidificada com atmosfera de 5% DE CO2 e 21% O2 até que sejam 90% confluentes antes de semear para transfecção. Use um número de passagem relativamente baixo de células para alta produção de vírus titer (idealmente menos que P30).</li>
	<li>Semente 4 x 106 células em 10 mL de ...

<ol>
	<li>Thomson, J. 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=Embryonic+stem+cell+lines+derived+from+human+blastocysts.">Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts.</a> Science. 282 (5391), 1145-1147 (1998).</li><li>Reubinoff, B. E., Pera, M. F., Fong, C. Y., Trounson, A., Bongso, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embryonic+stem+cell+lines+from+human+blastocysts:+Somatic+differentiation+in+vitro.">Embryonic stem cell lines from human blastocysts: Somatic differentiation in vitro.</a> Nature Biotechnology. 18 (4), 399-404 (2000).</li><li>Strulovici, Y., Leopold, P. L., O'Connor, T. P., Pergolizzi, R. G., Crystal, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+embryonic+stem+cells+and+gene+therapy.">Human embryonic stem cells and gene therapy.</a> Molecular Therapy. 15 (5), 850-866 (2007).</li><li>Kane, N., McRae, S., Denning, C., Baker, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viral+and+nonviral+gene+delivery+and+its+role+in+pluripotent+stem+cell+engineering.">Viral and nonviral gene delivery and its role in pluripotent stem cell engineering.</a> Drug Discovery Today. Technologies. 5 (4), 105 (2008).</li><li>Li, S. D., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonviral+is+superior+to+viral+gene+delivery.">Nonviral is superior to viral gene delivery.</a> Journal of Controlled Release. 123 (3), 181-183 (2007).</li><li>Mastrobattista, E., Bravo, S. A., vander Aa, M., Crommelin, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonviral+gene+delivery+systems:+From+simple+transfection+agents+to+artificial+viruses.">Nonviral gene delivery systems: From simple transfection agents to artificial viruses.</a> Drug Discovery Today. Technologies. 2 (1), 103-109 (2005).</li><li>Cao, F., 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=Comparison+of+gene-transfer+efficiency+in+human+embryonic+stem+cells.">Comparison of gene-transfer efficiency in human embryonic stem cells.</a> Molecular Imaging and Biology. 12 (1), 15-24 (2010).</li><li>Mohr, J. C., de Pablo, J. J., Palecek, 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=Electroporation+of+human+embryonic+stem+cells:+Small+and+macromolecule+loading+and+DNA+transfection.">Electroporation of human embryonic stem cells: Small and macromolecule loading and DNA transfection.</a> Biotechnology Progress. 22 (3), 825-834 (2006).</li><li>Sukhorukov, V. 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=Surviving+high-intensity+field+pulses:+Strategies+for+improving+robustness+and+performance+of+electrotransfection+and+electrofusion.">Surviving high-intensity field pulses: Strategies for improving robustness and performance of electrotransfection and electrofusion.</a> The Journal of Membrane Biology. 206 (3), 187-201 (2005).</li><li>Floch, 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=Cationic+phosphonolipids+as+non+viral+vectors+for+DNA+transfection+in+hematopoietic+cell+lines+and+CD34++cells.">Cationic phosphonolipids as non viral vectors for DNA transfection in hematopoietic cell lines and CD34+ cells.</a> Blood Cells, Molecules and Diseases. 23 (1), 69-87 (1997).</li><li>Lakshmipathy, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+transfection+of+embryonic+and+adult+stem+cells.">Efficient transfection of embryonic and adult stem cells.</a> Stem Cells. 22 (4), 531-543 (2004).</li><li>Siemen, 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=Nucleofection+of+human+embryonic+stem+cells.">Nucleofection of human embryonic stem cells.</a> Stem Cells and Development. 14 (4), 378-383 (2005).