Waiting
Traitement de la connexion…

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

Cas9 Ribonucleoproteins를 사용 하 여 노크 아웃 기본 및 확장 된 인간 NK 세포의 생성

Published: June 14, 2018 doi: 10.3791/58237

Summary

여기, 선물이 유전자 Cas9 Ribonucleoproteins (Cas9/RNPs)를 사용 하 여 기본 또는 확장 된 인간의 자연 킬러 (NK) 세포를 수정 하는 프로토콜. 이 프로토콜을 사용 하 여 인간 NK 세포 성장 인자-b 수용 체 2를 변형 (TGFBR2) 및 hypoxanthine phosphoribosyltransferase 1 (HPRT1)에 대 한 결핍을 생성 했습니다.

Abstract

CRISPR/Cas9 기술 많은 세포 유형, 하지만 지금까지 유전자 배달에 게놈 엔지니어링 가속 되 고 안정적인 유전자 수정 기본 NK 세포에 도전 되었습니다. 예를 들어 transgene 배달 lentiviral 또는 retroviral 변환을 사용 하 여 실질적인 절차 관련 된 NK 세포 apoptosis 때문 NK 세포 유전자 조작의 제한 된 수율 결과. 여기 Cas9 ribonucleoprotein 복합물 (Cas9/RNPs)를 사용 하 여 인간의 기본 및 확장 된 NK 세포의 게놈 편집용 DNA 무료 방법을 설명 합니다. 이 메서드는 TGFBR2의 효율적인 녹아웃 NK 세포에 HPRT1 유전자 허용. RT-PCR 데이터 유전자 식 수준에 중요 한 감소 그리고 대표적인 셀 제품의 세포 독성 분석 실험 제안 RNP 수정 NK 세포 TGFβ에 덜 민감한 되었다. 유전자 변형된 세포 조사 mbIL21 표현 된 자극에 의해 확장 된 게시물 electroporation 수 지류 세포.

Introduction

암 immunotherapy 최근 몇 년 동안에서 고급 되었습니다. 유전자 변형 공상 항 원 수용 체 (자동차) T 세포는 암 immunotherapy에 성공적으로 배포 하는 설계 된 면역 세포의 훌륭한 예입니다. 이 셀 최근에 대 한 처리를 위한 FDA에 의해 승인 되었다 CD19 + B 세포 악성 종양, 하지만 성공 지금까지 몇 대상 항, 베어링 질병에 국한 되었으며 같은 제한 된 항 원 레파토리를 대상으로 하는 것은 면역 탈출 하 여 실패 하는 경향이. 또한, 자동차 T 세포 이식-비교-호스트 질병 수용자 T 세포에 의해 발생의 헌 T 세포의 사용에 집중 되었습니다 했다. 반면, NK 세포는 종양 표적 항 원 독립적인 방식으로 죽 일 수 있으며 GvHD, 그들에 게 암 immunotherapy6,7,,89에 대 한 좋은 후보를 발생 하지 않습니다.

CRISPR/Cas9 기술 최근 엔지니어링 면역 세포에서 사용 되었습니다 하지만 NK 세포는 플라스 미드 유전자 재프로그래밍 항상 도전 하고있다. 이것은 lentiviral 및 retroviral 변환 상당한 절차 관련 된 NK 세포 apoptosis와 유전자 조작된 NK 세포4 의 제한 된 생산 유발 등 DNA 의존 방식에서 transgene 배달에 어려움으로 인해 되었습니다. , 9.

많은 타고 난 면역 세포 표현 병원 체 관련 된 분자 패턴에 대 한 수용 체의 상부와 같은 Retinoic 산을 유도할 수 있는 유전자 나 (장비-난), 어떤 외국 DNA의 과장 된 인식의 사용. 유전 수정10DNA 기반 방법을 사용 하 여 때 이러한 통로의 억제 NK 세포에 더 높은 변환 효율을 수 있게 되었습니다.

