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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Il protocollo descrive in dettaglio un modello carcinoma murino in vitro di allungamento della trascrizione non genetica difettosa. Qui, l'inibizione cronica del CDK9 viene utilizzata per reprimere l'allungamento produttivo dell'RNA Pol II lungo i geni pro-infiammatori di risposta per imitare e studiare il fenomeno clinicamente superato TEsicuramente, presente in circa il 20% di tutti i tipi di cancro.
Abbiamo già riferito che un sottoinsieme di tumori è definito da deregulations trancrionali globali con carenze diffuse nell'allungamento della trascrizione dell'mRNA (TE), che chiamiamo tali tumori come TEsicuramente. In particolare, i tumori del TEsono caratterizzati da trascrizione spuria e elaborazione di mRNA difettosi in un ampio insieme di geni, come le vie interferone/JAK/STAT e TNF/NF-B, portando alla loro soppressione. Il TEsicuramente sottotipo di tumori nel carcinoma a cellule renali e pazienti con melanoma metastatico significativamente correlati con scarsa risposta ed esito in immunoterapia. Data l'importanza di studiareTE sicuramente i tumori - in quanto preannuncia un ostacolo significativo contro l'immunoterapia - l'obiettivo di questo protocollo è quello di stabilire un modello murino in vitroper studiare questi diffusi, non genetici anomalie trascrizionali nei tumori e ottenere nuove intuizioni, nuovi usi per i farmaci esistenti, o trovare nuove strategie contro tali tumori. Dettagliamo l'uso dell'inibizione cronica di CDK9 mediata dal flavopiridol per abrogare la fosfororylazione del residuo di serine 2 sul dominio di ripetizione del terminale C (CTD) della polimerasi RNA II (RNA PolI), sopprimendo il rilascio di RNA Pol II nella trascrizione produttiva Allungamento. Dato che TEsicuramente i tumori non sono classificati sotto una mutazione somatica specifica, un modello farmacologico è vantaggioso e imita al meglio i difetti trascrizionali ed epigenetici diffusi osservati in essi. L'uso di una dose sublethal ottimizzata di flavopiridol è l'unica strategia efficace nella creazione di un modello generalizzabile di interruzione non genetica diffusa nell'allungamento della trascrizione e nella lavorazione dell'mRNA, imitando da vicino il TE clinicamente osservato sicuramente caratteristiche. Pertanto, questo modello di TEpuò sicuramente essere sfruttato per sezionare fattori cellulari che consentono loro di resistere agli attacchi cellulari immuno-mediati.
Un passo chiave di limitazione del tasso nell'espressione di quasi tutti i geni attivi è la transizione della polimerasi RNA II (RNA Pol II) dalla pausa promotore-prossidabile all'allungamento produttivo1,2. Dato che la disregolazione epigenetica dell'allungamento trascrizionale aiuta nella progressione di più malignità umane definite tesicuramente, portando a segnalazione non ottimale nelle vie di risposta pro-infiammatorie pari a una scarsa risposta e il risultato dell'immunoterapia3, l'obiettivo generale di questo protocollo è quello di stabilire un utile modello in vitro per studiare queste diffuse anomalie trascrizionali non genetiche nei tumori. In questa luce, l'uso di inibizione farmacologica cronica di CDK9 è una strategia efficace per la creazione di un modello generalizzabile di interruzione non genetica diffusa nell'allungamento della trascrizione e difetti di elaborazione dell'mRNA. La logica alla base dell'uso dell'inibizione cronica del CDK9 è che abroga la fosforillazione del residuo di serine 2 sul dominio di ripetizione del terminale C (CTD) di RNA Pol II, reprimendo così il rilascio di RNA Pol II nell'allungamento della trascrizione produttiva. Inoltre, i tumori TEsicuramente, descritti in precedenza dal nostro gruppo3, non sono classificati sotto alcuna specifica mutazione somatica. Pertanto, un modello non genetico (farmacologico) è vantaggioso e meglio imita i difetti trascrizionali ed epigenetici diffusi osservati in essi. Il metodo qui descrive la generazione e la caratterizzazione del modello di trattamento flavopiridol cronico delle cellule tumorali del murino. Questo metodo interrompe in modo dimostrabile l'allungamento della trascrizione lungo geni caratterizzati da lunghezze genomiche più lunghe, con promotori in bilico ed espressioni inducibili come TNF/NF-B e segnalazione di interferone/STAT, profondamente controllate a livello di trascrizione allungamento 3,4,5. Nel complesso, questo modello ottimizzato di linea cellulare murina di difetti di allungamento trascrizionale - l'unico modello a nostra conoscenza per studiare i tumoriTE definitivamente descritti di recente - guida la resistenza all'attacco immunitario anti-tumore, rendendo un sistema utile da sfruttare e esaminare le vulnerabilità dei difetti non genetici nei meccanismi di trascrizione dei principali nei tumori rispetto all'attacco cellulare immuno-mediato.