</li><li>Zhang, X., Godbey, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viral+vectors+for+gene+delivery+in+tissue+engineering.">Viral vectors for gene delivery in tissue engineering.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 58 (4), 515-534 (2006).</li><li>Ma, Y., Ramezani, A., Lewis, R., Hawley, R. G., Thomson, 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=High-level+sustained+transgene+expression+in+human+embryonic+stem+cells+using+lentiviral+vectors.">High-level sustained transgene expression in human embryonic stem cells using lentiviral vectors.</a> Stem Cells. 21 (1), 111-117 (2003).</li><li>Gropp, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+genetic+modification+of+human+embryonic+stem+cells+by+lentiviral+vectors.">Stable genetic modification of human embryonic stem cells by lentiviral vectors.</a> Molecular Therapy. 7 (2), 281-287 (2003).</li><li>Tan, E., Chin, C. S. H., Lim, Z. F. S., Ng, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HEK293+cell+line+as+a+platform+to+produce+recombinant+proteins+and+viral+vectors.">HEK293 cell line as a platform to produce recombinant proteins and viral vectors.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 9, 796991 (2021).</li><li>Merten, O. W., Hebben, M., Bovolenta, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+lentiviral+vectors.">Production of lentiviral vectors.</a> Molecular Therapy: Methods &amp; Clinical Development. 3, 16017 (2016).</li><li>Lungwitz, U., Breunig, M., Blunk, T., G&#246;pferich, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyethylenimine-based+nonviral+gene+delivery+systems.">Polyethylenimine-based nonviral gene delivery systems.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 60 (2), 247-266 (2005).</li><li>Parween, 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=Higher+O-GlcNAc+levels+are+associated+with+defects+in+progenitor+proliferation+and+premature+neuronal+differentiation+during+in-vitro+human+embryonic+cortical+neurogenesis.">Higher O-GlcNAc levels are associated with defects in progenitor proliferation and premature neuronal differentiation during in-vitro human embryonic cortical neurogenesis.</a> Frontiers in Cellular Neuroscience. 11, 415 (2017).</li><li>Weissinger, F., 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=Gene+transfer+in+purified+human+hematopoietic+peripheral-blood+stem+cells+by+means+of+electroporation+without+prestimulation.">Gene transfer in purified human hematopoietic peripheral-blood stem cells by means of electroporation without prestimulation.</a> Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 141 (2), 138-149 (2003).</li><li>Cui, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+transgene+expression+to+antigen-presenting+cells+derived+from+lentivirus-transduced+engrafting+human+hematopoietic+stem/progenitor+cells.">Targeting transgene expression to antigen-presenting cells derived from lentivirus-transduced engrafting human hematopoietic stem/progenitor cells.</a> Blood. 99 (2), 399-408 (2002).</li><li>Yu, 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=Lentiviral+vectors+with+two+independent+internal+promoters+transfer+high-level+expression+of+multiple+transgenes+to+human+hematopoietic+stem-progenitor+cells.">Lentiviral vectors with two independent internal promoters transfer high-level expression of multiple transgenes to human hematopoietic stem-progenitor cells.</a> Molecular Therapy. 7 (6), 827-838 (2003).</li><li>Sweeney, N. P., Vink, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+lentiviral+vector+genome+size+and+producer+cell+genomic+to+gag-pol+mRNA+ratios+on+packaging+efficiency+and+titre.">The impact of lentiviral vector genome size and producer cell genomic to gag-pol mRNA ratios on packaging efficiency and titre.</a> Molecular Therapy - Methods &amp; Clinical Development. 21, 574-584 (2021).</li></ol>

