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高効率で初代培養細胞をトランスフェクトするためにジーンパルサーMXcellのエレクトロポレーションシステムの使用

, ,

Gene Expression Division, Bio-Rad Laboratories, Inc.

 

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Cite this Article: 高効率で初代培養細胞をトランスフェクトするためにジーンパルサーMXcellのエレクトロポレーションシステムの使用

McCoy, A. M., Collins, M. L., Ugozzoli, L. A. Using the Gene Pulser MXcell Electroporation System to Transfect Primary Cells with High Efficiency. J. Vis. Exp. (35), e1662, doi:10.3791/1662 (2010).

Abstract: 高効率で初代培養細胞をトランスフェクトするためにジーンパルサーMXcellのエレクトロポレーションシステムの使用

それは、エレクトロポレーションは、プライマリ細胞にプラスミドDNAやsiRNAを導入するための最も効果的な方法であることがますます明らかになってきている。ジーンパルサーMXcellのエレクトロポレーションシステムとジーンパルサーのエレクトロポレーション緩衝液(Bio - Rad社)は、特に簡単に哺乳動物の細胞や、プライマリおよび幹細胞のような困難なトランスフェクション細胞に核酸をトランスフェクトするために開発されました。我々はすぐに最高のエレクトロポレーション条件を識別する簡単な実験を実行する方法を説明します。我々は最適化が実行されると実験を同時に実施できるように、エレクトロポレーション条件の範囲でいくつかのサンプルを実行する方法について説明します。我々はまた、同じエレクトロポレーション効率を維持しながら、最適な条件は、標準的なエレクトロポレーションキュベットで使用できる96ウェルエレクトロポレーションプレートを使用してエレクトロポレーションキュベットにエレクトロプレートからスイッチを容易に識別方法を紹介します。ビデオでは、我々はまた、エレクトロポレーション実験の成功または失敗につながることができる重要な要因のいくつかを議論します。

Protocol: 高効率で初代培養細胞をトランスフェクトするためにジーンパルサーMXcellのエレクトロポレーションシステムの使用

1)細胞調製

  1. 接着細胞を使用する場合、それはトリプシンおよびエレクトロポレーションする前に細胞を収集することが必要です。
  2. つの異なる継代数を表す4つのマウス胚性線維芽細胞(MEF)の文化、間のトランスフェクションを比較するために、各フラスコに、以下を実行します。
  3. 細胞培養培地をオフに吸引除去する。
  4. 細胞を洗浄するためにPBSを追加。
  5. PBSを取り外し、セルをカバーするのに十分なトリプシンを追加し、トリプシンで細胞を剥離できるように数分待ちます。
  6. 、細胞の状態を確認するための顕微鏡とフラスコをチェックして細胞を分離するためにフラスコを放つし、細胞がすべて取り外されていることを確認するために再びフラスコを確認してください。
  7. 必要に応じて追加の時間と繰り返しを待つ。
  8. すべてのセルがデタッチされると、トリプシンを中和する血清含有培地を加える。
  9. 遠心チューブに細胞を移し、遠心分離により細胞をペレット化(RCF = 300 × g)で。
  10. PBSの既知の量で上清と再懸セルを削除します。
  11. 細胞を数える。
  12. 細胞懸濁液の適切な量は、実験用のセル(あなたが1 × 10 6細胞/ mLの密度で、ウェル当たりの細胞を150μLが必要になります)、必要な数を提供するために、新しいチューブに移す。
  13. 細胞を遠心分離します。
  14. 1 × 10 6細胞/ mLの細胞密度を達成するためにジーンパルサーのエレクトロポレーションバッファーの適切な量で上清と再懸セルを削除します。
  15. 細胞懸濁液のプラスミド1mLあたり20μgのを加え、穏やかに混ぜる。

2)エレクトロポレーション容器のセットアップとエレクトロポレーション

プレートのセットアップとエレクトロポレーション

  1. ジーンパルサーMXcellのエレクトロポレーションシステムの電源モジュールにプラグプレートチャンバー。
  2. 96ウェルエレクトロプレートのウェルにピペット150μLの細胞の混合物またはバッファー。
  3. プレートチャンバーとパルスにプレートを置く。
  4. チャンバーからプレートを取り外します。
  5. 各ウェルにピペッティングでよく内容を混ぜる。
  6. 各ウェルから12ウェルプレートに予め温めておいたバッファーに細胞を移す。
  7. 細胞を分散し、インキュベーターでそれを置くためにプレートをタップします。
  8. 細胞は24時間で回復しましょう​​。