Il Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali e il Comitato per la biosicurezza istituzionale della Cincinnati Children's Research Foundation hanno approvato tutte le procedure sperimentali sugli animali (protocollo IACUC #2017-0061 e il protocollo IBC #IBC2016-0016), e questi sono stati effettuati esperimenti in conformità con gli standard descritti nella guida NIH alla cura e all'uso degli animali da laboratorio.
1. Inibizione cronica di RNA Pol II mediante trattamento flavopiridol: strategia di base
2. Analisi immunoblot confirmatore per valutare la funzione difettosa di RNA Pol II e la compromissione del percorso dell'interferone (IFN) e del fattore di necrosi tumorale (TNF) di segnalazione nel modello TEsicuramente del mouse generato
3. Saggio di conferma per valutare i difetti di elaborazione dell'mRNA nelmodello TE del mouse generato
4. Saggio confermativo per valutare la risposta del mouse TEsicuramente modello alla morte cellulare mediata FasL
5. Analisi esplorativa per valutare la risposta del mouse TEsicuramente modello per antigene specifico attacco citotossico T-cell
Qui, forniamo uno schema dettagliato (Figura 1) per stabilire un modello di celluleSICURAmente TE ottenuto dal trattamento subletale cronico sub-letale (Figura 2) con flavopiridol a 25 nM. Nella Figura 3, su 3 giorni di trattamento con flavopiridol, le cellule OVA B16 mostrano caratteristiche parziali di TEsicuramente ma dopo una settimana di trattamento, le cellule OVA B16/F10 mostrano una profonda perdita di fosforilazione in posizione serine 2 sulla CTD di RNA Pol II lungo con una significativa diminuzione di H3K36me3, una modifica dell'istore implicata nella definizione dei confini esonesi e un inibitore delle trascrizioni criptiche in fuga. Di conseguenza, il modello di cellule TE mostradifetti critici di elaborazione dell'mRNA con rapporti manifestamente aumentati di mRNA con limite improprio e non poli-adenlato(Figura 4A, B). Inoltre, la repressione specifica dei geni chiave del percorso di risposta infiammatoria e il percorso di morte delle cellule mediato da FasL sono visti nella Figura 5 e Figura 6. La resistenza imposta all'interferone (IFN-z, IFNz) e la tNF-z stimolato il fosforo delle STAT1 e nfàB, e la resistenza alla morte cellulare da parte del recettore della morte FasL riduce drasticamente la citotossicità di un attacco di cellule immunitarie controTE Tumori. Queste tecniche di conferma sono progettate per testare l'entità dell'influenza che la perturbazione cronica dell'allungamento della trascrizione ha su una vasta gamma di geni che rispondono agli stimoli, e se tale perturbazione in un determinato modello di linea cellulare del topo sia sufficientemente adeguata da provocare una carenza acuta di mRNA funzionali nei geni di segnalazione della risposta infiammatoria, imitando clinicamente le essenzialità di base del TEsicuramente i tumori. Sulla base del nostro studio sul trattamento flavopiridol, la soppressione del fosforilo al secondo residuo di serino (pSER2) di RNA Pol II CTD è fondamentale, in quanto segna l'allungamento della trascrizione. Una dose sublethal per qualsiasi linea cellulare carcinoma topo deve raggiungere una riduzione dei livelli di pSER2 oltre ad avere un effetto insignificante sul tasso di crescita e vitalità della linea cellulare. Anche se vediamo costantemente una riduzione dei livelli di pSER2 e H3K36me3 sui trattamenti 25 nM flavopiridol, non garantisce una repressione dei livelli di pSTAT1 e pNFB (rispettivamente su stimolazioni IFN, IFN , IFN , IFN e TNF). Ogni linea cellulare del carcinoma del topo è unica (cellule B16/F10 OVA o CT26 coltivate in laboratori diversi in un periodo di tempo possono avere effetti leggermente alterati) e possono avere JAK1 o CCNT1 che salvano parzialmente gli effetti del flavopiridol nel sopprimere il geni della via di risposta infiammatoria. In questi casi, per comprendere la temporalità degli effetti mediati da jaK1 o CCNT1, potrebbe essere necessario controllare la cinetica dei livelli pSTAT1 e pNFB. Di conseguenza, JAK1 e/o CCNT1 potrebbe essere necessario essere abbattuti per stabilire questo modello.