A capacidade de modificar geneticamente células-tronco para estudo ou fins clínicos é limitada tanto pela tecnologia quanto pela compreensão básica da biologia dos hESCs. Técnicas que têm mostrado potencial significativo em ESCs de camundongos, como lipofecção e eletroporação, não são altamente eficientes para os hESCs, que são notoriamente difíceis para a entrega de genes pelos métodos convencionais20. Essa noção levou não só à otimização das técnicas existentes, mas tamb?...

As células-tronco embrionárias humanas (hESCs) derivadas da massa celular interna blastocisto são pluripotentes e podem ser diferenciadas em diferentes tipos de células, dependendo de fatores externos em condições in vitro 1,2. Para aproveitar totalmente o potencial dos hESCs, é imprescindível ter métodos rápidos e confiáveis de entrega de genes para essas células. Convencionalmente, as técnicas utilizadas podem ser amplamente classificadas em dois tipos: sistemas de entrega de genes não-virais e virais 3,4. Os sistemas de entrega de genes não-virais mais usados são lipofecção, eletroporação e nucleofeipulação. Os sistemas de entrega não-virais são vantajosos devido à menor inserção de mutações e uma diminuição geral da imunogenicidade 5,6. No entanto, esses métodos resultam em baixa eficiência de transfecção e curta duração da expressão genética transitória, o que é uma grande limitação para estudos de diferenciação de longo prazo7. A eletroporação resulta em melhores eficiências de transfecção em comparação com a lipofecção; no entanto, resulta em mais de 50% de morte celular 8,9,10. Usando nucleofecção, a eficiência de sobrevivência celular e transfecção pode ser melhorada combinando lipofecção e eletroporação, mas a abordagem precisa de tampões específicos de células e equipamentos especializados e, assim, torna-se bastante cara para aplicações dimensionadas11,12.
Em contraste, os vetores virais têm mostrado melhores eficiências de transfecção, bem como baixa citotoxicidade geral, após a transdução. Além disso, os genes entregues são expressos de forma estável e, portanto, tornam este método ideal para estudos de longo prazo13. Entre os vetores virais mais utilizados para a entrega de genes em hESCs estão vetores lentivirais (LVS), que podem dar mais de 80% de eficiência de transdução usando partículas virais de alta titer14,15. Lipofecção e precipitação de CaPO4 estão entre os métodos mais usados para transfectar transitóriamente células HEK293T ou seus derivados com vetores de transferência genética, juntamente com plasmídeos de embalagem para produzir partículas lentivirais16. Embora a lipofecção resulte em boa eficiência de transfecção e baixa citotoxicidade, a técnica é prejudicada pelo seu custo, e escalar para obter partículas lentivirais de alto título seria muito caro. A precipitação de CaPO4 resulta em eficiências de transfecção relativamente semelhantes às obtidas por lipofecção. Embora econômica, a precipitação do CaPO4 resulta em morte celular significativa após transfecções, o que dificulta a padronização e a evitar variações em lote a lote17. Nesse cenário, desenvolver um método que dê alta eficiência de transfecção, baixa citotoxicidade e custo-benefício é crucial para a produção de partículas lentiviras de alto título para serem utilizadas em hESCs.
Polietilenimina (PEI) é um polímero cationico que pode transfetar células HEK293T em alta eficiência sem muita citotoxicidade e tem um custo insignificante em comparação com os métodos baseados em lipofecção18. Nesta situação, o PEI pode ser usado para aplicações dimensionadas de alta produção de LVS de titer através da concentração de partículas lentivirais de supernacantes culturais utilizando várias técnicas. O artigo apresentado descreve o uso de PEI para transfetar células HEK293T e concentração de vetores lentiviral usando ultracentrifugação através de uma almofada de sacarose. Usando este método, obtemos regularmente titers bem acima de 5 x 107 UI/mL com variações de lote a lote baixas. O método é simples, direto e econômico para aplicações dimensionadas para entrega de genes em células derivadas de hESCs e hESCs.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2-Mercaptoethanol</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>31350010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>38.5 mL, Sterile + Certified Free Open-Top Thinwall Ultra-Clear Tubes</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>C14292</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>7920</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bFGF Recombinant human</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>PHG0261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin FRAC V</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15260037</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Matrigel Basement Membrane Matrix, LDEV-free</td>
			<td>Corning</td>
			<td>354234</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyclopamine</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>72074</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM media</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11995073</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM Nutrient mix F12&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11320033</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS w/o: Ca and Mg</td>
			<td>PAN Biotech</td>
			<td>P04-36500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovie serum</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>10270106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GAPDH (14C10) Rabbit mAb Antibody</td>
			<td>CST</td>
			<td>2118S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gentle Cell Dissociation Reagent</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>7174</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HyClone Non Essential Amino Acids (NEAA) 100X Solution</td>
			<td>GE healthcare</td>
			<td>SH30238.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L Glutamine, 100X&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>2924190090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L2HGDH Polyclonal antibody</td>
			<td>Proteintech</td>
			<td>15707-1-AP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L2HGDH shRNA</td>
			<td>Macrogen</td>
			<td></td>
			<td>Seq: CGCATTCTTCATGTGAGAAAT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipofectamine 3000 kit</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>L3000001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mTesR1 complete media</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>85850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neurobasal medium 1X CTS</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A1371201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neuropan 2 Supplement 100x</td>
			<td>PAN Biotech</td>
			<td>P07-11050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neuropan 27 Supplement 50x</td>
			<td>PAN Biotech</td>
			<td>P07-07200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin streptomycin SOL</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pLKO.1 TRC vector</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>10878</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pLL3.7 vector&#160;</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>11795</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pMD2.G</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>12259</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polybrene infection reagent</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>TR1003- G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylenimine, branched</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>408727</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>psPAX2.0</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>12260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Purmorphamine</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>4551/10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Puromycin</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A1113802</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ROCK inhibitor Y-27632 
			dihydrochloride&#160;</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>1254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SB 431542</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>1614/10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin .05% EDTA&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>25300062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XAV 939</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>3748/10</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

lentiviral mediated delivery of shrnas to hescs and npcs using low-cost cationic polymer polyethylenimine (pei)

O protocolo atual descreve o uso de partículas lentivirais para a entrega de RNAs (shRNAs) de grampos curtos (shRNAs) tanto para células-tronco embrionárias humanas (hESCs) quanto células progenitoras neurais (NPCs) derivadas de hESCs com alta eficiência. As partículas lentivirais foram geradas pela co-transfecção de células HEK293T usando vetores de entrada (carregando shRNAs) juntamente com plasmídeos de embalagem (pAX e pMD2.G) usando a polietilenimina de polímero cônico de baixo custo (PEI). As partículas virais foram concentradas usando ultracentrifugação, o que resultou em titulações médias acima de 5 x 107. Tanto os hESCs quanto os NPCs poderiam ser infectados em alta eficiência usando essas partículas lentivirais, como mostra a seleção de puramicina e expressão estável em hESCs, bem como expressão de GFP transitória em NPCs. Além disso, a análise de manchas ocidentais mostrou uma redução significativa na expressão de genes visados por shRNAs. Além disso, as células mantiveram sua pluripotência, bem como potencial de diferenciação, evidenciado por sua subsequente diferenciação em diferentes linhagens de CNS. O protocolo atual trata da entrega de shRNAs; no entanto, a mesma abordagem poderia ser usada para a expressão ectópica de cDNAs para estudos de superexpressão.

Após a transferência genética, a alta viabilidade dos hESCs é inevitavelmente necessária. Apesar dos esforços e otimização dos protocolos para reduzir a morte celular após a eletroporação de hESCs, mais de 50% da morte celular ainda é observada após a eletroporação dessas células, juntamente com baixa eficiência de transfecção20. A transferência de genes mediada pela Lentiviral não só resulta em alta eficiência da transferência genética, mas também demonstra altos níveis...

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Lentiviral Mediated Delivery of shRNAs to hESCs and NPCs Using Low-cost Cationic Polymer Polyethylenimine PEI

Usando a polietilenimina de polímero cônico de baixo custo (PEI), produzimos partículas lentivirais para expressão estável de shRNAs em células-tronco embrionárias humanas H9 (hESCs) e células progenitoras neurais derivadas de H9 (NPCs) com alta eficiência.

Entrega mediada lentiviral de shRNAs para hESCs e NPCs usando polietilenimina de polímero cônico de baixo custo (PEI)

The current protocol describes the use of lentiviral particles for the delivery of short hairpin RNAs (shRNAs) to both human embryonic stem cells (hESCs) ...