여기는 DNA 무료 게놈의 편집 기본 및 확장 된 인간 NK 세포 Cas9 ribonucleoprotein 복합물 (Cas9/RNPs)를 활용 하 여 사용 하기 위한 방법을 설명 합니다. Cas9/RNPs는 세 가지 구성 요소, 재조합 Cas9 단백질에 complexed 합성 단일 가이드 RNA complexed crRNA와 tracerRNA의 구성으로 이루어져 있습니다. 이러한 Cas9/RNPs 기능 복합물으로 그들의 배달으로 인해 외국 DNA 종속 접근 높은 효율으로 게놈 목표를 고착 할 수 있다. 또한, Cas9/RNPs 세포에서의 신속한 통관 apoptosis 유도 등 대상 오프 효과 줄일 수 있습니다. 따라서, 그들은 노크-아웃, 또는 동종 재결합6,7에 대 한 DNA와 결합 될 때 노크 기능 생성을 사용할 수 있습니다. 우리는 Cas9/RNPs의 그 electroporation 보였다 NK 세포에서 유전자 조작의 이전 제약을 극복 하는 간단 하 고 비교적 효율적인 방법입니다.

TGFβ는 활성화 및 NK 세포의 기능을 억제 하는 주요 면역 억제 사이토카인 이다. 그것은 TGFβ 통로 대상으로 면역 세포 기능을 높일 수 있습니다 제안 되었습니다. 우리 TGBR2 ectodomain TGFβ11. 을 바인딩하는 인코딩 지역 대상 대표 결과이 유전자의 mRNA 발현의 수준에 상당한 감소를 표시 하 고 추가 수정 된 NK 세포가 TGFβ에 저항력이 될 입증. 또한, 수정 된 셀 유지 생존 및 증식 잠재력, 그들은 확장 된 게시물 electroporation에 비친된 피더 세포. 을 사용 하 여 될 수 있다 따라서, 다음 메서드는 유전자에 대 한 NK 세포를 조작 하는 유망한 접근 방식을 추가 임상 또는 연구 목적.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

건강 한 기증자 버 피 코트에서 중앙 오하이오 지역 미국 적십자 소스 자료로 얻은 했다. 이 연구는 제도적 검토 보드의 전국 어린이 병원으로 면제 연구 될 결정 했다.

1. 인간 NK 세포 정화 및 확장

  1. 버 피 코트12에서 PBMCs를 격리 합니다.
    1. 35 mL Ficoll-Paque의 15 mL에 버 피 코트 샘플의 레이어.
    2. 브레이크 없이 20 분에 대 한 400 x g에서 centrifuge 고 인터페이스에서에서 PBMC를 수집 합니다.
    3. PBS의 적어도 동등한 볼륨을 추가 하 여 복구 된 PBMCs 세 번 씻고, 400 x g에서 5 분간 centrifuging와 PBC 발음 세척. NK 세포 RosettesSep13이 단계에서 격리 된 수 있습니다.
  2. 비친 10 x 106 mbIL21-표현으로 자극 하 여 NK 세포를 확장 급지대 셀 0, 7, 14 일에. 10%를 포함 하는 신선한 RPMI 미디어 바꿉니다 FBS, 1% 글루타민, 1% 페니실린 스, 그리고 100 IU/mL의 일리노이-2 전체 미디어 볼륨 매일.

2. gRNA 디자인 및 선택

  1. 대상, 온라인 도구, 예를 들면, NCBI, 앙상블을 사용 하 여 특정 게놈 loci를 선택 하십시오.
    예를 들어.
    설명: 변형 시키는 성장 인자 beta 수용 체 2 (TGFBRR2) ectodomain
    기록 보기: PF08917
    InterPro 보기: IPR015013
    위치: 49-157 aa
    대상된 시퀀스: 엑손 TGFBR2 유전자 (ENSG00000163513)의 4
  2. 디자인은 gRNAs, http://crispr.mit.edu 등 'Benchling' CRISPR 디자인 웹 도구 사용 하 여
    1. 2.1 단계에서 선택 하는 DNA 순서에 입력 합니다. 대상 게놈으로 인간 (hg 19)를 선택 합니다. CRISPR 가이드 (20 뉴클레오티드 팸 시퀀스 다음: NGG) 앞에서 입력 한 시퀀스에서 검색 됩니다. 그것은 또한 선택 된 게놈을 통해 가능한 오프 대상 일치를 표시합니다.
    2. 최고의 3 gRNAs는 그들의 표적에 및 오프 대상 요금에 따라 가장 높은 점수를 선택 하십시오. 예를 들어 표 1 exon TGFBR2 유전자의 4 CRISPR 디자인 웹 도구에 의해 제안 된 대상으로 설계 된 CRISPR RNAs를 보여준다.
  3. 합성 순서 특정 crRNAs로 CRISPR RNAs를 주문.
  4. 보존, 주문 transactivating RNA (tracrRNA)는 crRNA와 부분 homology를 통해 상호 작용.