Una volta che il modello flavopiridol è stabilito e caratterizzato utilizzando i suddetti saggi, forniamo un saggio esplorativo per verificare se il modello a cellule TEconferisce resistenza all'attacco di cellule T citotossiche (CTL). Sulla base del nostro protocollo ottimizzato, le cellule del flavopiridol trattate B16/F10 sovrastionavano stabilmente il gene OVA (OVA B16) co-incubato con i CTL CD8 " attivati (specifici per l'epipologo OVA257-264) con tossicità selettiva alle cellule che esprimono OVA (un regalo del Dr. Il laboratorio6di Stephen P. Schoenberger non era suscettibile alla lisi tumorale mediata da OT-I ctL. Le cellule OVA B16/F10 (non pretrattate con flavopiridol) hanno subito una massiccia morte cellulare in questo sistema, mentre le cellule parentali B16/F10 sono sopravvissute, in quanto non esprimono antigene OVA (Figura 7). È chiaro dall'esito del test esplorativo suggerito che te indotta da flavopiridol cronico puòsicuramente conferire un mezzo per sfuggire all'attacco immunitario anti-tumorale anche in vivo. Questo può essere ulteriormente testato in modelli di tumore in vivo per verificare la propensione dei modelli TEsicuramente per sfuggire alle risposte immunitarie antitumorali innate e adattativi. I trattamenti anti-asialo potrebbero essere utilizzati per regolare l'attività delle cellule NK in vivo nei topi portatori tumorali. Inoltre, la terapia del checkpoint immunitario (anti-CTLA4 e anti-PD1) può essere somministrata a TEsicuramente topi con cuscinetto tumorale.
In totale, i test TEdecisamente confermativi insieme al saggio esplorativo suggerito insieme dimostrano l'utilità di incorporare questo modello di cellule TEsicuramente in tutta una serie di altre condizioni di test-immune dai tumori. Questo modello può aiutare a analizzare i dettagli molecolari derivanti dall'allungamento trascrizionale difettoso nelle cellule tumorali e la loro risposta alle interazioni delle cellule immunitarie.

Figura 1: Rappresentazione schematica del flusso di lavoro. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Caratteristiche di crescita cellulare delle cellule B16 OVA trattate cronicamente con flavopiridol a basso dosaggio: Viability (misurata dal reagente di sostenibilità) delle cellule di controllo e di flavopiridol B16 OVA nei giorni indicati dopo il trattamento. Questa cifra è stata modificata da Modur etal. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: saggio confermativo per valutare l'RNA Pol II e il profilo dell'istono: Immunoblot dei marchi di istoni e RNA Pol II indicati nelle cellule B16 OVA trattate con flavopiridol per 72 h o 1 settimana. Questa cifra è stata modificata da Modur etal. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Saggio confermativo per valutare gravi difetti nell'elaborazione dell'mRNA. Rapporti di concentrazioni di mRNA da 5 a 5 e da 5 (A) e da 3 non polianegati a 3 e postatinati (B) concentrazioni di mRNA dopo l'esaurimento del rRNA nelle linee cellulari indicate. Le barre di errore rappresentano la deviazione standard basata su tre repliche tecniche. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: Saggio confermativo per valutare il profilo di stimolazione della citochina. Immunoblot di STAT1, pSTAT1, NFàB e p NFàB in controllo e flavopiridol cellule OVA pre-trattate stimolate con IFN-z, IFN o TNF-z per 30 min at (5 ng/mL). Questa cifra è stata modificata da Modur etal. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 6: Analisi confermata per valutare la resistenza alla FasL ha mediato la morte delle cellule in vitro. Cellule OVA b16 pretrattate di controllo e flavopiridol trattate con FasL per 24 h lettura misurata dal cavalletto di fattibilità. Questa cifra è stata modificata da Modur etal. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 7: Analisi esplorativa per valutare la resistenza di TEsicuramente modello all'attacco mediato a cellule T citotossico antigene-limitato in vitro. A sinistra: schema diagrammatico del saggio esplorativo. A destra: la relativa vitalità delle cellule B16/F10-OVA co-coltivate con CD8 attivati : CTL (rapporto 1:1) isolati dalle milza dei topi OT-I. P:Welch due campioni t-test. Questa cifra è stata modificata da Modur etal. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Il protocollo descrive in dettaglio un modello carcinoma murino in vitro di allungamento della trascrizione non genetica difettosa. Qui, l'inibizione cronica del CDK9 viene utilizzata per reprimere l'allungamento produttivo dell'RNA Pol II lungo i geni pro-infiammatori di risposta per imitare e studiare il fenomeno clinicamente superato TEsicuramente, presente in circa il 20% di tutti i tipi di cancro.
Questo lavoro è stato in parte supportato da NCI (CA193549) e CCHMC Research Innovation Pilot premi a Kakajan Komurov, e Department of Defense (BC150484) premio a Navneet Singh. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente le opinioni ufficiali del National Cancer Institute o del Dipartimento della Difesa. I finanziatori non hanno avuto alcun ruolo nella progettazione dello studio, nella raccolta e nell'analisi dei dati, nella decisione di pubblicare o nella preparazione del manoscritto.
| hhis6FasL | Cell Signaling | 5452 | |
| 10X TBS | Bio-Rad | 170-6435 | |
| piastre a 12 pozzetti | Falcon | 353043 | |
| 20% metanolo | Fisher Chemical | A412-4 | |
| piastre a 24 pozzetti | Falcon | 351147 | |
| 4– Gel di poliacrilammide 18% SDS | Bio-Rad | 4561086 | |
| 4% Paraformaldeide | Thermo Fisher Scientific | AAJ19943K2 | |
| 5% latte in polvere | Bio-Rad | 170-6404 | |
| Anticorpo 7-Metilguanosina | BioVision | 6655-30T | |
| Piastre a 96 pozzetti | Cellstar | 655180 | |
| AF647-topo coniugato CD8 | Biolegend | 100727 | |
| antibiotico e antimicotico | Gibco | 15240-062 | |
| anti-His anticorpo | Cell Signaling | 2366 P | |
| Segnalazione cellulare | anti-Rabit | Diluizione 7074 | 1:5000 |
| Segnalazione cellulare | anti-ratto | Diluizione 7077S | Kit di analisiBradford 1:5000 |
| Kit di analisi Bradford | Bio-Rad | 5000121 | |
| BSA | ACROS Organics | 24040-0100 | |
| BV421-topo coniugato CD45 | Biolegend | 109831 | |
| cristallovioletto | Sigma | C3886-100G | |
| DMEM | Gibco | 11965-092 | |
| Dynabeads Oligo (dT)25 | Ambion | 61002 | |
| FBS | Gibco | 45015 | |
| Colorante colorante vivo/morto fissabile e780 | eBioscience | 65-0865-14 | |
| Flavopiridol | Selleckchem | S1230 | |
| H3k36me3 | Abcam | ab9050 | Diluizione 1:2000 |
| IFN-&alfa; | R& Sistemi D | 12100-1 | |
| IFN-γ | R& D systems | 485-MI-100 | |
| IMDM | Gibco | 12440053 | |
| Substrato HRP chemiluminescente occidentale Immobilon | Millipore | WBKLS0500 | |
| Kit di isolamento delle cellule T CD8 del topo MojoSort | Biolegend | 480007 | |
| NF-κ | Segnalazione delle cellule | B8242s | Diluizione 1:1000 |
| PBS | Gibco | 14190-144 | |
| p-NF-κ | Segnalazione delle cellule | B3033s | Diluizione 1:1000 |
| p-Ser2-RNAPII | Motivo attivo | 61083 | Diluizione 1:500 |
| p-Ser5-RNAPII | Motivo attivo | 61085 | Diluizione 1:1000 |
| p-STAT1 | Segnalazione cellulare | 7649s | Diluizione 1:1000 |
| RiboMinu Kit eucariote | Ambion | A10837-08 | |
| Tampone RIPA | Santa Cruz Biotecnologia | sc-24948 | |
| RNAPII | Motivo attivo | 61667 | Diluizione 1:1000 |
| STAT1 | Segnalazione cellulare | 9175s | Diluizione 1:1000 |
| TNF-&alfa; | R& Sistemi D | 410-MT-010 | |
| totale H3 | Segnalazione cellulare | 4499 | Diluizione 1:2000 |
| Tri reagente | Sigma | T9424 | |
| Triton | Sigma | T8787-50ML | |
| Tween 20 | AA Hoefer | 9005-64-5 | |
| β-actina | Segnalazione cellulare | 12620S | Diluizione 1:5000 |
| β-ME | G Bioscienze | BC98 |