A transfecção das células HEK293T deve ser realizada com 90% de confluência. Além disso, o uso de um filtro de ligação de baixa proteína de 0,45 mícrons para filtragem de vetores lentiviral e o uso de uma almofada de sacarose para ultracentrifugação são essenciais. Comece por cultivar células HEK293T em meio DMEM contendo estreptomicina de penilina de 10% e 1X a 37 graus Celsius em uma incubadora umidificada com uma atmosfera de 5% de dióxido de carbono e 21% de oxigênio até que as células atinjam 90% de confluência antes de semear para transfeção.Semente quatro vezes 10 a seis células em 10 mililitros de meio de crescimento completo em uma placa de cultura tecidual de 100 milímetros e crescer durante a noite em uma incubadora de cultura tecidificada com uma atmosfera de 5% de dióxido de carbono e 21% de oxigênio. Para cada transfecção, dilui um miligrama por mililitro de estoques de DNA plasmídeo em um mililitro de mídia DMEM livre de soro em tubos de centrífugas de 1,5 mililitro, seguindo a razão de plasmídeos de entrada e embalagem, conforme descrito no manuscrito do texto. Vórtice do tubo por 10 segundos e gire a 10.000 vezes G por 30 segundos à temperatura ambiente para coletar.Em seguida, adicione 70 microlitres de um miligrama por mililitro de solução de estoque de polietileneimina, ou PEI, ao tubo. Novamente, vórtice e gire brevemente o tubo. Para transeção à base de lipofectamina, diluir os vetores em 500 microliters de mídia DMEM sem soro contendo 45 microliters de reagente P fornecidos no kit.Em seguida, diluir 70 microliters de reagente L usando 500 microliters do mesmo meio. Incubar os dois tubos à temperatura ambiente por cinco minutos. Em seguida, misture o conteúdo de ambos os tubos e incubar à temperatura ambiente por 20 minutos para permitir uma formação complexa.Em seguida, adicione um mililitro de DNA PEI ou complexos de lipofectamina de DNA à placa contendo células e incubar por seis horas a 37 graus Celsius com uma atmosfera de 5% de dióxido de carbono e 21% de oxigênio. Após a incubação, substitua a mídia por 10 mililitros de mídia de crescimento completo fresco e devolva a placa à incubadora. Após dois dias de transfecção, colete a mídia contendo vírus e sobreponha as células com 10 mililitros de mídia de crescimento completa fresca.Novamente, após três dias de transfecção, colete os meios de comunicação contendo vírus e combine-os com as mídias coletadas no ponto de tempo de dois dias. Centrifugar o supernaente viral a 2.000 vezes G por 10 minutos a 4 graus Celsius para pelotar detritos celulares. Filtre o supernascer usando um filtro de ligação de proteína de baixo tamanho de 0,45 mícron e armazene a quatro graus Celsius até estar pronto para a ultracentrifugação.Esterilize os tubos de ultracentrifuge' segurando copos lavando com 70% de etanol por 10 minutos. Ar seco, feche e coloque as xícaras a quatro graus Celsius. Adicione 36 mililitros em mídia filtrada contendo partículas lentivirais a um tubo ultracentrífuga estéril.Encha cinco mililitros de uma stripette estéril com quatro mililitros de solução estéril de 20% de sacarose preparada em PBS e dispense-a para o fundo do tubo contendo vetores lentivirais, ou LVS. Certifique-se de que a solução de sacarose não deve ser misturada com a mídia e faça um gradiente na parte inferior do tubo. Equilibre todos os tubos de ultracentrifuuge usando mídia DMEM sem soro, coloque os tubos em tubos de ultracentrifusagem frio segurando copos e feche as tampas.Gire os tubos a 125.000 vezes G por duas horas a quatro graus Celsius. Após o giro, descarte cuidadosamente o supernasce, invertendo o conteúdo do tubo em um recipiente contendo alvejante sem perturbar a pelota. Marque a pelota se for visível.Coloque o tubo ultracentrífuga em um tubo estéril de 50 mililitros e adicione 200 microliters de DPBS estéreis na parte superior da pelota. Coloque o tubo a quatro graus Celsius durante a noite. No dia seguinte, misture suavemente o conteúdo de um tubo por tubos para cima e para baixo antes de girar a 13.000 vezes G em uma centrífuga de mesa para pelotar quaisquer detritos.Transfira o supernatante para um novo tubo e aliquot a preparação do vírus. Finalmente, armazene os tubos a menos 80 graus Celsius. Após a transfecção, a expressão GFP abundante foi observada em células HEK293T.A expressão das proteínas virais resultou na formação de sincronia de células HEK293T onde células únicas são fundidas. Após a infecção, a expressão marcada de GFP também foi observada em células progenitoras neurais infectadas pelo viral. A medição do título de LVS entre o PEI de baixo custo e o reagente lipofectamina 3000 não mostrou diferença significativa no título viral.Os títulos virais para vetores baseados em PLK 0.1 são mostrados aqui. As células transfectadas lentiviral mostraram mais de 80% de viabilidade celular em comparação com células não transduzidas, enquanto nenhuma célula sobreviveu ao tratamento. A análise da mancha ocidental mostrou expressão abundante de L-2-hidroxiglutarate desidrogenase em células transduzidas com uma espinha dorsal vetorial vazia.No entanto, nenhuma expressão foi observada em células transduzidas com um vetor portador de RNAs de pinos de cabelo curtos. A principal vantagem desta técnica é o uso de polietileneimina de polímero cationic de baixo custo para produzir partículas lentivirais através da co-transfecção de células HEK293T usando vetores de entrada e embalagem.

