الجيل التالي من التثقيب الكهربائي هو طريقة فعالة لنقل خلايا Th17 البشرية باستخدام الحمض النووي الريبي الصغير لتغيير التعبير الجيني وسلوك الخلية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
الجيل التالي من التثقيب الكهربائي هو طريقة فعالة لنقل خلايا Th17 البشرية باستخدام الحمض النووي الريبي الصغير لتغيير التعبير الجيني وسلوك الخلية.
CD4 + إلى عدة مجموعات فرعية من الخلايا التائية المساعدة المستجيب اعتمادا على بيئة السيتوكين المحيطة. يمكن إنشاء خلايا Th17 من خلايا CD4 + T الساذجة في المختبر عن طريق تنشيطها في وجود السيتوكينات المستقطبة IL-1β و IL-6 و IL-23 و TGFβ. تنسق خلايا Th17 المناعة ضد البكتيريا والفطريات خارج الخلية ، ولكن نشاطها الشاذ ارتبط أيضا بالعديد من أمراض المناعة الذاتية والالتهابات. يتم تحديد خلايا Th17 بواسطة مستقبلات الكيموكين CCR6 ويتم تحديدها بواسطة عامل النسخ الرئيسي ، RORγt ، والسيتوكين المستجيب المميز ، IL-17A. تسهل ظروف الثقافة المحسنة لتمايز خلايا Th17 الدراسات الميكانيكية لبيولوجيا الخلايا التائية البشرية في بيئة خاضعة للرقابة. كما أنها توفر إعدادا لدراسة أهمية جينات معينة وبرامج التعبير الجيني من خلال تداخل الحمض النووي الريبي أو إدخال تقليد أو مثبطات الحمض النووي الريبي الميكروي (miRNA). يوفر هذا البروتوكول طريقة سهلة الاستخدام وقابلة للتكرار وعالية الكفاءة للتعداء العابر لخلايا Th17 البشرية الأولية المتمايزة باستخدام الحمض النووي الريبي الصغير باستخدام جهاز التثقيب الكهربائي من الجيل التالي.
خلايا CD4 + T هي منسقين حاسم للاستجابة المناعية التكيفية. السذاجة خلايا CD4 + T قادرة على التطور إلى عدة خلايا التائية المستجيب مختلفة (على سبيل المثال TH1، TH2، Th17، وما إلى ذلك)، ولكل منها مجموعة خاصة بهم من السيتوكينات المميزة وعوامل النسخ، وهذا يتوقف على المكروية المحلية 1. القرارات النسب التي تجعل خلايا T حاسمة لكلا مناعة وقائية والتسامح في تقرير المصير. خلايا Th17 هي مجموعة فرعية واحدة من خلايا T المعروف لمكافحة البكتيريا خارج الخلية والفطريات، ولكن وتورط ردودهم غير لائقة أيضا في التسبب في أمراض المناعة الذاتية والتهابات متعددة مثل التصلب المتعدد والصدفية 2 و 3. خلايا Th17 الإنسان يمكن أن تتولد من خلايا CD4 + T ساذجة في المختبر عن طريق تزويدهم بيئة الاستقطاب المناسبة 4. فاريو لنا مزيج من السيتوكينات IL-1β، IL-23، وقد استخدمت TGFβ، وIL-6 لتطوير خلايا Th17 الإنسان. خلايا Th17 الإنسان تعبر عن CCR6، مستقبلات chemokine التي يشيع استخدامها لتحديد هذه الفئة من السكان الخلية ويتم تحديدها من خلال التعبير عن عامل من النسخ الرئيسي، RORγt (المشفرة بواسطة RORC) 5، 6. خلايا Th17 لديها القدرة على التعبير عن السيتوكينات متعددة، ولكن IL-17A هو المستجيب خلوى-تحديد النسب التي تنتجها هذه الخلايا. درسنا التعبير عن كل علامات المصاحب Th17 الثلاثة (CCR6، RORγt، IL-17A) لتقييم متانة لدينا البشري Th17 في المختبر التمايز الفحص. بالإضافة إلى ذلك، نحن مثقف خلايا CD4 + T البشر في ظل ظروف غير الاستقطاب، حيث تم إضافة أي السيتوكينات أو الأجسام المضادة ومنع وسائل الإعلام ثقافة لاستخدامه كقاعدة سيطرة سلبية منذ تعبير عن هذه العلامات Th17 يجب أن تكون منخفضة جدا أو غير موجودة.
ve_content "> طريقة واحدة لدراسة طبيعية تطوير خلية T الإنسان وعلم الأحياء هو التلاعب التعبير الجيني خلال تنميتها. قصيرة التدخل RNA (سيرنا) هي الاصطناعية جزيئات الحمض النووي الريبي الصغيرة التي تستهدف من mRNAs تشفير البروتين ويمكن استخدامها للحد من التعبير الجيني المحدد . MicroRNAs (miRNAs) هي الذاتية غير الترميز الرنا الصغيرة المعروفة لتعديل التعبير الجيني آخر ما بعد transcriptionally. وقد ثبت miRNAs للعب دورا هاما في كل من الفئران وبيولوجيا الخلايا T الإنسان، بما في ذلك خلايا Th17 7، 8، 9، و أمر حاسم لدينا وسائل موثوق بها من التلاعب النشاط RNA الصغيرة في خلايا T الإنسان لدراسة آثارها على التعبير الجيني وفي نهاية المطاف على بيولوجيا الخلايا T البشري. هنا، نحن تصف بروتوكول سهل الاستخدام، بما يتفق وموثوق بها التي قمنا بتطويرها لإدخال الرنا صغيرة الاصطناعية والأحماض النووية مقفل (LNAs، تعديل كيميائيا الأحماض النووية مع زيادة الاستقرار)في الخلايا المناعية، وعلى وجه التحديد إلى خلايا Th17 الإنسان.هناك عدة طرق بديلة لإدخال الرنا صغيرة في خلايا الثدييات، التي تقع عادة في فئات الكيميائية والبيولوجية، أو الفيزيائية (10). الطرق الكيميائية التي يشيع استخدامها، بما في ذلك تعداء القائم على الدهون وتعداء الكالسيوم فوسفات، تعتمد على خلق المجمعات الكيميائية DNA التي تؤخذ بشكل أكثر كفاءة من قبل الخلايا. بشكل عام، الطرق الكيميائية ليست كما فعالة لترنسفكأيشن من خلايا T الابتدائية. طريقة البيولوجي الأكثر شيوعا هو استخدام ناقلات فيروسية (مثل الفيروس الارتجاعي أو الفيروسة البطيئة)، الذي يدرج مباشرة RNA الأجانب إلى مجموعة كجزء من دورة تكرار الطبيعية. تنبيغ الفيروسية عادة ما يستغرق وقتا أطول لاستكمال، وخصوصا عندما العوامل واحد في الوقت المناسب لاستنساخ الجزيئي للالبلازميدات proviral. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للناقلات تنبيغ الفيروسية يحتمل أن تكون ضارة للباحثين البشري. Electroporation للهو م البدنيethod على إحداث غشاء permeabilization بإخضاع الخلايا لنبضات الجهد العالي، مما يسمح الأحماض النووية لدخول عابر في الخلية حيث يمكن أن تعمل على هدفهم. وكانت الأدوات Electroporation للالتقليدية غير فعالة لtransfecting الخلايا الليمفاوية الأولية. ومع ذلك، فقد ثبت الأمثل Electroporation للجيل القادم لتكون قادرة على transfecting خلايا T في كفاءة عالية جدا، وخصوصا عندما المواد التي سيتم transfected هو RNA الصغيرة. يستخدم الجيل القادم مصطلح فضفاض إلى التفريق بين أحدث منصات (على سبيل المثال، النيون، Amaxa) من آلات Electroporation للالتقليدية. بالإضافة إلى ذلك، وهذه الطريقة قابلة بسهولة للشاشات الإنتاجية المعتدلة مع ما يصل إلى ما يقرب من 120 الرنا صغيرة في تجربة واحدة، وغالبا ما تستخدم المواد الكيميائية الاصطناعية التحقق من صحتها. الأهم من ذلك، تعداء الناجح لا يمكن أن يتحقق في اقل من 16 ساعة بعد تفعيل الخلايا التائية. وعيب هذه الطريقة، ومع ذلك، هو أنه لا يؤدي إلى incorporati الجينومية مستقرةعلى، وبالتالي فهو عابر. وبالتالي، فإن الأمر يستحق مزيدا من الجهد لخلق بناء التعبير مستقرة والتي يمكن تعبئتها في ناقلات فيروسية وأعرب بنجاح في خلايا T في الحالات التي تتطلب التعبير على المدى الطويل من الحمض النووي الريبي الصغيرة.
لقد استخدمت ترنسفكأيشن الجيل القادم (على سبيل المثال، النيون) لتسليم متنوعة RNA أو قليل النوكليوتيد LNA أدوات احدة أو المزدوج تقطعت بهم السبل الاصطناعية لأغراض مختلفة 11 و 12 و 13. تدخل RNA كفاءة يمكن أن يتسبب في الماوس الأساسي وخلايا T الإنسان باستخدام RNA المزدوج تقطعت بهم السبل التدخل القصير (سيرنا). يصف هذا البروتوكول الظروف الأمثل لاستخدام هذه التقنية في خلايا Th17 الإنسان. بالإضافة إلى الرناوات siRNAs، وهي متاحة تجاريا يحاكي ميرنا الاصطناعية ومثبطات يمكن استخدامها لدراسة مكاسب ميرنا وفقدان الوظيفة. يحاكي ميرنا هي المزدوج تقطعت بهم السبل جزيئات الحمض النووي الريبي مشابهة جدا لالرناوات siRNAs، ولكن المصممد مع تسلسل miRNAs ناضجة الذاتية. مثبطات ميرنا وكيميائيا تعديل-RNA و / أو LNA أساس أليغنوكليوتيد واحدة الذين تقطعت بهم السبل التي تربط لmiRNAs الأم واستعداء وظيفتها. لقد وجدنا أن جميع هذه الأدوات يمكن استخدامها بشكل فعال في الخلايا الليمفاوية T الأساسي مثقف، بما في ذلك ولكن لا تقتصر على خلايا Th17 الإنسان.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يلتزم هذا البروتوكول إلى المبادئ التوجيهية UCSF لأخلاقيات البحث الإنسان.
1. إعداد T الثقافة الخليوي، عزل خلايا CD4 + T، وTh17 الاستقطاب
2. خلايا Electroporation للفي المختبر الاستقطاب Th17 الإنسان
3. خلايا حصاد Th17 الإنسان
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وكانت الخطوة الأولى لوضع نظام فعال للelectroporating خلايا Th17 الإنسان بنجاح لتوليد قوة في المختبر متباينة الثقافات خلية Th17 الإنسان. أعربت T الخلايا المستزرعة تحت ظروف Th17-استقطاب مستقبلات chemokine CCR6 وعامل النسخ RORγt (الشكل 1A، يسار). لم التعبير عن هذه العلامات عندما مثقف خلايا T في ظل ظروف غير الاستقطاب (THN) (الشكل 1A، يمين). T الخلايا المستزرعة تحت ظروف Th17-استقطاب تنتج أيضا IL-17A على restimu...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يوفر هذا البروتوكول وسيلة إيجابية للتسليم الرنا صغيرة إلى خلايا Th17 الإنسان. رغم استخدام خلايا Th17 الإنسان هنا، وهذه الطريقة من Electroporation للمع الرنا صغيرة يمكن استخدامها مع غيرها من مجموعات فرعية المساعد الإنسان الأساسي T، مثل TH1، TH2، وTregs. لم يعمل جيدا لخلايا CD4 + T السذاجة بحيث يجب تنشيط الخلايا في الثقافة قبل ترنسفكأيشن. لهذا البروتوكول، ونحن أول الأمثل في المختبر نظام ثقافة لأفضل إنتاج IL-17A. وكان أكبر عامل وسائل الإعلام القاعدة. لقد وجدنا أن ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
تم دعم هذا العمل من قبل منح المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة (R01HL109102 ، P01HL107202 ، U19CA179512 ، F31HL131361) ، وجائزة باحث جمعية سرطان الدم والأورام اللمفاوية (KMA) ، وبرنامج تدريب العلماء الطبيين التابع للمعهد الوطني للعلوم الطبية العامة (NIGMS) (Grant #T32GM007618) (M.M.).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مكافحة الإنسان IL-17A PE | ebioscience | 12-7179-42 | استنساخ: eBio64DEC17 |
| مكافحة الإنسان IFNg FITC | ebioscience | 11-7319-82 | استنساخ: 4S. B3 |
| مضاد للإنسان CD4 eVolve605 | ebioscience | 83-0047-42 | استنساخ: SK3 |
| فأر مضاد للإنسان CD196 (CCR6) BV421 | BD biosciences | 562515 | استنساخ: 11A9 |
| مضاد للإنسان RORgt AF647 | BD biosciences | 563620 | استنساخ: Q21-559 |
| مضاد للإنسان CD45 eFluor450 | ebioscience | 48-9459-42 | استنساخ: 2D1 |
| Foxp3 / تلطيخ عامل النسخ مجموعة العازلة | ebioscience | 00-5523-00 | لعامل النسخ داخل الخلايا لقياس التدفق الخلوي تلطيخ |
| FcR مثبط ربط منقى | ebioscience | 14-9161-71 | |
| ImmunoCult-XF T Cell Expansion Medium | Stemcell Technologies | 10981 | "وسائط أساسية خالية من المصل" |
| MACS CD28 درجة وظيفية نقية ، استنساخ | Miltenyi Biotec | البشري 130-093-375 | : 15E8 |
| CD3 المضادة للإنسان UCSF | أنقاية الأجسام المضادة أحادية النسيلة | N / A | استنساخ: OKT-3 |
| LEAF منقى مضاد للإنسان IL-4 | Biolegend | 500815 | استنساخ: MP4-25D2 |
| مضاد للإنسان IFNg ، درجة وظيفية منقى | ebioscience | 16-7318-85 | استنساخ: NIB42 |
| مؤتلف البشري IL-23 | Peprotech ؛ | 200-23 | |
| المؤتلف البشري IL-1 & بيتا ؛ | Peprotech | 200-01B | |
| المؤتلف البشري TGF- وبيتا ؛ 1 | Peprotech | 100-21C | |
| المؤتلف البشري IL-6 | Peprotech | 200-06 | |
| تجمع التحكم في الجينوم ، غير مستهدف # 2 | دارماكون | D-001206-14-05 | |
| siGENOME SMARTpool البشري RORC | Dharmacon | M-003442-00 | |
| siGENOME SMARTpool Human PTPRC | Dharmacon | M-008067-01 | |
| مجموعة الخلايا التائية البشرية CD4 التي لم تمسها Dynabeads | ThermoFisher Scientific | 11346D | Human CD4+< / sup> خلية تائية طقم العزل |
| نقل النيون | ThermoFisher Scientific | MPK5000 | الجيل التالي من أداة التثقيب الكهربائي |
| نظام نقل النيون 10 & mu ؛ L Kit | ThermoFisher Scientific | MPK1096 | |
| Resuspension Buffer T | ThermoFisher Scientific | متوفرة في مجموعة (MPK1096) | "العازلة لإعادة تعليق التعداد" |
| تقنيات الخلايا الجذعية Lymphoprep | # 07801 | تدرج الكثافة متوسط | |
| كوستار 6 ألواح معالجة لثقافة الأنسجة Corning | 3516 | لوحات | |
| القاع المسطحةألواح معالجة زراعة الأنسجة ذات 48 بئر من | كوستار Corning | 3548 | ألواح القاع المسطحة |
| BD Pharm Lyse ، 10x | BD Biosciences | 555899 | يجب عمل محلول 1x بالماء المقطر قبل الاستخدام |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.