キュベットのセットアップとエレクトロポレーション

  1. ShockPodのジーンパルサーMXcellのエレクトロポレーションシステムとプラグ™キュベットチャンバーの電源モジュールからプレートチャンバーを外してください。
  2. ピペット0.4センチメートルギャップのエレクトロポレーションキュベットに細胞懸濁液600μL。
  3. ShockPodチャンバー内にキュベットを入れ、電気パルスを提供します。
  4. チャンバーからキュベットを削除します。
  5. キュベット内で上下にピペッティングによりキュベットの内容を混ぜる。
  6. 各ウェルから12ウェルプレートに予め温めておいたバッファーに細胞を移す。
  7. 細胞を分散し、インキュベーターでそれを置くためにプレートをタップします。
  8. 細胞は24時間で回復しましょう​​。

3)代表者の結果

細胞をトランスフェクトし、それらを回復させた後、フローサイトメトリーを用いて、定量的に落射蛍光顕微鏡法を用いて、定性的にトランスフェクション効率を分析し、そして。

図1
成功エレクトロされ、現在はGFPの遺伝子を発現している図1。細胞は落射蛍光顕微鏡法の下に表示されます。

図2
図2。位相コントラストでセルの表示は、トランスフェクションし、トランスフェクトされていない両方の細胞を可視化できる。これらは、200Vで最も低い電圧の電気パルスに曝された細胞である。細胞が原因で、高い細胞密度に大きくコンフルエントです。

図3
図3。落射蛍光下のビューの同じフィールドには、細胞がGFPマーカーを発現している数を示していますが、これらは前の画像に表示されているセルのうちのごく少数です。

図4
図4。250Vで、位相コントラストで見て生きている細胞の総数はわずかに減少する。

図5
図5は、。落射蛍光の下で、一つはGFP発現細胞の数が増加していることがわかります。

図6
図6。最高電圧印加、375Vで、目に見えるが少なく生きた細胞があります。

図7
図7。しかし、残りの細胞の大部分は、GFPを発現している。最適となる条件は、実験の設計に依存します。いくつかの実験でトランスフェクトされた細胞の最大数は、他の実験で最も高い割合のトランスフェクションが最良かもしれない、最適となります。

私たちは、それぞれの条件の下でGFP陽性とどのようにパーセントは細胞年齢とともに変化するセルの割合に興味を持っています。フローサイトメトリーは、別のエレクトロポレーション条件のそれぞれの下でトランスフェクションの結果に関する定量的情報を提供することができます。

図8
図8。ここでは12エレクトロポレーション条件のそれぞれの下に5個の細胞が示されている通路に正のGFPである細胞の割合。最大トランスフェクションの割合は、最強の方形波パルスの下で最も高い電圧指数減衰パルス、状態6、および70%の下で約80%が、条件12をテストした。

図9
図9。細胞では、エレクトロポレーションの前に9回を渡された、トランスフェクションの割合の全体的なパターンはほとんど同じですが、トランスフェクションの割合で非常にわずかな減少で。

図10
図10。ここに示されているのは継代の若い細胞に比べてトランスフェクションの割合の著しい減少を示し13細胞におけるGFP細胞のパーセンテージです。最高のトランスフェクションの割合は、できるだけ早く分離した後、健康な細胞を使用することの重要性を実証する若い細胞で達成されたものを約半分であった。

ジーンパルサーMXcellを使用してMEF細胞をトランスフェクトするために使用されるエレクトロポレーション条件
条件(1-6)
指数減衰パルス、
1000ohm 350 uFのあるすべての、
電圧(V)
1 200
2 250
3 300
4 326
5 350
6 376
条件(7-12)
方形波パルス、
2000 UF、1000オーム、および1パルスを持つすべての
電圧(V) パルス持続時間(ミリ秒)
7 200 10
8 250 10
9 300 10
10 200 20
11 250 20
12 300 20

Discussion: 高効率で初代培養細胞をトランスフェクトするためにジーンパルサーMXcellのエレクトロポレーションシステムの使用

このビデオの記事では、簡単にMEFのその他の一次細胞株に対して最適なエレクトロポレーション条件を識別するためMXcellのエレクトロポレーションシステムを使用する方法を示します。多くは多くの独立した実験の必要性をなくすことができる、同時に実行される実験や最適化条件の複製のために96ウェルプレートフォーマットが可能です。この手順を行いながら、一つはできるだけ早く分離後の健康な細胞を使用するとエレクトロポレーションバッファーに一致しているエレクトロポレーション条件を使用することを忘れないようにすべき。

Disclosures: 高効率で初代培養細胞をトランスフェクトするためにジーンパルサーMXcellのエレクトロポレーションシステムの使用

著者らは、この記事で使用する試薬や器具を生産するバイオラッドラボラトリーズによって採用されています

Materials: 高効率で初代培養細胞をトランスフェクトするためにジーンパルサーMXcellのエレクトロポレーションシステムの使用

Name Company Catalog Number Comments
Gene Pulser® Electroporation Buffer Bio-Rad 165-2676
Gene Pulser MXcell™ Electroporation System Bio-Rad 165-2670
Gene Pulser MXcell™ ShockPod™ Cuvette Chamber Bio-Rad 165-2673
Gene Pulser MXcell™ Electroporation System With ShockPod™ Cuvette Chamber Bio-Rad 165-2674

Ask the Author: 高効率で初代培養細胞をトランスフェクトするためにジーンパルサーMXcellのエレクトロポレーションシステムの使用

5 Comments

We are using a Gene Pulser II to transfect MEFs. Do you have a recommendation for conditions to try?
Thank you,

1

Reply

Posted by: KathyJuly 15, 2011, 10:34 AM

MEFs and other primary cells can optimize at different conditions due to variation among cells and differences in the methods used to generate the MEFs. For best results, we recommend optimizing to identify the best conditions for your experiment. There is a good chance that you will achieve success with the conditions used here although they may not be the absolute best conditions for your particular MEFs. I would recommend using 375V and 350 uF on your GP II with 600 ul of cells resuspended in the Gene Pulser electroporation buffer in a 0.4 cm cuvette as a good starting point. Alternatively, 250V and 500 uF capacitance would be another good starting point. With a gene pulser II you will want to set the voltage to either 375V or 250V then set the capacitance to high capacitance setting. The high capacitance settings need to be multiplied by 1000 to get units of uF, so a setting of 0.35 is 350 uf and 0.5 for 500 uF. I hope that helps!

2

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Posted by: Adam McCoyJuly 19, 2011, 1:56 PM

We are using a gene pulser (Bio-Rad, Richmond, CA) to transfect adipose tissue stem cells. We want to transfect the cells by electroporation (250 V, 500 v, 900 v and 1500 v, pulse time 30 ms), but we dont know which capacitance, current and resistane is approperiatefor this. Do you have any recommendation in this regard?
Thank you

3

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Posted by: Mahsa TahaSeptember 3, 2011, 6:41 AM

Hello, Thank you for your inquiry. It seems you are interested in using a square wave protocol. Bio-Rad Gene Pulser systems can use either exponential or square wave protocols. The set up will be slightly different depending on which system you have (Gene Pulser I, Gene Pulser II, Gene Pulser Xcell or Gene Pulser MXcell) and also the buffer you will be using. We would suggest you try optimizing conditions using the wide range of voltages you have listed. Generally speaking, we have found lower voltages and higher capacitance settings to be best for difficult to transfect cells (such as stem cells). A starting point for a square wave protocol might be 250V, 950 uF, 30 ms pulse. You can similarly try a wide range of conditions using exponential decay pulses. A starting point for exponential protocols might be 250V, 200uF, and 1000 ohms.

3.1

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Posted by: Michelle CollinsMarch 14, 2012, 11:32 AM

We are using the Gene Pulser Xcell system. Must we use the Gene Pulser electroporation buffer to get a high transfection efficiency? And where can I find the optimal capicitance for the medium or buffer I am currently using? Moreover, how will the size of the cuvettes and volume of cell suspension influence the transfection efficiency?

5

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Posted by: Crystal ShenFebruary 20, 2012, 3:00 AM

Crystal, thank you for the questions. It depends on the type of cells you are working with. Gene Pulser electroporation buffer is recommended for mammalian cells especially difficult to transfect cells including primary and stem cells. Other buffers may be sufficient as well. Gene Pulser electroporation buffer can yield both high transfection efficiency and high viability in difficult cell lines. Because of the electrical properties of the buffer it also gives pretty consistent results which helps greatly with optimization.

Both size of the cuvette and volume of cell suspension should also been taken into consideration when optimizing electroporation conditions as these will alter the electric fields. You can achieve essentially the same electric field through different combinations of parameters. The goal is to find the conditions which work best with your cells and your biological question. If you change the volume of cell suspension you will need to change the conditions applied to achieve the same electrical field. I normally recommend determining the volume and cuvette size you need first, and then optimizing the instrument settings.

5.1

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Posted by: Michelle CollinsMarch 14, 2012, 11:33 AM

I am setting up an electroporation experiment using mouse primary MEF and my question is...using the Gene pulser MXcell, I want to know if one condition is good for a 0.4 cuvette size, would the same condition be good for 0.2 cuvette size for the electroporation expt.

6

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Posted by: saiphone w.August 16, 2012, 2:48 PM

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