في هذه المقالة الفيديو، ونحن تصف التوليف في المختبر مرنا تعديل لتحريض التعبير البروتين في الخلايا.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
في هذه المقالة الفيديو، ونحن تصف التوليف في المختبر مرنا تعديل لتحريض التعبير البروتين في الخلايا.
توصيل خارجي من الترميز رسول الاصطناعية RNA (مرنا) لتحريض تخليق البروتين في الخلايا المطلوبة لديه إمكانات هائلة في مجالات الطب التجديدي، بيولوجيا الخلية الأساسية، والعلاج من الأمراض، وإعادة برمجة الخلايا. هنا، نحن تصف خطوة بخطوة بروتوكول لجيل من تعديل مرنا التي تقل إمكانية تنشيط جهاز المناعة وزيادة الاستقرار، ومراقبة الجودة لإنتاج الرنا المرسال، ترنسفكأيشن من الخلايا مع مرنا والتحقق من التعبير البروتين الناجم عن التدفق الخلوي. تصل إلى 3 أيام بعد ترنسفكأيشن واحد مع EGFP مرنا، وتنتج خلايا HEK293 transfected EGFP. في هذه المقالة الفيديو، ووصف تركيب EGFP مرنا على سبيل المثال. ومع ذلك، يمكن تطبيق الإجراء لإنتاج الرنا المرسال المطلوبة الأخرى. باستخدام الاصطناعية تعديل مرنا، والخلايا يمكن أن يتسبب في التعبير عن عابر البروتينات المطلوبة، التي عادة لا تعبر.
في الخلايا، ونسخ من الرنا المرسال (مرنا) وترجمة التالية مرنا في البروتينات المطلوبة ضمان الأداء السليم للخلايا. اضطرابات وراثية وراثية أو مكتسبة يمكن أن يؤدي إلى تخليق كافية ومختلة من البروتينات ويسبب أمراضا خطيرة. وبالتالي، فإن النهج العلاجي الجديد للحث على إنتاج البروتينات الناقصة أو المعيبة هو تسليم خارجي من تأليفي تعديل مرنا في الخلايا، والتي رموز للبروتين المطلوب. وبالتالي، يتم تشغيلها الخلايا لتخليق البروتينات الوظيفية، والتي عادة لا يمكن أن تنتج أو أن بطبيعة الحال لا تحتاج إليها. باستخدام هذا النهج، والاضطرابات الوراثية يمكن تصحيحها عن طريق إدخال مرنا أن رموز لمعيب أو مفقود البروتين 1. ويمكن أيضا العلاج مرنا استخدامها في التطعيم لsynthetize المستضدات البروتينية، والتي يتم التعبير عنها من قبل خلايا الورم أو مسببات الأمراض. وبالتالي، مضيفة نظام المناعة يمكن تنشيط فعال للقضاء على الخلايا السرطانية أو منع infections 2،3. وعلاوة على ذلك، في السنوات الأخيرة، وقد استخدم بنجاح مرنا لتوليد الخلايا الجذعية المحفزة (iPSCs). لهذا الغرض، و transfected الخلايا الليفية مع من mRNAs للحث على التعبير عن برمجة عوامل 4-6 وتحويلها في iPSCs مع إمكانات هائلة في مجال الطب التجديدي.
في السابق، كان مرتبطا استخدام مرنا التقليدي مع انخفاض واستقرار قوي المناعية. وبالتالي، والتطبيقات السريرية للمن mRNAs التقليدية كانت محدودة. ومع ذلك، فإن استبدال سيتيدين ويوريدين بنسبة 5-methylcytidine وسودويوريدين داخل جزيء الرنا المرسال بواسطة Kariko وزملاؤه جعل جزيئات مرنا مستقرة في السوائل البيولوجية وخفضت بشكل كبير تنشيط جهاز المناعة 7-10، والذي يسمح الآن انطباق السريري من mRNAs المعدلة.
استخدام من mRNAs تعديل المنتجة صناعيا، ونصوص الجين المطلوب يمكن تسليمها مؤقتا في الجسم الحي 11أو في المختبر للحث على البروتين التعبير. تتم ترجمة مرنا قدم تحت الظروف الفسيولوجية من قبل الأجهزة الخلوية الترجمة. نظرا لعدم الاندماج في جينوم الخلية المضيفة مقارنة الفيروسية ناقلات العلاج الجيني، يتم منع خطر تكون الورم 12،13. وبالتالي، فإن العلاج باستخدام مرنا الاصطناعية تعديل تتحسن قبول السريرية في المستقبل.