Research

JoVE Journal

Biology

Lentiviral Mediated Delivery of shRNAs to hESCs and NPCs Using Low-cost Cationic Polymer Polyethylenimine (PEI)

Labeling hESCs and hMSCs with Iron Oxide Nanoparticles for Non-Invasive in vivo Tracking with MR Imaging

Rotulagem e hESCs hMSCs com óxido de ferro nanopartículas para Não-invasiva em Rastreamento vivo com ressonância magnética

In recent years, stem cell research has led to a better understanding of developmental biology, various diseases and its potential impact on regenerative ...

Biologia

From MEFs to Matrigel I: Passaging hESCs in the Presence of MEFs

De MEFs para Matrigel I: hESCs Passaging na Presença de MEFs

This video demonstrates how to grow human embryonic stem cells (hESCs) on mouse embryonic fibroblast (MEF) feeder cells.
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From MEFs to Matrigel 2: Splitting hESCs from MEFs onto Matrigel

De MEFs para Matrigel 2: hESCs Divisão de MEFs para Matrigel

This video demonstrates how to grow human embryonic stem cells (hESCs) on mouse embryonic fibroblast (MEF) feeder cells, how to passage hESCs from MEF ...

From MEFs to Matrigel 3: Passaging hESCs from Matrigel onto Matrigel

De MEFs para Matrigel 3: hESCs Passaging de Matrigel em Matrigel

This video demonstrates how to maintain the growth of human embryonic stem cells (hESCs) in feeder cell-free conditions and how to continuously passage ...

Lentiviral-mediated Knockdown During Ex Vivo Erythropoiesis of Human Hematopoietic Stem Cells

Lentiviral-mediated Knockdown During Ex Vivo Erythropoiesis of Human Hematopoietic Stem Cells

Lentivirus mediada Durante Knockdown Ex Vivo Eritropoese de Células-Tronco Hematopoéticas

Erythropoiesis is a commonly used model system to study cell differentiation. During erythropoiesis, pluripotent adult human hematopoietic stem cells ...

Generation of Human Induced Pluripotent Stem Cells from Peripheral Blood Using the STEMCCA Lentiviral Vector

Geração de Células-tronco pluripotentes induzidas a partir de sangue periférico usando o STEMCCA Lentivirus Vector

Through the ectopic expression of four transcription factors, Oct4, Klf4, Sox2 and cMyc, human somatic cells can be converted to a pluripotent state, ...

Long-term Silencing of Intersectin-1s in Mouse Lungs by Repeated Delivery of a Specific siRNA via Cationic Liposomes. Evaluation of Knockdown Effects by Electron Microscopy

Silenciando a longo prazo de Intersectin-1s nos pulmões do rato por entrega repetida de um siRNA específico via lipossomos catiônicos. Avaliação dos efeitos Knockdown por microscopia eletrônica

Previous  studies showed that knockdown of ITSN-1s (KDITSN), an endocytic  protein involved in regulating lung vascular permeability and endothelial cells ...

Using Coculture to Detect Chemically Mediated Interspecies Interactions

Usando Coculture detectar quimicamente mediada interespécies Interações

In nature, bacteria rarely exist in isolation; they are instead surrounded by a diverse array of other microorganisms that alter the local environment by ...

Generation of Myospheres From hESCs by Epigenetic Reprogramming

Geração de Myospheres De hESCs por epigenética Reprogramação

Generation of a homogeneous and abundant population of skeletal muscle cells from human embryonic stem cells (hESCs) is a requirement for cell-based ...

Phosphopeptide Analysis of Rodent Epididymal Spermatozoa

Fosfopéptido Análise de Rodent epidídimo Espermatozóides

Spermatozoa are quite unique amongst cell types. Although produced in the testis, both nuclear gene transcription and translation are switched off once ...