Presentamos un protocolo para la transducción retroviral de ARN guía en células T primarias de ratones transgénicos Cas9, proporcionando una alternativa eficiente para la edición de genes en el estudio de la diferenciación Th17.
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Presentamos un protocolo para la transducción retroviral de ARN guía en células T primarias de ratones transgénicos Cas9, proporcionando una alternativa eficiente para la edición de genes en el estudio de la diferenciación Th17.
Las células T auxiliares que producen IL-17A, conocidas como células Th17, desempeñan un papel fundamental en la defensa inmunitaria y están implicadas en los trastornos autoinmunes. Las células T CD4 pueden estimularse con antígenos y cócteles de citocinas bien definidos in vitro para imitar la diferenciación de las células Th17 in vivo. Se han llevado a cabo numerosas investigaciones sobre los mecanismos de regulación de la diferenciación Th17 utilizando el ensayo de polarización Th17 in vitro .
Los métodos convencionales de polarización Th17 suelen implicar la obtención de linfocitos T CD4 vírgenes de ratones modificados genéticamente para estudiar los efectos de genes específicos en la diferenciación y función de Th17. Estos métodos pueden llevar mucho tiempo y ser costosos, y pueden estar influenciados por factores extrínsecos de las células de los animales knockout. Por lo tanto, un protocolo que utiliza la transducción retroviral de ARN guía para introducir la eliminación de genes en las células T primarias de ratón knockin de CRISPR/Cas9 sirve como un enfoque alternativo muy útil. En este artículo se presenta un protocolo para diferenciar linfocitos T primarios naïve en linfocitos Th17 siguiendo la focalización génica mediada por retrovirales, así como los métodos de análisis de citometría de flujo posteriores para analizar la infección y la eficiencia de la diferenciación.
Las células Th17, un subconjunto único de células T auxiliares CD4+, son vitales para erradicar bacterias y hongos extracelulares y desempeñan un papel importante en diversas enfermedades autoinmunes 1,2,3. La evidencia emergente sugiere que las células Th17 exhiben heterogeneidad, funcionando tanto en condiciones patógenas como no patógenas, influenciadas por factores ambientales y genéticos. Dilucidar los procesos reguladores que controlan la diferenciación de las células Th17, la plasticidad y la heterogeneidad es crucial para el avance de estrategias inmunoterapéuticas más efectivas.
Los animales modificados genéticamente se han utilizado ampliamente para revelar los reguladores clave de la diferenciación y las funciones de las células Th17. El uso de animales modificados genéticamente implica una manipulación completa in vivo, proporcionando autenticidad y un estudio sistemático de su papel en condiciones fisiológicas o modelos de enfermedades. Sin embargo, el cribado de alto rendimiento con este enfoque es en gran medida poco práctico. Los ensayos de polarización in vitro proporcionan una alternativa para estudiar la diferenciación de las células Th17. Se ha demostrado que la interleucina 6 (IL-6) en combinación con el factor de crecimiento transformante β1 (TGFβ1) promueve el desarrollo de células Th17 no patógenas, mientras que la IL-6, la IL-1β y la IL-23 están implicadas en la diferenciación de las células Th17 patógenas (pTh17)4,5.
La aparición de la tecnología CRISPR/Cas9 ha facilitado la edición precisa del genoma en bases específicas. Cuando se combina con la transducción retroviral, este enfoque proporciona un método genético potente, eficiente y económico para el cribado y el estudio funcional de posibles reguladores en las células Th17 6,7. En este estudio, mejoramos el procedimiento para la transducción retroviral dentro del sistema de polarización Th17. Usando un sistema retroviral, infectamos células T vírgenes activadas preestablecidas que expresan Cas9 de ratones. Las células se transducieron con construcciones de ARN guía (ARNg) impulsadas por el promotor U6, junto con genes que codifican proteínas reporteras fluorescentes bajo el control del promotor EF1a para facilitar la eliminación del gen diana. Luego, las células T transducidas se cultivaron en condiciones específicas de citocinas para inducir la diferenciación en células Th17. En particular, la eliminación de RoRγt redujo significativamente la producción de IL-17A en comparación con el grupo de control. La eficacia de este sistema depende de la optimización de la producción de retrovirus y de las condiciones de transducción de las células T primarias activadas, lo que proporciona un enfoque rápido y práctico para estudiar genes específicos en la diferenciación y función de Th17.
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Todos los procedimientos fueron aprobados por el Comité de Ética de Bienestar de Animales Experimentales del Hospital Renji de la Facultad de Medicina de la Universidad Jiao Tong de Shanghái y cumplen con las directrices institucionales.
1. Producción de retrovirales
2. Infección retroviral de linfocitos T CD4 + activados y diferenciación Th17
3. Evaluación de la eficiencia de la transducción y los resultados de diferenciación
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En el estudio, clonamos el objetivo de sgRNA a Rorc y secuencias codificantes no dirigidas a sgRNA en el vector pMX-U6-MCS con proteína fluorescente mCherry (Figura 1A,B). La producción de retrovirus se llevó a cabo de acuerdo con el protocolo descrito en la Figura 2. La transfección se inició el día 0 y la recolección retroviral se produjo el día 2. La eficiencia de la transfección se puede probar media...
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La edición del genoma CRISPR/Cas9 a través de la administración retroviral es un método sólido para explorar las funciones de las células T auxiliares. Este protocolo ofrece un enfoque rápido y eficaz para examinar genes específicos implicados en la diferenciación y función de Th17. Se deben seguir cuidadosamente varios pasos críticos para lograr resultados óptimos. En primer lugar, para mejorar la eficiencia de la eliminación de genes, los ARNg deben seleccionarse cuidadosamente. Dado e...
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Los autores afirman que no hay conflictos de intereses.
Agradecemos a Dou Liu, Dongliang Xu y Pinpin Hou de las instalaciones centrales del Instituto de Inmunoterapia de Shanghái por su apoyo en la utilización de los instrumentos. Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China Grants 31930038, U21A20199, 32100718 y 32350007 (a Linrong Lu); 32100718 (a Xuexiao Jin); Equipo de investigación innovador de universidades locales de alto nivel en Shanghái SHSMU-ZLCX 20211600 (a Linrong Lu); Programa Interno de Incubación RJTJ24-QN-076 (a Zejin Cui). La Figura 2 se preparó con Figdraw.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| 0,5 M EDTA (pH 8,0) | Solarbio | E1170 | |
| Placa de cultivo de células y tejidos de 100 mm | BIOFIL | TCD010100 | |
| 1 M Hepes (Ácido libre, estéril) | Solarbio | H1090 | |
| placa de cultivo celular y tisular de 24 pocillos | NEST | 702002 | |
| placa de cultivo celular y tisular de 48 pocillos | NEST | 748002 | |
| Brefeldin Una solución (1.000x) | BioLegend | 420601 | |
| Brilliant Violet 650 anti-ratón Anticuerpo CD4 (RM4-5) | BioLegend | 100546 | |
| Anticuerpo monoclonal CD3e (145-2C11), grado funcional, eBioscience | Invitrogen | 16-0031-82 | |
| Anticuerpo monoclonal CD44 (IM7), PE, eBioscience | Invitrogen | 12-0441-83 | |
| Anticuerpo monoclonal CD62L (L-selectina) (MEL-14), APC, eBioscience | Invitrogen | 17-0621-82 | |
| Contador de células | Nexcelom Bioscience | Cellometer Auto 2000 | |
| Cell Strainer (40 μ m) | biosharp | BS-40-CS | |
| Filtro de células (70 μ m) | biosharp | BS-70-CS | |
| Centrífuga | Eppendorf | 5425 Centrífuga R | |
| eppendorf | 5810 R | ||
| ChamQ SYBR Color qPCR Master Mix | Vazyme | Q411-02 | |
| ClonExpress II Kit de clonación de un solo paso | Vazyme | C112 | |
| DH5α Células competentes | Sangon Biotech | B528413 | |
| Miniprep de ARN de zol | directo ZYMO RESEARCH | R2050 | |
| DMEM Medio | BasalMedia | L110KJ | |
| EasySep Kit de aislamiento de células T CD4+ para ratones | STEMCELL | 19852 | |
| eBioscience Tinte de viabilidad fijable eFluor 660 | Invitrogen | 65-0864-18 | |
| Kit de mini plásmido EndoFree II | TIANGEN | DP118-02 | |
| ExFect Transfection Reagent | Vazyme | T101-01 | |
| Suero fetal bovino, Premium Plus | Gibco | A5669701 | |
| FITC anticuerpo IL-17A antiratón (TC11-18H10.1) | BioLegend | 506907 | |
| Solución de formaldehído | Macklin | F864792 | |
| HiScript IV RT SuperMix para qPCR?+limpiador de ADNg? | Vazyme | R423-01 | |
| Ionomicina | Beyotime | S1672 | |
| Mitomicina C | Maokang Biotechnology | 7/7/1950 | |
| Ratón GRCm38 | NCBI | RefSeq v.108.20200622 | |
| OPTI-MEM Medio de suero reducido | Gibco | 31985070 | medio de suero reducido |
| Pacific Blue anti-ratón Anticuerpo CD4 (RM4-5) | BioLegend | ||
| PE/Cyanine7 anticuerpo CD25 de ratón (PC61) | BioLegend | 102015 | |
| PE/Cyanine7 anticuerpo CD4 de ratón (GK1.5) | BioLegend | 100422 | |
| Penicilina-estreptomicina (10.000 U/mL) | Gibco | 15140122 | |
| PMA/TPA | Beyotime | S1819 | |
| R26-CAG-Cas9 ratones | Centro de Organismos Modelo de Shanghái | Cat. Nº NM-KI-00120 | |
| Proteína recombinante humana TGF-beta 1 (expresada por CHO), CF | R& D Systems | 11409-BH | |
| Recombinante Murine IL-6 | PeproTech | 216-16 | |
| Analizador de células de investigación | BD Biosciences | BD LSRFortessa | |
| Clasificador de células de investigación | SONY | MA900 | |
| RPMI 1640 Medio | BasalMedia | L210KJ | |
| Termociclador SimpliAmp Sistema de PCR | Applied Biosystems | A24811 | |
| Solución de piruvato de sodio (100 mM) | Sigma-Aldrich | S8636 | |
| Ultra-LEAF Anticuerpo CD28 anti-ratón purificado (37.51) | BioLegend | 102121 | |
| Ultra-LEAF Purificado anti-ratón IFN-γ Anticuerpo (XMG1.2) | BioLegend | 505847 | |
| Ultra-LEAF Anticuerpo IL-4 purificado contra el ratón (11B11) | BioLegend | 504135 | |
| Anticuerpo anti-ratón IL-12/IL-23 p40 purificado Ultra-LEAF (C17.8) | BioLegend | 505309 | |
| β-Mercaptoetanol (50 mM) | Solarbio | M8211 |
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