3. 디자인 삭제 뇌관을 심사

  1. T7E1 돌연변이 분석 결과 대 한 gRNA 분열 사이트를 확장 하는 뇌관 디자인.
  2. SgRNA 대상 사이트에서 작은 삽입-삭제 (indels) 되도록 예측된 분열 사이트에서 사용 뇌관 최소한 100 bp 돌연변이 분석 결과 따라 1.5 %agarose 젤에 표시 됩니다. 표 2 에서는 TGFBR2 ectodomain를 증폭 하는 데 사용 되는 뇌관을 보여 줍니다.

4. 인간의 기본 및 확장 된 NK 세포의 변환

참고: NK에 Cas9/RNPs 요소의 변환 electroporation 4d 시스템을 사용 하 여 다음과 같이 하면 됩니다.

  1. 준비
    1. 기본 NK 세포에 대 한, 갓 고립 된 NK 세포 RPMI 매체 100 IU/mL 일리노이-2의 앞에 4 일 동안 품 어 하 고 하루 5 electroporation를 수행 합니다. 앞서 고 하루 변환 전에 설명한 대로 매일 미디어를 교체 합니다.
    2. 확장 된 NK 세포에 대 한, 하루 0 1: 1의 비율로 조사 피더 세포에서 세포를 자극 하 고 하루 5 또는 6 또는 7에서 electroporation를 수행 합니다. 앞서 고 하루 변환 전에 설명한 대로 매일 미디어를 교체 합니다.
    3. Electroporation 당일 100 IU/mL electroporation 및 습도 37 ° C, 5% CO2 인큐베이터에서 미리 incubate 플라스 크 셀 일리노이-2 포함 하는 신선한 RPMI의 8 mL 가득 T25 플라스 크를 준비 합니다.
      참고: 해 동된 셀 이나 2 또는 3rd 자극 받은 셀 수 있다 electroporated 설명 된 대로 복구 후 언제 든 지.
    4. 변환 믹스의 26 µ L에 대 한 조건 당 3-4 × 106 셀을 가져가 라.
      참고: Electroporation 솔루션에서 NK 세포의 매우 높은 농도 변환 속도를 향상 시킵니다.
    5. 3 번 RNase 활동을 일반적으로 포함 된 모든 FBS를 제거 하려면 PBS 가진 세포를 씻어. 8 분 동안 300 x g에서 매번 그들을 회전 합니다.
      참고: 7 electroporation Cas/RNPs에 대 한 단일 gRNA (gRNA1, gRNA2, gRNA3)로 및 2 개의 gRNAs (gRNA1 gRNA2, gRNA1 gRNA3, gRNA2 + + gRNA3)의 조합 및 아무 Cas9/RNPs 한 컨트롤을 고려 하십시오.
  2. crRNA:tracerRNA을 형성 / 복잡 한
    1. 200 μ M의 최종 농도에 테 솔루션 x 1에서 crRNAs (gRNA1, gRNA2, 및 gRNA3) 및 tracerRNA resuspend. 표 3에서 같이 200 μ M tracerRNA와 함께 각 200 μ M gRNA의 혼합 2.2 μ.
    2. 샘플 5 분 동안 95 ° C에가 열 하 고 상 온 (15-25 ° C)를 벤치 위에 시원한 수 있습니다. 스토어 resuspended RNAs 및 crRNA: 나중 사용을 위해-20 ° C에서 tracerRNA/복잡 한.
  3. RNP 복잡 한 형성
    참고:
    시간을 절약 하는 세척 동안 복잡 한 RNP 형성 단계 4.1.5.
    1. 단일 crRNA:tracrRNA 이중 반응, 표 4에 있는 예제에서와 같이 36 μ M에 Cas9 endonuclease 희석.
    2. CrRNA:tracrRNA duplexes의 조합 변환, 희석 36 μ M에 Cas9 endonuclease에 예제에서와 같이 표 5.
    3. 피 펫 팁, 30 이상 소용돌이 동안 천천히 Cas9 endonuclease crRNA:tracrRNA 쌍 신 회로 추가 1 분에 s.
    4. 15-20 분 동안 실내 온도에 혼합물을 품 어. 경우 부 화 후 혼합물을 사용 하 여 준비 하지, 사용까지 얼음에 혼합물을 유지.
  4. Electroporation
    1. P3 electroporation 솔루션 전체 보충을 추가 하 고 실내 온도에서 보관.
    2. P3 기본 4 D electroporation 솔루션의 20 μ에 셀 펠 릿 (3-4 × 106 세포 단계 4.1.5)를 resuspend. Pipetting 동안 공기 방울을 피하십시오.
      참고: 셀 P3 솔루션에 오랜 시간 동안 하지 맡겨야 한다.
    3. 즉시 세포 현 탁 액에 RNP 복잡 한 (단계 4.3)의 5 µ L를 추가 합니다.
    4. Cas9/RNPs/셀 100 μ M Cas9 electroporation 증강의 1 μ 믹스를 추가 합니다.
    5. Cas9/RNPs/셀 믹스 20 μ electroporation 스트립으로 전송 합니다.
    6. 부드럽게 샘플 스트립의 하단 커버 되도록 스트립을 누릅니다.
    7. 4 D electroporation 시스템을 시작 하 고 EN-138 프로그램을 선택 합니다.

5. 게시 변환

  1. 셀 스트립에서 3 분간 휴식 하자.
  2. 에 베트를 미리 equilibrated 문화 미디어의 80 µ L을 추가 하 고 부드럽게 플라스 크에 샘플을 전송.
  3. 변환, 후 48 시간 차단 유전자 삭제에 대 한 5 × 105 셀에서 게놈 DNA를 추출 합니다.
  4. Taq DNA 중 합 효소 키트와 함께 3.2 단계에서 설계 된 프라이 머를 사용 하 여 관심사의 유전자를 증폭.
  5. T7EI 소화에 대 한 PCR amplicon heteroduplexes를 형성 하 고 37 ° C에 T7EI 효소와 함께 30-60 분에 대 한 제품을 품 어
    참고: 분석 결과 그것은 빠르고, 단순 하 고 제공으로 심사에 대 한 선호 T7EI 측량 분석 결과 사용 하 여에 비해 전기 영동 결과 청소 합니다. 그러나,이 방법은 삽입 및 삭제를 검색할 수 없습니다 < 비 동종 끝 결합 (NHEJ) 활동 Cas9 RNPs 실험14에 의해 생성 되는 2 기지.
  6. 1.5%에 소화 DNA를 실행 agarose 젤 110 V 30 ~ 45 분, 15 분 마다 시각화 젤.
  7. MbIL21 표현으로 셀의 나머지 부분을 자극 1: 1의 비율로 피더 세포.
  8. 자극 후 5 일 정량 Pcr를 사용 하 여 유전자 식 수준에 대 한 RNA를 추출 합니다.
  9. 이전에 보고 된12calcein 분석 실험을 실시 합니다. 간단히, calcein 오전 (예, 3 µ g/mL/1000000 DAOY 셀 사용)에서 대상 셀을 로드 합니다. IL2에 밤새 껏 휴식 하 여 NK 세포 세포 독성 분석 실험에 대 한 준비 (100 IU/mL) 10 ng/mL 전후로 용 해 TGFβ. NK 세포는 하룻밤에 휴식 했다로 동일한 cytokines에 calcein 분석 실험을 실시 합니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Electroporation 효율

Cas9/RNPs의 electroporation 최적화, GFP 비 대상으로 siRNA와 DNA 플라스 미드의 NK 세포로 변환 된 16 가지 프로그램 테스트. 교류 cytometry 분석 결과 엉-138 셀 생존 및 변환 효율 (35% 라이브 GFP 긍정적인 세포) (그림 1그림 2) 두 입자의 높은 비율을 했다 보여주었다. 흥미롭게도,이 프로그램을 사용 하 여 Cas9/RNPs electroporation에 대 한 효율성 높은 우리가 본 TGFBR2 mRNA 식 수준 (그림 5)에서 60% 감소 했다. 또한, 유전자 변형된 NK 세포 성장 하 고 확장에 대 한 일 cryopreserved (데이터 표시 되지 않음) 될 수 있습니다.

변이 분석 결과

Cas9/RNPs gRNA3 + gRNA2, gRNA1, gRNA2를 포함 하는 성공적인 TGFBR2 ectodomain 유전자 녹아웃, 했지만 gRNA1 혼자 어떤 T7E1 감지 indels (그림 3)을 하지 않았다. 또한, 그림 4 상업적으로 사용 하 여 확장 된 인간 NK 세포에 인간 HPRT1 (hypoxanthine phosphoribosyltransferase 1) 의 녹아웃 제공 gRNAs 성공적으로 나타냅니다. 밴드 densitometry 따라 비례 indel 요금 gRNA1 + gRNA2를 사용 하 여 결과 34% 밴드 TGFBR2 수정 NK 세포에 대 한, gRNA3에 대 한 25%와 81 %HPRT 유전자에 대 한 수정 NK 세포.

진 식 수준 분석 결과

우리의 결과의 대표로, 그림 5 는 TGFBR2 ectodomain, RT-PCR에 의해 분석의 mRNA 생산 수준에 Cas9/RNPs (gRNA1 + gRNA2)의 효과 보여줍니다. 그래프에서 보듯이 타겟된 유전자의 mRNA 식 수준이 크게 감소.

세포 독성

Cas9/RNPs TGFβ1, DAOY 세포; 공동 교양 있는 셀 수정 gRNA1 + gRNA2, gRNA2 및 gRNA3 잠복기 후 그림 6에서 보듯이 수정 된 셀 일리노이-2 미디어에서 하룻밤 했다 컨트롤 그룹에 비해 그들의 세포 독성 수준에 어떤 중요 한 감소를 보여주지 않았다. 이 결과 Cas9/RNPs 수정 셀 TGFβ1와 수정된 셀 TGFβ1 저항 된 쇼의 그들의 세포 독성 기능을 유지 하는 방법을 보여 줍니다.

Figure 1
그림 1. 이러한 수치 표시 siRNA와 플라스 미드 DNA의 electroporation 효율 엉-138 프로그램을 사용 하 여 NK 세포에 GFP를 표현. 여기 본, NK 세포 생존 능력은 77.5%, 및 35% 라이브 셀의 GFP를 긍정 했다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2. 이 그림에 생존 능력의 그리고 효율성 16 프로그램 (DN-100) electroporation 최적화에 대 한 테스트의 하나입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3. Cas9/RNPs-중재 TGFBR2 녹아웃 팽창한 (a) 1 차 NK 세포 (b) T7E1 돌연변이 시험에 의해 측정. T7E1 효소는 인식 하 고 일치 하지 않는 DNA를 앞. 각 작은 밴드 (파란색 화살표)는 indel 수행 소화 DNA 조각을 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4. Cas9/RNPs-T7E1 돌연변이 시험에 의해 측정 하는 확장 된 NK 세포에 HPRT 장애 중재. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 5
그림 5. CRISPR에서 TGFBR2 ectodomain의 mRNA 식 수준 수정 Cas9/RNPs (gRNA1 + gRNA2)에 의해 도입 된 NK 세포 RT-PCR를 사용 하 여. GAPDH 생 제어 유전자로 사용 되었다. RNA 수준에 감소 TGFBR2 유전자의 파괴를 나타냅니다 (± SEM을 의미 P 값 < 0.0001). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 6
그림 6. a. Cas9/RNPs의 대표 샘플을 사용 하 여 세포 독성 분석 결과 수정 (gRNA1 + gRNA2, gRNA2, 및 gRNA3) NK 세포 쇼는 TGFβ1에 포함 된 셀의 하룻밤 인큐베이션 감소 하지 않습니다 크게 DAOY 세포를 lyse 그들의 능력. b. 비 수정 NK 세포, Cas9/RNP 수정된 NK 세포 (gRNA2 및 gRNA3)에 비해 TGFβ1에 덜 민감합니다 (± SEM을 의미). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

gRNA 호 gRNA 시퀀스 합성 crRNA로 주문
gRNA1 5 CCCCTACCATGACTTTATTC 3 / AltR1/rArGrUrCrArUrGrGrUrArGrGrGrGrArGrCrUrUrGrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArUrGrCrU/AltR2 /
gRNA2 5 ATTGCACTCATCAGAGCTAC 3 / AltR1/rArUrUrGrCrArCrUrCrArUrCrArGrArGrCrUrArCrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArUrGrCrU/AltR2 /
gRNA3 5 AGTCATGGTAGGGGAGCTTG 3 / AltR1/rArG rUrCrA rUrGrG rUrArGrGrGrG rArGrC rUrUrG rGrUrUrUrUrA rGrArG rCrUrA rUrGrCrU/AltR2 /

표 1입니다. 3 gRNAs 합성 crRNA로 TGFBR2 ectodomain의 exon 4를 대상으로 설계 되었습니다.

TGFBR 2 ectodomain 뇌관 FWD 5 GTC TGC TCC AGG TGA TGT TTA T3
TGFBR2 ectodomain 뇌관 레 브 5 GGG CCT AAT CTG 고양이 온 3 개 그

표 2입니다. TGFBR2 ectodomain 유전자를 증폭 하는 데 사용 하는 뇌관

구성 요소 금액 (uL)
200 µ M crRNA 2.2
200 µ M 추적 RNA 2.2
IDTE 버퍼 5.6
최종 제품 10

표 3입니다. 형태는 crRNA:tracerRNA / 200 µ M RNAs를 사용 하 여 복잡 한

구성 요소 금액 (µ L)
PBS 1
crRNA:tracrRNA (4.2 단계)에서 이중 2 (200 pmol)
Alt-R Cas9 endonuclease (61 µ M 주식) 2
총 볼륨 5 ul

표 4입니다. 단일 crRNA:tracrRNA 이중 반응에 대 한 36 µ m Cas9 endonuclease 희석.

구성 요소 금액 (µ L)
PBS 1
crRNA:tracrRNA 이중 (예: gRNA1) 1 (100 pmol)
crRNA:tracrRNA 이중 (예: gRNA2) 1 (100 pmol)
Alt-R Cas9 endonuclease 2
총 볼륨 5 Μ L

표 5입니다. CrRNA:tracrRNA duplexes의 조합 변환에 대 한 36 µ m Cas9 endonuclease 희석.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

NK 세포의 DNA-종속 수정4,9도전 하고있다. 우리는, 따라서, 도입 직접 종합적으로 미리 형성한 ribonucleoprotein (RNPs) 복잡 하 고 Cas9 단백질 순화 된 단백질으로 기본 및 확장 된 NK 세포8로. 이 방법은 미행, 상한, 제거를 허용 하 고 다른 transcriptional 및 변환 프로세스는 RNA 중 합 효소 II는 DNA 의존 변환 메서드에 연결 된 NK 세포 apoptosis를 발생할 수 있습니다 의해 시작.

또한, 보고 하는 방법 여기 사용 순화 Cas9 단백질에 complexed electroporation 직후 활성화 하 고 신속 하 게, 그로 인하여 증가에 대상 및 현재 프로토콜을 통해 감소 하는 대상에서 효과 저하는 Cas9/RNPs 5 , 6 , 7 , 16. 또한, 높은 효율으로 Cas9/RNP transduce 새로운 electroporation 접근을 최적화는 여기 소개 하는 또 다른 중요 한 단계는 관심의 다른 유전자에 적용 됩니다. 이 방법은 상용 큰 electroporation 큐 벳 (데이터 표시 되지 않음)를 사용 하 여 NK 세포의 큰 숫자의 수정에 대 한 확장할 수 있습니다.

요약 하자면, Cas9/RNPs 유전자 수정 암 immunotherapy 위의 설명된 방법을 활용에 대 한 인간의 기본 및 확장 된 NK 세포를 사용할 수 있습니다. 우리의 결과 또한 TGFBR2 ectodomain 유전자의 성공적인 녹아웃 되는 저항 하는 TGFβ111이 수정 된 NK 세포를 리드 설명 했다.

RNP 배달 템플릿 (예: 자연스럽 게 recombinogenic adeno 관련 바이러스 (AAV) 기증자 벡터) DNA의 소스와 결합 하 여 동종 재결합3,,1819 사이트 관련 유전자 삽입 사용 .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

DAL 에서는/택배 치료제, 흑 요 석 치료제, Intellia 치료제, 머 크 연구소, 및 Miltenyi Biotec 컨설턴트 역임 했다와 주식/리더십 CytoSen 치료제에 합니다.

Acknowledgments

우리는 원고 편집에 그의 친절 한 도움에 대 한 브라이언 툴 리를 인정 합니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
RosetteSep™ Human NK Cell Enrichment Cocktail STEMCELL Technologies 15065 The RosetteSep™ Human NK Cell Enrichment Cocktail is designed to isolate NK cells from whole blood by negative selection.
Ficoll-Paque® PLUS GE Healthcare - Life Sciences 17-1440-02
Alt-R® CRISPR-Cas9 tracrRNA Integrated DNA Technologies 1072532 TracrRNA that contains proprietary chemical modifications conferring increased nuclease resistance. Hybridizes to crRNA to activate the Cas9 enzyme
Alt-R® CRISPR-Cas9 crRNA Integrated DNA Technologies Synthetically produced as Alt-R® CRISPR-Cas9 crRNA, based on the sequence of designed gRNA targeting the gene of intrest
Alt-R® Genome Editing Detection Kit Integrated DNA Technologies 1075931 Each kit contains T7EI endonuclease, T7EI reaction buffer, and T7EI assay controls.
Platinum® Taq DNA Polymerase High Fidelity Invitrogen 11304-011
4D-Nucleofector™ System Lonza AAF-1002B
Human recombinant IL-2 Protein Novartis 65483-0116-07
P3 Primary Cell 4D-Nucleofector™ X Kit Lonza V4XP-3032 Contains pmaxGFP™ Vector, Nucleofector™ Solution, Supplement, 16-well Nucleocuvette™ Strips
Non-targeting: Custom siRNA, Standard 0.05 2mol ON-TARGETplus Dharmacon CTM-360019
Alt-R® S.p. Cas9 Nuclease 3NLS Integrated DNA Technologies 1074181 Cas9 Nuclease
DNeasy® Blood & Tissue Handbook Qiagen 69504
RNeasy Mini Kit Qiagen 74104
Calcein AM ThermoFisher C3099
TGFβ Biolegend 580706
Alt-R® CRISPR-Cas9 Control Kit, Human Integrated DNA Technologies 1072554 Includes tracrRNA, HPRT positive control crRNA, negative control crRNA#1, HPRT Primer Mix, and Nuclease-Free Duplex Buffer.
IDTE pH 7.5 (1X TE Solution) Integrated DNA Technologies 11-01-02-02
Alt-R® Cas9 Electroporation Enhancer Integrated DNA Technologies 1075915 Cas9 Electroporation Enhancer

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Guven, H., et al. Efficient gene transfer into primary human natural killer cells by retroviral transduction. Experimental Hematology. 33 (11), 1320-1328 (2005).
  2. Alici, E., Sutlu, T., Sirac Dilber, M. Retroviral gene transfer into primary human natural killer cells. Methods in Molecular Biology. 508, 127-137 (2009).
  3. Carlsten, M., Childs, R. W. Genetic Manipulation of NK Cells for Cancer Immunotherapy: Techniques and Clinical Implications. Frontiers in Immunology. 6, 266 (2015).
  4. Mehta, R. S., Rezvani, K. Chimeric Antigen Receptor Expressing Natural Killer Cells for the Immunotherapy of Cancer. Frontiers in Immunology. 283, 9 (2018).
  5. Zuris, J. A., et al. Cationic lipid-mediated delivery of proteins enables efficient protein-based genome editing in vitro and in vivo. Nature Biotechnology. 33 (1), 73-80 (2015).
  6. Wang, M., et al. Efficient delivery of genome-editing proteins using bioreducible lipid nanoparticles. PNAS. 113 (11), 2868-2873 (2016).
  7. Liang, Z., et al. Efficient DNA-free genome editing of bread wheat using CRISPR/Cas9 ribonucleoprotein complexes. Nature Communications. 8, 14261 (2017).
  8. DeWitt, M. A., Corn, J. E., Carroll, D. Genome editing via delivery of Cas9 ribonucleoprotein. Methods. , 9-15 (2017).
  9. Rezvani, K., Rouce, R., Liu, E., Shpall, E. Engineering Natural Killer Cells for Cancer Immunotherapy. Molecular Therapy. 25 (8), 1769-1781 (2017).
  10. Sutlu, T., et al. Inhibition of intracellular antiviral defense mechanisms augments lentiviral transduction of human natural killer cells: implications for gene therapy. Human Gene Therapy. 23 (10), 1090-1100 (2012).
  11. Viel, S., et al. TGF-beta inhibits the activation and functions of NK cells by repressing the mTOR pathway. Science Signaling. 9 (415), (2016).
  12. Somanchi, S. S., Senyukov, V. V., Denman, C. J., Lee, D. A. Expansion, purification, and functional assessment of human peripheral blood NK cells. JoVE. (48), (2011).
  13. Lee, D. A., Verneris, M. R., Campana, D. Acquisition, preparation, and functional assessment of human NK cells for adoptive immunotherapy. Methods in Molecular Biology. , 61-77 (2010).
  14. Vouillot, L., Thelie, A., Pollet, N. Comparison of T7E1 and surveyor mismatch cleavage assays to detect mutations triggered by engineered nucleases. G3. 5 (3), Bethesda. 407-415 (2015).
  15. Eyquem, J., et al. Targeting a CAR to the TRAC locus with CRISPR/Cas9 enhances tumour rejection. Nature. 543 (7643), 113-117 (2017).
  16. Liang, X., et al. Rapid and highly efficient mammalian cell engineering via Cas9 protein transfection. Journal of Biotechnology. 208, 44-53 (2015).
  17. Kim, S., Kim, D., Cho, S. W., Kim, J., Kim, J. S. Highly efficient RNA-guided genome editing in human cells via delivery of purified Cas9 ribonucleoproteins. Genome Research. 24 (6), 1012-1019 (2014).
  18. Chmielecki, J., et al. Genomic Profiling of a Large Set of Diverse Pediatric Cancers Identifies Known and Novel Mutations across Tumor Spectra. Cancer Research. 77 (2), 509-519 (2017).
  19. Schultz, L. M., Majzner, R., Davis, K. L., Mackall, C. New developments in immunotherapy for pediatric solid tumors. Current Opinion in Pediatrics. 30 (1), 30-39 (2018).

Tags

면역학 그리고 감염 문제 136 인간의 기본 NK 세포 인간의 확장 NK 세포 CRISPR/Cas9 Cas9/RNPs gRNAs TGFBR2 TGFβ 저항 NK 세포
Cas9 Ribonucleoproteins를 사용 하 여 노크 아웃 기본 및 확장 된 인간 NK 세포의 생성
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Naeimi Kararoudi, M., Dolatshad, H., More

Naeimi Kararoudi, M., Dolatshad, H., Trikha, P., Hussain, S. R. A., Elmas, E., Foltz, J. A., Moseman, J. E., Thakkar, A., Nakkula, R. J., Lamb, M., Chakravarti, N., McLaughlin, K. J., Lee, D. A. Generation of Knock-out Primary and Expanded Human NK Cells Using Cas9 Ribonucleoproteins. J. Vis. Exp. (136), e58237, doi:10.3791/58237 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter