هنا ، نقدم بروتوكولا يدمج تقنية CRISPR / Cas9 مع اختبار Cell Counting Kit-8 (CCK-8) لتحديد الجينات المرشحة التي تعتبر ضرورية للقدرة التكاثرية غير الطبيعية للخلايا الجذعية المكونة للدم والخلايا السلفية.
مقالة منهجية
هنا ، نقدم بروتوكولا يدمج تقنية CRISPR / Cas9 مع اختبار Cell Counting Kit-8 (CCK-8) لتحديد الجينات المرشحة التي تعتبر ضرورية للقدرة التكاثرية غير الطبيعية للخلايا الجذعية المكونة للدم والخلايا السلفية.
تمتلك الخلايا الجذعية المكونة للدم القدرة على التجديد الذاتي على المدى الطويل والقدرة على التمايز إلى أنواع مختلفة من خلايا الدم الناضجة. ومع ذلك ، فإن تراكم الطفرات السرطانية في الخلايا الجذعية والسلفية المكونة للدم (HSPCs) يمكن أن يمنع التمايز الطبيعي ، ويؤدي إلى انتشار شاذ ، ويؤدي في النهاية إلى تكوين الكريات البيض. لتحديد و / أو تقييم الطفرات السرطانية ، قمنا بدمج تقنية CRISPR / Cas9 مع اختبار Cell Counting Kit-8 (CCK-8) للتحقيق في نموذج الجين Trp53 ، وهو أمر ضروري لقدرة التكاثر غير الطبيعية ل HSPCs. على وجه التحديد ، تم حصاد خلايا نخاع العظم المخصبة ل HSPCs من فئران Cas9 ثم تعرضت لتعداء فيروسي باستخدام RNAs أحادي التوجيه (sgRNAs) التي تستهدف واحدا أو أكثر من الجينات المرشحة لإدخال تغييرات جينية في HSPCs. بعد ذلك ، تم إجراء اختبار CCK-8 للتحقيق في القدرة التكاثرية ل HSPCs المنقولة. تم تأكيد كفاءة استهداف sgRNA من خلال مقايسة تتبع Indels عن طريق التحلل. قد تلعب هذه الجينات المحددة أدوارا حاسمة في تكوين الكريات البيضاء ويمكن أن تكون بمثابة أهداف علاجية محتملة.
يتم الحفاظ على تكون الدم ، الذي ينتج جميع سلالات خلايا الدم طوال الحياة ، من قبل مجموعة صغيرة تسمى الخلايا الجذعية المكونة للدم (HSCs). تحافظ HSCs على نفسها عن طريق التجديد الذاتي وتنتج العديد من الأسلاف الملتزمة التي تؤدي إلى خلايا دم وظيفية متمايزةتماما 1،2،3. هذه العملية منظمة بإحكام. ومع ذلك ، فإن تراكم الطفرات السرطانية في الخلايا الجذعية والسلفية المكونة للدم (HSPCs) يعيق التمايز الطبيعي ، ويمنح قدرة تكاثرية غير طبيعية ، ويحول في النهاية HSPCs إلى خلايا بدء سرطان الدم (LICs) 4،5،6،7. لا يزال تحديد وتأكيد طفرات السرطان يمثل تحديا كبيرا لأبحاث السرطان.
في الآونة الأخيرة ، تم تطوير نظام التكرارات المتجانسة القصيرة العنقودية المتباعدة بانتظام (CRISPR) / البروتين 9 (Cas9) المرتبط ب CRISPR وأصبح طريقة فعالة ودقيقة لتحرير الجينات ، تتكون من نوكلياز Cas9 والحمض النووي الريبي أحادي التوجيه (sgRNA)8. يوجه sgRNA مركب Cas9-sgRNA إلى موقع جيني محدد من خلال تكامل الحمض النووي الريبي والحمض النووي ، حيث تحفز نوكلياز Cas9 فواصل مزدوجة الخيط. يخضع الحمض النووي المكسور لآليات تحرير الجينات الذاتية إما من خلال الإصلاح الدقيق الموجه بالتماثل في وجود قوالب التماثل أو الانضمام النهائي غير المتماثل وغير المتماثل ، مما يؤدي إلى عمليات إدخال أو حذف صغيرة9. حاليا ، أصبح نظام CRISPR / Cas9 أداة قوية لتحرير الجينات المستهدفة وتنظيم النسخ10.
هنا ، استخدمنا تقنية CRISPR / Cas9 لإدخال التغيرات الجينية في HSPCs ثم أجرينا اختبار Cell Counting Kit-8 (CCK-8) للتحقق مما إذا كانت الطفرات التي تم إدخالها حاسمة للتكاثر غير الطبيعي ل HSPCs. على وجه التحديد ، تم حصاد خلايا نخاع العظم المخصبة ل HSPCs من فئران Cas9 متبوعا بتعداء فيروسي باستخدام sgRNAs التي تستهدف الجينات المرشحة. بعد ذلك ، تم إجراء اختبار CCK-8 لتحديد ما إذا كانت الطفرات تمنح قدرة تكاثرية متزايدة ل HSPCs المنقولة. أخيرا ، تم تأكيد الطفرات التي أدخلتها CRISPR / Cas9 عن طريق تتبع Indels عن طريق التحلل (TIDE) 11 أو التسلسل العميق المستهدف12. يوفر هذا البروتوكول أداة قوية لتقييم الطفرات السرطانية والأهداف العلاجية المحتملة لسرطان الدم.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع التجارب على التي أجريت بموجب هذا البروتوكول من قبل لجنة رعاية ورفاهية التابعة لجامعة بكين للطب الصيني.
1. بناء بلازميدات sgRNA التي تستهدف الجينات المرشحة (4-5 أيام)
2. عبوات العدسات (2-3 أيام)
3. استخراج خلايا نخاع العظم وزراعتها (12-13 يوما)
ملاحظة: تم الحفاظ على جميع خطوط الماوس في خلفية وراثية نقية C57BL / 6. تم تهجين الفئران LSL-Cas9 (T002249) مع الفئران Mx1-Cre13 لتوليد LSL-Cas9 / + ؛ Mx1-Cre / + الفئران. هنا ، قمنا بجمع خلايا نخاع العظم من Mx1-Cre / + ؛ الفئران LSL-Cas9 / + وزملائها في القمامة.
4. تعداء الخلايا النسبية لخلايا نخاع العظام (2-3 أيام)
5. إجراء اختبار CCK-8 في المختبر (3-4 أيام)
6. التحقق من تحرير الجينات (5-7 أيام)
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تأثير خروج المغلوب Trp53 على القدرة التكاثرية للفأر HSPCs
هنا ، استخدمنا Trp53 بالضربة القاضية كمثال لإثبات هذا البروتوكول. للتحقيق في تأثير خروج المغلوب Trp53 على القدرة التكاثرية ل HSPCs للفأر ، استخدمنا تعداء الفيروسات لإدخال Trp53 sgRNA في خلايا نخاع العظم التي تعبر عن Cas9 المخصبة ل HSPCs بعد علاج 5-FU. في الوقت نفسه ، تم نقل sgRNAs غير ذات الصلة إلى خلايا نخاع العظام من زملائها في القمامة لتكون بمثابة مجموعة تحكم. ثم تمت زراع...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم استخدام تقنية CRISPR / Cas9 على نطاق واسع في الأبحاث الطبية الحيوية نظرا لطبيعتها سهلة الاستخدام وكفاءتها العالية ، مما يسهل التطبيق مثل فحص وظائف الجينات18 ، ونمذجة الأمراض19 ، والعلاج المناعي20 ، ووضع العلامات على الخلايا الحية والتصوير21. أجرت الدراسات الحديثة فحصا واسع النطاق ل CRISPR لتحديد أهداف علاجية جديدة عبر أنواع مختلفة من السرطان ، بما في ذلك سرطانالدم 22...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإفصاح عنه.
نود أن نشكر جامعة بكين للطب الصيني على استخدام خدماتها المشتركة لإكمال هذا البحث. تم دعم هذا العمل من قبل صندوق العلماء الشباب التابع للمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 31701280 إلى J. Zhang).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.45 مو ؛ م غشاء الترشيح الدقيق | Sartoriu | 16533K-1 | |
| 1.5 مل أنبوب EP | LABLEAD | MCT-150-CLD-1 | |
| طبق 10 سم | Corning | 430167 | |
| 15 مل أنبوب | LABLEAD | LXG1500 | |
| 1 مل حقنة | |||
| 2x دقيق Taq Master Mix (صبغة زائد) | الأحياء الدقيق | AG11010 | لمستعمرة PCR |
| 50 مل أنبوب | LABLEAD | LXG5000 | |
| 5-Fluorouracil | Sigma | F6627-1 | |
| 6 آبار لوحة | Corning | 3516 | |
| 70 & micro ؛ م خلية غربال | فالكون & ريج; | 352350 | |
| ألواح 96 بئر Corning | 3599 | ||
| ACK Lysis Buffer | Leagene | CS0001 | |
| Agar | BIODEE | DE0010 | |
| Ampicillin | Solarbio | A8180 | |
| للتطبيق Thermal Cyclers ل PCR | Thermofisher | ||
| Cell Count Kit-8 | Bimake | B34304 | |
| جهاز طرد مركزي | eppendorf | الطرد المركزي 5810R | |
| CO2< / sub> حاضنة | حراري علمي | ||
| DMEM | Gibco | C11995500BT | |
| الحمض النووي نظيف & المكثف -5 | ZYMO | D4014 | |
| Dneasy Blood & طقم Tissure | Qiagen | 69504 | |
| Esp3I (BsmbI) NEB | R0580L | ||
| مصل الأبقار الجنيني | ExCell | FSP500 | |
| GraphPad Prism 9.3 | |||
| HEK-293T | ATCC ؛ فرجينيا ، الولايات المتحدة الأمريكية | ||
| HEPEs | Sigma | V900477 | |
| KOD-Plus-Neo | TOYOBO | KOD-401 | |
| lentiGuide-Puro | Addgene | 52963 | العمود الفقري ناقلات |
| الفئران LSL-Cas9 نموذج الفئران | مركز أبحاث جامعة نانجينغ ؛ | T002249 | |
| مقياس الطيف الضوئي لامتصاص الصفيحة | الدقيقة BIO-RAD | xMark & trade ؛ | |
| Nacl | Rhawn | R019772 | |
| PBS | Solarbio | P1003 | |
| PEI | Proteintech | B600070 | |
| محلول البنسلين الستربتومايسين ، 100x | Solarbio | P1400 | |
| pMD2.G البلازميد | Addgene | 12259 | |
| بوليبرين | Beyotime | C0351 | |
| ملح الصوديوم بحمض البولي إينوسينيك البولي سيتيديليك | سيجما | P1530 | |
| psPAX2 | Addgene | 12260 | |
| QIAquick PCR Purification Kit ؛ | Qiagen | 28104 | |
| المؤتلف MurineIL-3 | Peprotech | 213-13-10ug | |
| المؤتلف MurineIL-6 | Peprotech | 216-16-2ug | |
| المؤتلف MurineSCF | Peprotech | 250-03-10ug | |
| الاغاروز العادي | BIOWEST | BY-R0100 | |
| الفوسفاتيز القلوي للروبيان (rSAP) | NEB | M0371S | |
| SpectraMax QuickDrop Ultra-Micro Spectrophotometer | MOLECULAR DIVICES | ||
| Stbl3 الخلايا المختصة | BioMed | BC108-01 | |
| T4 بولي النوكليوتيد كيناز | NEB | M0201L | |
| T4-Ligase | Takara | 2011B | |
| TIANprep Rapid Mini Plasmid Kit | TIANGEN | DP105-03 | |
| محلول تريبان الأزرق | LABLEAD | C0040-100ml | |
| Trypsin-EDTA | Gibco | 25200072 | |
| Tryptone | OXOID | LP0042 | |
| WEHI-CM | نانجينغ فوكساي التكنولوجيا الحيوية | CBP50079 | |
| مستخلص الخميرة | أكسويد | LP0021 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن