Nous présentons un protocole pour la transduction rétrovirale de l’ARN guide dans les lymphocytes T primaires de souris transgéniques Cas9, offrant une alternative efficace pour l’édition de gènes dans l’étude de la différenciation Th17.
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Nous présentons un protocole pour la transduction rétrovirale de l’ARN guide dans les lymphocytes T primaires de souris transgéniques Cas9, offrant une alternative efficace pour l’édition de gènes dans l’étude de la différenciation Th17.
Les lymphocytes T auxiliaires qui produisent l’IL-17A, connues sous le nom de cellules Th17, jouent un rôle essentiel dans la défense immunitaire et sont impliquées dans les maladies auto-immunes. Les lymphocytes T CD4 peuvent être stimulés par des antigènes et des cocktails de cytokines bien définis in vitro pour imiter la différenciation des cellules Th17 in vivo. Des recherches approfondies ont été menées sur les mécanismes de régulation de la différenciation Th17 à l’aide du test de polarisation Th17 in vitro .
Les méthodes conventionnelles de polarisation Th17 impliquent généralement l’obtention de lymphocytes T CD4 naïfs à partir de souris génétiquement modifiées pour étudier les effets de gènes spécifiques sur la différenciation et la fonction Th17. Ces méthodes peuvent prendre du temps et être coûteuses et peuvent être influencées par des facteurs extrinsèques cellulaires provenant des animaux knock-out. Ainsi, un protocole utilisant la transduction rétrovirale de l’ARN guide pour introduire l’inactivation du gène dans les lymphocytes T primaires de souris CRISPR/Cas9 constitue une approche alternative très utile. Cet article présente un protocole permettant de différencier les lymphocytes T primaires naïfs en cellules Th17 après un ciblage génique médié par rétroviral, ainsi que les méthodes d’analyse ultérieures par cytométrie en flux pour mesurer l’efficacité de l’infection et de la différenciation.
Les cellules Th17, un sous-ensemble unique de cellules T auxiliaires CD4+, sont essentielles à l’éradication des bactéries et des champignons extracellulaires et jouent un rôle important dans diverses maladies auto-immunes 1,2,3. De nouvelles preuves suggèrent que les cellules Th17 présentent une hétérogénéité, fonctionnant dans des conditions pathogènes et non pathogènes, influencées par des facteurs environnementaux et génétiques. L’élucidation des processus régulateurs qui contrôlent la différenciation des cellules Th17, la plasticité et l’hétérogénéité est cruciale pour l’avancement de stratégies immunothérapeutiques plus efficaces.
Les animaux génétiquement modifiés ont été largement utilisés pour dévoiler les principaux régulateurs de la différenciation et des fonctions des cellules Th17. L’utilisation d’animaux génétiquement modifiés implique une manipulation complète in vivo, fournissant l’authenticité et l’étude systématique de son rôle dans des conditions physiologiques ou des modèles de maladies. Néanmoins, le criblage à haut débit avec cette approche est largement impraticable. Les tests de polarisation in vitro offrent une alternative pour étudier la différenciation des cellules Th17. Il a été démontré que l’interleukine 6 (IL-6) en combinaison avec le facteur de croissance transformant β1 (TGFβ1) favorise le développement de cellules Th17 non pathogènes, tandis que l’IL-6, l’IL-1β et l’IL-23 sont impliquées dans la différenciation des cellules Th17 pathogènes (pTh17)4,5.
L’émergence de la technologie CRISPR/Cas9 a facilité l’édition précise du génome à des bases spécifiques. Lorsqu’elle est combinée à la transduction rétrovirale, cette approche fournit une méthode génétique puissante, efficace et économique pour le dépistage et l’étude fonctionnelle des régulateurs potentiels dans les cellules Th17 6,7. Dans cette étude, nous avons amélioré la procédure de transduction rétrovirale dans le système de polarisation Th17. À l’aide d’un système rétroviral, nous avons infecté des lymphocytes T naïfs activés exprimant Cas9 préétablis de souris. Les cellules ont été transduites à l’aide de constructions d’ARN guide (ARNg) pilotées par le promoteur U6, ainsi que de gènes codant pour des protéines rapporteures fluorescentes sous le contrôle du promoteur EF1a pour faciliter l’inactivation du gène cible. Ensuite, les lymphocytes T transduits ont été cultivés dans des conditions spécifiques de cytokines pour induire la différenciation en cellules Th17. Notamment, l’élimination de RoRγt a considérablement réduit la production d’IL-17A par rapport au groupe témoin. L’efficacité de ce système dépend de conditions optimisées de production et de transduction de rétrovirus pour les lymphocytes T primaires activés, fournissant une approche rapide et pratique pour étudier des gènes spécifiques dans la différenciation et la fonction de Th17.
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Toutes les procédures ont été approuvées par le Comité d’éthique du bien-être des animaux expérimentaux de l’hôpital Renji de la faculté de médecine de l’Université Jiao Tong de Shanghai et sont conformes aux directives institutionnelles.
1. Production de rétroviraux
2. Infection rétrovirale des lymphocytes T CD4 + activés et différenciation Th17
3. Évaluation de l’efficacité de la transduction et des résultats de différenciation
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Dans l’étude, nous avons cloné la cible de l’ARNsg en séquences codantes non ciblées de Rorc et d’ARNsg dans le vecteur pMX-U6-MCS avec la protéine fluorescente mCherry (Figure 1A,B). La production de rétrovirus a été effectuée selon le protocole décrit à la figure 2. La transfection a été amorcée le jour 0 et la récolte rétrovirale a eu lieu le jour 2. L’efficacité de la transfection peut être testée pa...
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L’édition du génome CRISPR/Cas9 par administration rétrovirale est une méthode robuste pour explorer les rôles des lymphocytes T auxiliaires. Ce protocole offre une approche rapide et efficace pour examiner des gènes spécifiques impliqués dans la différenciation et la fonction de Th17. Plusieurs étapes critiques doivent être soigneusement suivies pour obtenir des résultats optimaux. Tout d’abord, pour une meilleure efficacité de l’inactivation des gènes, les ARNg doivent être soigneuseme...
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Les auteurs affirment qu’il n’y a pas de conflits d’intérêts.
Nous remercions Dou Liu, Dongliang Xu et Pinpin Hou de l’établissement central de l’Institut d’immunothérapie de Shanghai pour leur soutien dans l’utilisation des instruments. Ce travail a été soutenu par les subventions de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine 31930038, U21A20199, 32100718 et 32350007 (à Linrong Lu) ; 32100718 (à Xuexiao Jin) ; Équipe de recherche innovante d’universités locales de haut niveau à Shanghai SHSMU-ZLCX 20211600 (à Linrong Lu) ; Programme d’incubation interne RJTJ24-QN-076 (à Zejin Cui). La figure 2 a été préparée avec Figdraw.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 0,5 M EDTA (pH 8,0) | Solarbio | E1170 | |
| Plat de culture cellulaire et tissulaire 100 mm | BIOFIL | TCD010100 | |
| 1 M Hepes (acide libre, stérile) | Solarbio | H1090 | |
| Plaque de culture cellulaire et tissulaire 24 puits | NEST | 702002 | |
| 48 puits Plaque de culture cellulaire et tissulaire | NEST | 748002 | |
| Brefeldin Une solution (1 000x) | Anticorps | ||
| Brilliant Violet 650 (RM4-5) | BioLegend | 100546 | |
| CD3e (145-2C11), grade fonctionnel, eBioscience | Invitrogen | 16-0031-82 | |
| Anticorps monoclonal CD44 (IM7), PE, eBioscience | Invitrogen | 12-0441-83 | |
| Anticorps monoclonal CD62L (L-Selectin) (MEL-14), APC, eBioscience | Invitrogen | 17-0621-82 ; | |
| Compteur de cellules | Nexcelom Bioscience | Cellometer Auto 2000 | |
| Cell Strainer (40 &mu ; m) | Filtre cellulaire biosharp | BS-40-CS | |
| (70 &mu ; m) | biosharp | BS-70-CS | |
| ; | eppendorf | 5425 ; Centrifugeuse R | |
| ; | eppendorf | 5810 R | |
| ChamQ SYBR Color qPCR Master Mix | Vazyme | Q411-02 | |
| ClonExpress II Kit de clonage en une étape | Vazyme | C112 | |
| DH5&alpha ; Cellules compétentes | Sangon Biotech | B528413 | |
| Direct-zol RNA Miniprep | ZYMO RESEARCH | R2050 | |
| DMEM Medium | BasalMedia | L110KJ | |
| EasySep Mouse CD4+ T Cell Isolation Kit | STEMCELL | 19852 | |
| eBioscience Fixable Viability Dye eFluor 660 | Invitrogen | 65-0864-18 | |
| EndoFree Mini Plasmid Kit II | TIANGEN | DP118-02 | |
| ExFect Réacteur de transfection | Vazyme | T101-01 | |
| Sérum de veau fœtal, Premium Plus Gibco | A5669701 | ||
| FITC anti-souris IL-17A Anticorps (TC11-18H10.1) | BioLegend | 506907 | |
| Solution de formaldéhyde | Macklin | F864792 | |
| HiScript IV RT SuperMix pour qPCR ?+essuie-glace d’ADNg? | Vazyme | R423-01 | |
| Ionomycine | Beyotime | S1672 | |
| Mitomycine C | Maokang Biotechnology | 7/7/1950 | |
| Souris GRCm38 | NCBI | RefSeq v.108.20200622 | |
| OPTI-MEM Sérum réduit Medium | Gibco | 31985070 | sérum réduit |
| Medium Pacific Blue anticorps anti-souris CD4 (RM4-5) | BioLegend | ||
| Anticorps anti-souris CD25 PE/Cyanine7 (PC61) | BioLegend | 102015 | |
| Anticorps CD4 anti-souris PE/Cyanine7 (GK1.5) | BioLegend | 100422 | |
| Pénicilline-Streptomycine (10 000 U/mL) | Gibco | 15140122 | |
| PMA/TPA ; | Beyotime | S1819 | |
| R26-CAG-Cas9 souris ; | Centre d’organismes modèles de Shanghai | N° de catalogue NM-KI-00120 | |
| Protéine TGF-bêta 1 humaine recombinante (exprimée par CHO), CF | R& D Systems | 11409-BH | |
| Analyseur de cellules de recherche Recombinant Murine IL-6 | PeproTech | 216-16 | |
| BD Biosciences | BD LSRFortessa | ||
| Trieur de cellules de recherche | SONY | MA900 | |
| RPMI 1640 Medium | BasalMedia | L210KJ | |
| SimpliAmp Thermal Cycler Système PCR | Applied Biosystems | A24811 | |
| Solution de pyruvate de sodium (100 mM) | Sigma-Aldrich | S8636 | |
| Ultra-LEAF Purifié anti-souris CD28 Anticorps (37.51) | BioLegend | 102121 | |
| Ultra-LEAF Purifié anti-souris IFN-&gamma ; Anticorps (XMG1.2) | BioLegend | 505847 | |
| Ultra-LEAF Anticorps anti-souris IL-4 purifié (11B11) | BioLegend | 504135 | |
| Ultra-LEAF Purified anti-souris IL-12/IL-23 p40 Anticorps (C17.8) | BioLegend | 505309 | |
| &beta ;-Mercaptoethanol (50 mM) | Solarbio | M8211 |
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