1. Die Verpackung der lentiviralen Vektoren
Lentivirale Vektoren sind durch Co-Transfektion eines lentiviralen Transfervektor und andere Plasmide für die Verpackung in 293T-Zellen durch Calciumphosphat-Transfektion Verfahren erforderlich hergestellt. Wir verwenden 10 100-mm Zellkulturschalen in diesem Protokoll. Es kann skaliert oder unten, je nach Anwendungen. Die 293T-Zelllinie wird in Dulbeccos modifiziertem Eagles-Medium (DMEM) mit hohem Glukosegehalt (4500 mg / L) gehalten wird, ergänzt mit 10% fötalem Rinderserum (FBS), 100 Einheiten / ml Penicillin, 100 ug / ml Streptomycin bei 37 ° C Inkubator mit 5% CO 2.
- Seed 293T-Zellen bei 30-40% Konfluenz bis 10 100-mm-Gewebekulturschalen (3 × 10 6 Zellen / Schale) in Kulturmedium. Senden Sie die Zellen, um Inkubator.
- Nach 20-24 h Kultur, überprüfen Sie die Zelldichte. Die Zellen sollten etwa 80% Konfluenz zum Zeitpunkt der Transfektion werden.
- Bereiten Sie eine 50-ml-Tube. In 4,4 ml TE79/10 (1 mM Tris-HCl, 0,1 mMEDTA, pH 7,9) abzüglich der Gesamtmenge der folgenden Plasmid-DNA. In 100 ug lentiviralen Transfer-Plasmid (Abbildung 1), 58 pg pMDLg / pRRE, 31 pg pCMV-G, 25 ug pRSV-Rev, 600 ul 2M CaCl 2. Vorsichtig mischen.
- Bereiten Sie einen anderen 50-ml-Tube. 5 ml 2x HBS (0,05 M HEPES, 0,28 M NaCl, 1,5 mM Na 2 HPO 4, pH 7,12).
- Nehmen Sie die DNA-CaCl 2-Gemisch von 10-ml-Pipette und fügen Sie das Röhrchen mit 2 x HBS, tropfenweise unter Vortexen die Röhre.
- Halten der Fällungsreaktion bei Raumtemperatur (RT) für 30 min.
- Entfernen Sie die Kulturschalen aus Inkubator. Mischen Sie die Fällungsreaktion, durch Vortexen mischen. 1 ml Suspension in jeden 100-mm-Schale enthaltenden Zellen. Die Suspension muss langsam zugegeben, tropfenweise unter leichtem Schwenken des Mediums in der Schale werden. Kehren diese Gerichte in den Inkubator verlassen und für 5 Stunden.
- Entfernen des Mediums aus der Kultur. 6 ml frisches Kulturmedium mit 6 mM Natrium-butyrate zu jedem Gericht. Zurück zu den Kulturen-Inkubator. Nach Übernacht-Kultur, wenn eine fluoreszierende Reporter in dem Konstrukt, überprüfen die Expression des Reportergens unter Fluoreszenzmikroskop. Normalerweise exprimieren über 80% der Zellen das Reportergen, wenn sie von einer allgegenwärtigen Promotor (zB CMV-Promotor) angetrieben wird.
- Zwei Tage (40-44 h) nach der Transfektion Überstand zu sammeln von 10 Geschirr in 2 50-ml-Röhrchen (etwa 30 ml Röhrchen). Frieren Sie den Überstand in -80 ° C Gefrierschrank oder gehen Sie zum nächsten Schritt.
2. Konzentration und Reinigung der Vektoren
- Zentrifuge die frisch gesammelten oder aufgetaut Überstand bei 900 g (etwa 2000 UpM) für 10 min auf eine beliebige Zelle Trümmern in dem Überstand zu entfernen.
- Bringen Sie einen 60-ml-Spritze auf eine 0,2-Spritze um SFCA Filter. Überstand von 50-ml-Tube mit der Spritze. Den Überstand in ein Zentrifugenröhrchen Polyallomer.
- Nimm 5 ml 20% Saccharose (hergestellt in PBS) in einer 5-ml-Pipette. Einfügendie Pipette auf den Boden der Zentrifugenröhrchen mit Überstand. Langsam die Saccharose-Lösung unter dem Vektor Überstand. Wiederholen Sie diese Schritte für Überstand aus einer anderen Röhre.
- Zentrifugieren Sie den Überstand bei 11000 rpm und 4 ° C für 4 h mit Beckman SW28 Rotor Schwung.
- Entfernen Sie den Überstand. Fügen Sie 150 ul 4% Laktose (hergestellt in PBS) zu jedem Zentrifugenröhrchen. Resuspendieren der Pellets.
- Übertragen des Vektors aus konzentrierter alle Zentrifugenröhrchen in ein 1,5 ml-Röhrchen. Lassen Sie die Röhrchen auf Eis für 15 min.
- Mischen Sie den Vektor Suspension durch Pipettieren. Spin mit Mikrozentrifuge bei voller Geschwindigkeit (ca. 16000 g) für 1 min.
- Überstand in ein neues 1,5-ml-Tube. Teilen Sie die letzte Probe in 20 ul Aliquots und lagerte sie in -80 ° C Gefrierschrank.
3. Titration der Vektoren
- Samen 5 x 10 4 / Vertiefung von HT1080-Zellen in 12-Well-Platte in 1 ml DMEM-Medium mit 10% FBS.
- Nach overnight Kultur, Zählen von Zellen aus einer gut punkten und die Zellzahl.
- Make 5-fache serielle Verdünnung (1:5, 1: 25; 1:125 und 1:625) der konzentrierten Vektor mit Kulturmedium. Fügen ich ul der verdünnten Vektor zu trennen Brunnen. Die Proben können dupliziert, um die Genauigkeit zu erhöhen.
- Fügen Sie 1 ul 4 mg / ml Polybren (Hexadimethrinbromid) in jede Vertiefung mit Vektor-und in einen Brunnen ohne Vektor. Mischen Sie durch leichtes Schütteln der Platte. Zurück zum Inkubator für 48 Stunden.
- Entfernen Medium aus den Vertiefungen Zellkultur. Waschen Sie die Vertiefungen mit PBS. In 250 ul 1x Trypsin-EDTA-Lösung zu den Zellen. Wenn die Zellen abgelöst werden (3-5 min), 1 ml Kulturmedium. Die Zellen durch Pipettieren. Übertragen Zellsuspension in 1,5 ml-Zentrifugenröhrchen.
- Zentrifugieren bei 900 g für 6 min. Für Vektoren mit einem fluoreszierenden Reporter-Gen (zB GFP), gehen Sie zu 3,7 für FACS-Analyse fort. Für Vektoren ohne einen Reporter, gehen bis 3,8 für die Echtzeit-qPCR fort.
- Für Vektoren, die eine fluostofflampen Reporter-Gen, der Überstand entfernt und das Pellet mit 300 ul 3,7% Formaldehyd in PBS. Bestimmen Sie den Prozentsatz der Reporter-positiven Zellen durch FACS-Analyse. Der Titer wird als Transduktion Einheiten pro Milliliter eingeengt Vektor (TU / ml) dargestellt werden.

Wenn beispielsweise 1 × 10 5 Zellen wurde mit 1/25 ul (0,04 ul) Vektor und 30% transduzierte Zellen sind Reporter positiv ist, wird der Titer sein:

Verwenden Sie nur die Verdünnungen fallen in einem linearen Zusammenhang zwischen dem Anteil der positiven Zellen und der Menge der Vektor-Titer hinzugefügt, um zu berechnen. Die Endtiter sollte ein Mittelwert der Titer von Transduktionen von mindestens 2 unterschiedliche Mengen des Vektors erhalten wird.
- Für Vektoren, ohne dass einfluoreszierenden Reporter-Gen, Extrahieren genomischer DNA aus HT1080-Zellen unter Verwendung QIAamp DNA Mini Kit (Qiagen) gemäß den Hersteller-Protokoll. Verstärken Vektorsequenz in genomischer DNA unter Verwendung des ABI PRISM 7000 Sequence Detection System (Applied Biosystems) mit den Primern (HIV-1 in PBS / psi Bereich 17) 5'-CCGTTGTCAGGCAACGTG-3 'und 5'-AGCTGACAGGTGGTGGCAAT-3', und TaqMan-Sonde 5 '-FAM-AGCTCTCTCGACGCAGGACTCGGC-TAMRA-3'. Albumin-Gen, das eine einzelne Kopie-Gen im Genom (2 Kopien / Zelle) ist, hat auch mit den Primern 5'-TGAAACATACGTTCCCAAAGAGTTT-3 'und 5'-CTCTCCTTCTCAGAAAGTGTGCATAT-3' amplifiziert und Sonde 5'-FAM-TGCTGAAACATTCACCTTCCATGCAGA-TAMRA-3 'als interne Kontrolle. Bestimmen der Kopienzahl des Vektors und Albumin durch PCR in 96-Well-Platte nach der Bedienungsanleitung des Herstellers mit dem folgenden Programm: 50 ° C für 2 min, 95 ° C für 10 min und 35 Zyklen von 95 ° C für 15 Sekunden und 60 ° C für 2 min. Zehn-fache serielle Verdünnungen von Plasmiden bekannter Konzentration (dargestellt als Kopieangegeben wurde) mit der Template-Sequenzen sollten auch verstärkt, um eine Standardkurve für die Quantifizierung von unbekannten Proben zu erzeugen. Der Titer wird als Integration Einheiten pro Milliliter eingeengt Vektor (IU / ml) dargestellt werden.

4. Transduktion neokortikaler Kulturen
Großhirnrinde Kulturen, die sowohl Neuronen und Glia aus Maus-Kortex unter Verwendung eines Zwei-Schritt-Beschichtungsverfahrens wie vorstehend 18 beschrieben hergestellt. Neocortices aus fötalem Mäusen 14-16 Tage der Schwangerschaft gewonnen werden auf einem vorher festgelegten glialen Monoschicht in MEM mit 10% FBS, 20 mM Glucose und 2 mM Glutamin in 24-Well Gewebekulturplatte ausplattiert.
- Nach 5 Tagen in vitro, fügen Sie 10 uM Cytosinarabinosid (Ara-C) im NAZortical Kultur zu hemmen, nicht-neuronalen Zellteilung. Weiter Kultur die Zellen für 2 Tage.
- Warm Kulturmedium bei 37 ° C Wasserbad für 5-10 min. Ersetzen Ara-C-haltigem Medium mit frischem Kulturmedium (500 ul / Vertiefung).
- In Vektor mit gewünschten MOI (Multiplizität der Infektion, wobei das Verhältnis der Anzahl von Vektor-Partikeln auf die Anzahl der Zielzellen) zu der Kultur. Die Kultur für 24 Stunden. Wir verwenden MOI von 1-10 (meist 5) in primären kortikalen Kulturen.
- Ersetzen Sie das Kulturmedium durch frisches Medium. Weiter Kultur. Wenn es ein Reporter-Gen im Vektor-Konstrukt, überprüfen Zellen unter fluoreszierenden Mikroskop 2 Tage nach Transduktion. Die Expression des Reportergens wird in Neuronen 2-7 sichtbar nach Transduktion, abhängig von der Vektor-Design, und die Dosis.
5. Repräsentative Ergebnisse
Die Titer der lentiviralen Vektoren mit diesem Protokoll hergestellt Bereich 10 8 -10 10 IU / ml, seit M.h geeignet sind für die Transduktion von einer Vielzahl von Zelltypen CNS sowohl in vitro und in vivo. Tabelle 1 und 2 zeigen ein repräsentatives Ergebnis unter Verwendung der Vektoren, die dieses Protokoll hergestellt. Wir transduzierten murinen Neocortex Kulturen mit lentiviralen Vektoren, die grün fluoreszierendes Protein (GFP), die durch Synapsin (SYN)-Promotor oder gliales fibrilläres saures Protein (GFAP)-Promotor. Sieben Tage nach der Transduktion, führten wir Immunfärbung zur Kennzeichnung von Neuronen und Astrocyten mit Anti-NeuN und Anti-GFAP Antikörper. Wie in Tabelle 1 und Abb. 2A, nach der Transduktion mit dem Vektor, der das Synapsin-Promotor, über 90% der Neuronen (NeuN +-Zellen) exprimieren GFP und keine Astrozyten (GFAP +-Zellen) exprimieren diese Reportergens. Wenn GFAP-Promotor in den Vektor-Konstrukt (2B) verwendet wird, etwa 80% der Astrozyten (GFAP +-Zellen) Ausdrucks GFP; alle GFP +-Zellen sind Astrozyten durch Kolokalisation mit GFAP und Abwesenheit von GFP-Expression in NeuN-markierten Zellen bestätigt. Diese Ergebnisse zeigen, dass lentivirale Vektoren sehr effizient Transgene Zellen aus ZNS und Zell-spezifischen Genexpression liefern können erreicht werden, wenn geeignete Promotoren verwendet werden.

Abbildung 1. Schematische Darstellung der HIV-basierte lentivirale Vektoren und der Verpackungen Plasmide. Die HIV-1-Provirus ist an der Oberseite angezeigt. Die Elemente für Vektor-Produktion sind in vier verschiedenen Plasmiden getrennt. Lentivirales Übertragung Plasmid enthält ein Hybrid-5'-LTR, in dem die U3-Region mit dem Cytomegalovirus (CMV)-Promotor, der Verpackung Signal (ψ), der RRE-Sequenz, die zentralen Polypurin-Trakt (cPPT), einem Gen von Interesse (zB ersetzt eine fluoreszierende Reporter) zusammen mit einem Promotor der Wahl, und der 3 'LTR, in dem diecis-regulatorischen Sequenzen werden vollständig von der U3-Region entfernt. pMDLg / pRRE enthält die gag und pol-Gene und RRE-Sequenz von HIV-1 unter der Kontrolle des CMV-Promotors. pRSV-Rev enthält die codierende Sequenz des Rev vor der RSV-Promotor angetrieben wird. pCMV-G enthält das VSV-G-Protein-Gens unter der Kontrolle des CMV-Promotors. PA gibt die Polyadenylierungssignal aus humanen β-Globin-Gen.

Abbildung 2. Die Expression von Reporter-Gene in der Maus neokortikalen Mischkultur transduziert mit lentiviralen Vektoren, die Zelltyp-spezifische Promotoren. Die Kulturen mit NS-SYN-GFP (A) oder LV-GFAP-GFP-Vektoren (B) bei einer MOI von 5 wurden transduziert. Sieben Tage nach der Transduktion wurden die Zellen mit anti-NeuN oder Anti-GFAP-Antikörper immungefärbt. Oberen Felder zeigen GFP-Fluoreszenz, zeigen mittleren und unteren Platten Immunfärbung Paneele sind Bilder fusioniert (GFP: grün; NeuN oder GFAP: rot).
| Vektor | GFP +-Zellen in Neuronen | GFP + in Astrozyten |
| LV-SYN-GFP | 92,2 ± 7,3 | 0 |
| LV-GFAP-GFP | 0 | 78,3 ± 11,5 |
Tabelle 1. Vergleich der GFP-Expression in murinen Neocortex Kulturen transduziert mit lentiviralen Vektoren, die verschiedenen Promotoren ein.
einem Maus-neokortikalen Kulturen (5 x 10 5 / Well in 24-Well-Platte) wurden mit LV-SYN-GFP-oder LV-GFAP-GFP-transduzierte bei einer MOI von 5. Sieben Tage nach der Transduktion wurden die Kulturen fixiert und immunhistochemisch für NeuN oder GFAP. Die Anzahl an GFP und NeuN / GFAP exprimierenden Zellen wurden in Bilder von 10 Feldern pro experimentellen Bedingungen gezählt. Die Werte stellen den Prozentsatz der Neuronen (NeuN +-Zellen) oderAstrozyten (GFAP + Zellen), die auch zum Ausdruck, die das GFP-Reportergen. Die angegebenen Werte sind Mittelwerte ± SD von drei unabhängigen Experimenten.