2007年12月4日
该技术展示了一种高效制备编码人癌基因的复制缺陷型逆转录病毒储备液的方法,并可用于在小鼠模型中诱导骨髓增殖性疾病。
我们位于塔夫茨大学新英格兰医学中心的分子肿瘤学研究所。我叫Christina Lesco,是Rick Van博士实验室的一名博士后研究员。我们实验室致力于研究人类免疫母细胞性白血病、慢性髓性白血病(CML)以及类似CML的疾病。
我们将这种人类疾病建模于小鼠中,实现方法是通过逆转录病毒载体导入人类癌基因。因此,为了将该人类癌基因导入小鼠细胞,首先要制备病毒本身。下一步则是实际浓缩病毒。
这是我培养的 293T 细胞。我需要用 PBS 洗去培养基,293T 细胞是贴壁细胞,但贴附性不强,因此每一步操作都必须非常轻柔。洗去培养基后,我们将用胰蛋白酶替代 PBS。
为了使细胞从培养板上脱离,我们需要将培养板放回培养箱中约三分钟。因此,经过两到三分钟后,细胞实际上已处于悬浮状态。接下来我们将加入几毫升的常规培养基。
这将中和胰蛋白酶。此时,我们反复吹打以确保所有细胞充分重悬,然后将细胞悬液转移至50 ml离心管中,在存在台盼蓝的情况下用血细胞计数板手动计数细胞。现在我按照计算结果进行稀释,随后将每块培养板接种三百万个细胞。
在 4 ml 培养基中,我们需确保细胞已充分接种,并将培养板放回培养箱中孵育 16 至 18 小时,通常至第二天早晨。因此,目前处于感染 GFP 病毒后 48 小时。使用氯喹的目的是增强细胞对后续转染 DNA 的摄取能力。
我们轻轻吸去细胞培养液,此时细胞已轻柔地贴附在培养板的侧壁上。接下来,我们将把培养板重新放回培养箱中,孵育约一小时。在此期间,我们将准备用于转染的DNA混合物:其中一种DNA含有新霉素抗性基因,另一种则表达GFPI,同时我将使用XI DNA作为对照,以监控整个转染过程。
最后,我们加入氯化钙。使用氯化钙可显著提高转染效率。现在已过一小时,我们取出了含氯喹培养基的培养板,接下来将加入转染溶液。
最后一步是,在加入 H2XHBS 溶液的同时,实际加入 1 ml 的 2× 无菌 HBS。我们需要在加入过程中同时涡旋离心管,并且要缓慢地逐滴加入,以避免产生沉淀。随后立即以逐滴方式将 1 ml 溶液分配至目标培养板中,同样需缓慢进行。
此时,293T 细胞已非常敏感。由于培养基中含有氯喹,我们需要确保所有区域均被覆盖,并尽量减少对培养板的移动。用你所加入的载体名称标记培养板,并对下一个载体重复上述操作。
此时,将培养板放回培养箱中孵育 7 至 11 小时。孵育时间至少 7 小时,但不得超过 11 小时,因为细胞因氯喹处理而变得非常敏感,此后我们需要更换培养基。目前距离转染已过去约 30 小时。
这是目前最后一次换液,293 C3T 细胞已达到汇合状态。再次强调,将新培养基加入培养板侧边时必须非常轻柔。我正在使用带有针头的 10 ml 注射器。
我将用滤器替换针头,此时充分混匀培养基。至此,我们已收集好病毒,可将其置于-80摄氏度保存,待使用时取出。第一步是实际浓缩病毒。制备病毒过程中有多个关键步骤,其中第一个关键点是293T细胞的合适浓度。
我们将每孔接种 3×10⁶ 个细胞,因为 18 小时后细胞汇合度约为 80%。这仍能保证细胞有足够时间继续生长,因此转染后 24 小时细胞将达到 100% 汇合度。已有研究表明,这对于获得高滴度的病毒至关重要。
下一步是使用氯喹,而使用氯喹实际上会使293细胞致敏,因此所有换液操作都必须非常轻柔,以防止整层293T细胞从培养板上脱落。最后,用于制备病毒的DNA必须极为纯净。我们使用的是氯化铯梯度离心法纯化的DNA。
获得病毒后,我们将病毒保存在零下80摄氏度。通常每次传代会使病毒滴度降低两倍。因此,我们倾向于在测定病毒实际滴度之前,先将制备的病毒进行冻存并传代处理。
根据病毒类型的不同,我们可以在病毒中加入GFP表达以追踪实际感染的细胞,或者加入新霉素抗性。在使用病毒前,准确测定其滴度非常重要,以便能够在不同实验或不同突变体之间进行比较。
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该技术展示了一种高效制备携带人癌基因的复制缺陷型逆转录病毒储备液的方法,随后可用于在小鼠模型中诱导骨髓增殖性疾病。
通过瞬时转染产生复制缺陷型逆转录病毒,可实现将癌基因可靠地递送至临床前模型系统,用于模拟人类血液系统恶性肿瘤。该方法通过在体内建立遗传驱动因素与疾病表型之间的因果关系,支持靶点验证。该技术通过提供可扩展、标准化的平台,对致癌通路进行机制性去风险化,从而提高早期发现阶段的预测可信度。
该方法适用于从靶点验证到先导化合物筛选,再到临床前药效测试的整个发现过程,能够实现设计-合成-测试的迭代循环。