هنا، نحن تصف بروتوكول مفصلة لإنتاج المعدلة ومرنا (الشكل 1)، ترنسفكأيشن من الخلايا مع مرنا وتقييم تعبير البروتين في الخلايا المصابة بالعدوى بالنقل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. تكبير البلازميدات المحتوية المطلوبة الترميز تسلسل الحمض النووي (CDS)
3. مراقبة الخطوة: جودة المنتج PCR
4. النسخ في المختبر (IVT)
5. علاج تنقية مرنا مع القطب الجنوبي الفوسفاتيز
6. مراقبة الخطوة: جودة تجميعي مرنا التعديل
7. إعداد الخلايا لترنسفكأيشن
8. أداء مرنا ترنسفكأيشن من الخلايا
9. تحليل تدفق Cytometric من EGFP التعبير في خلايا
10. قياس التعبير البروتين على مر الزمن
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
باستخدام pcDNA 3.3 بلازميد يحتوي على CDS من EGFP، تأسست توليف تعديل EGFP مرنا (الشكل 1). بعد إدراج التضخيم من قبل PCR وبولي T-المخلفات، تم الكشف عن الفرقة واضحة حيث يبلغ طوله حوالي 1100 سنة مضت (الشكل 2). زيادة الوقت IVT تضاف العائد من مرنا (الشكل 3). بعد IVT، تم الكشف عن عصابة مرنا واضحة ويبلغ طوله حوالي 1100 شركة بريتيش بتروليوم، والتي تتطابق مع طول EGFP مرنا ليتم إنتاجها (الشكل 4).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
العلاج مرنا لديها امكانات هائلة في مجال الطب التجديدي والعلاج من الأمراض والتلقيح. في هذا الفيديو، ونحن لشرح إنتاج، مرنا استقرت تعديل لتحريض التعبير البروتين في الخلايا. باستخدام هذا البروتوكول، يمكن أن تتولد مرنا المطلوبة الأخرى. توليف في المختبر المعدلة مرنا يسمح ترنسفكأيشن من الخلايا مع من mRNAs المطلوب للحث على التعبير عن البروتينات المستهدفة. وبالتالي، يتم التعبير عن البروتين المطلوب عابر تحت الظروف الفسيولوجية حتى مرنا تسليمها خارجيا هو المتدهورة تماما.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تعلن المؤلفون أنه ليس لديهم المصالح المالية المتنافسة.
وقد تم تمويل هذا المشروع من قبل الصناديق الاجتماعية الأوروبية في بادن-فورتمبيرغ، ألمانيا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Cell culture< / strong> | |||
| DMEM ، ارتفاع الجلوكوز | PAA | E15-009 | |
| FBS | Life Technologies | 10500 | |
| Penicillin / Streptomycin ؛ | PAA | P11-010 | 100x |
| L-glutamine ؛ | PAA | M11-004 | 200 ملي مولار |
| DPBS بدون الكالسيوم والمغنيسيوم | PAA | E15-002 | |
| 0.04٪ تريبسين / 0.03٪ EDTA | Promocell | C-41020 | |
| TNS | Promocell | C-41120 | تحييد التربسين ، 0.05٪ مثبط التربسين في 0.1٪ BSA |
| HEK-293 خلايا | ATCC | CRL-1573 | |
| المواد الاستهلاكية< / قوية > | |||
| ألواح زراعة الأنسجة ، 12-well | قارورة ثقافة الخلية Corning | 3512 | |
| (75 سم2) | Corning | 430641 | |
| أنابيب طرد مركزي دقيقة معقمة خالية من DNase و RNase سعة 1.5 مل ؛ | Eppendorf | 0030 121.589 | Safe-Lock ، Biopur |
| 15 ml أنابيب مخروطية الشكل ؛ | Greiner Bio-One | 188271 | |
| PCR نظيفة ومعقمة epT.I.P.S. أطراف ماصة مزدوجة الفلتر | Eppendorf | 10 & micro; ل: 022491202 ؛ 100 وميكرو ؛ ل: 022491237 ؛ 1,000 & ميكرو; ل: 022491253 | |
| Cryovial | greiner bio-one | 122279-128 | Cryo.s |
| 14 مل أنبوب دائري من مادة البولي بروبيلين للثقافة البكتيرية ؛ | BD Falcon | 352059 | |
| تضخيم وتنقية البلازميد < / strong> | |||
| pcDNA 3.3_eGFP Plasmid ؛ | Addgene | 26822 | |
| طلقة واحدة Top10 مكون كيميائيا الإشريكية القولونية | Invitrogen | C4040-10 | |
| ماء معقم (أمبوا) | Fresenius Kabi | 1636071 | |
| LB متوسط (Luria / Miller) | Carl Roth | X968.1 | يذوب 25 جم L-1 < / sup> في ماء معقم. |
| LB agar (Luria/Miller) | Carl Roth | X969.1 | يذوب 40 جم L-1 < / sup> في ماء معقم. |
| محلول أمبيسيلين الجاهز | سيجما ألدريتش | A5354 | 100 مجم / مل |
| Glycerol | Sigma Aldrich | G2025 | |
| QIAprep Spin Miniprep Kit | Qiagen | 27104 | |
| < قوي > إنتاج المرنا المرسال < / قوي > | |||
| HotStar HiFidelity Polymerase Kit ؛ | Qiagen | 202602 | |
| QIAquick PCR Purification Kit | كياجين | 28106 | |
| ميجاسكريبت T7 كيت | لايف تكنولوجيز | AM1334 | |
| 5-ميثيل سيتيدين-5 حاد ؛ -ثلاثي الفوسفات ؛ | Trilink | N1014 | 5-Methyl-CTP |
| Pseudouridine-5 ´ ;-triphosphate ; | Trilink | N1019 | Pseudo-UTP |
| 3 ´ ؛ -< em > O < / em > Me-m < sup> 7 < / sup>G (5 & حاد ؛)PPP (5 &حاد ؛)هيكل غطاء الحمض النووي الريبي G التناظرية ؛ | نيو إنجلاند بيولابز | S1411L | |
| RiboLock RNase مثبط | حراري علمي | EO0381 | 40 U/µ ؛ l |
| TURBO DNase | Life Technologies | AM1334 | 2 U/µ ل (من مجموعة MEGAscript T7) |
| فوسفاتيز أنتاركتيكا ؛ | مجموعة New England Biolabs | MO289S | |
| RNeasy miniq | Qiagen | 74104 | |
| RNaseZap solution | Life Technologies | AM9780 | |
| transfection< / strong> | |||
| Lipofectamine 2000 كاشف الشفاف ؛ | Invitrogen | 11668-019 | كاشف تعداء الدهون الموجبة |
| Opti-MEM I Reduced Serum Media | Invitrogen | 11058-021 | الوسط الأساسي المحسن (MEM) الذي يسمح بتقليل مكملات مصل الأبقار الجنيني (FBS) |
| <قوي> هلام الرحلان الكهربائي < / قوي> Agarose | |||
| Sigma-Aldrich | A9539 | ||
| هلام الحمض النووي المبلور صبغة | البيوتيوم | 41003 | 10،000x في الماء ؛ |
| peqGOLD Range Mix DNA-Ladder | Peqlab | 25-2210 | |
| <قوي>تحليلات قياس التدفق الخلوي< / قوي> | |||
| CellFIX (1x) BD | Biosciences | 340181 | 10x مركز ؛ |
| <قوي> التمهيدي لإدراج تضخيم وبولي (T) الذيل PCR< / قوي > | |||
| التمهيدي الأمامي (HPLC-grade) 10 & micro ؛ M | Ella Biotech | 5 & حاد ؛ -TTGGACCCTCGTAC AGAAGCTAATACG-3 حاد ؛ | |
| التمهيدي العكسي (HPLC-grade) 10 & micro; M | Ella Biotech | 5 & - T 120 < / sub > - CTTCCTACT CAGGCTTTATTCAA AGACCA-3 & acute ؛ | |
| Equipment< / strong> | |||
| Cell حاضنة | Binder | CO2< / sub> (5٪) و O2< / sub> (20٪) | |
| عداد خلية CASY | Sch & auml; منضدة عمل معقمة لنظام | ||
| BDK Luft-und Reinraumtecknik GmbH | |||
| حاضنة بكتيرية | Incutec | ||
| حمام | |||
| ScanDrop مقياس الطيف الضوئي | Analyzetic Jena | ||
| PCR thermocycler | المركزي الدقيق Eppendorf | ||
| Vortex | peqlab | ||
| Thermomixer | جهاز Eppendorf | ||
| Gel للرحلان الكهربائي ؛ | Bio-Rad | ||
| Gel | نظام بيو | ||
| FACScan | مجهر BD Biosciences | ||
| Fluorescence | نيكون | ||
| مجهر التباين الطور | زييس |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.