Dimostriamo un protocollo passo-passo per lo studio della funzione genica nei macrofagi residenti nel tessuto peritoneale in vivo, utilizzando vettori lentivirali.
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Articolo metodologico
Dimostriamo un protocollo passo-passo per lo studio della funzione genica nei macrofagi residenti nel tessuto peritoneale in vivo, utilizzando vettori lentivirali.
I macrofagi residenti nel tessuto peritoneale hanno ampie funzioni nel mantenimento dell'omeostasi e sono coinvolti in patologie all'interno dei tessuti locali e limitrofi. Le loro funzioni sono dettate da segnali microambientali; Pertanto, è essenziale indagare il loro comportamento in una nicchia fisiologica in vivo . Attualmente, specifiche metodologie di targeting dei macrofagi peritoneali impiegano modelli transgenici di topo intero. Qui, viene descritto un protocollo per un'efficace modulazione in vivo dell'espressione di mRNA e piccole specie di RNA (ad esempio, microRNA) nei macrofagi peritoneali utilizzando particelle di lentivirus. I preparati di lentivirus sono stati realizzati in cellule HEK293T e purificati su un singolo strato di saccarosio. La convalida in vivo dell'efficacia del lentivirus dopo l'iniezione intraperitoneale ha rivelato un'infezione predominante dei macrofagi limitata al tessuto locale. Il targeting dei macrofagi peritoneali ha avuto successo durante l'omeostasi e la peritonite indotta da tioglicolati. Vengono discussi i limiti del protocollo, tra cui l'infiammazione di basso livello indotta dalla somministrazione intraperitoneale di lentivirus e le restrizioni temporali per potenziali esperimenti. Nel complesso, questo studio presenta un protocollo rapido e accessibile per la valutazione rapida della funzione genica nei macrofagi peritoneali in vivo.
I macrofagi residenti nei tessuti (Mφ) sono una popolazione eterogenea di cellule immunitarie fagocitiche che percepiscono e rispondono ai patogeni invasori 1,2. Inoltre, svolgono un ruolo essenziale nello sviluppo dei tessuti, nel rimodellamento e nel mantenimento dell'omeostasi 1,3. Molti Mφ tissutali derivano dai progenitori del sacco vitellino durante l'embriogenesi e persistono nel tessuto per tutta la vita 4,5. Il fenotipo e le funzioni di queste cellule sono dettate dalle interazioni collaborative e gerarchiche di specifici fattori di trascrizione e del microambiente locale 6,7,8,9. Una crescente comprensione di questa dipendenza aumenta la necessità di metodi efficaci in vivo per la manipolazione genica di Mφ all'interno della loro nicchia fisiologicamente rilevante.
I vettori lentivirali sono uno strumento frequentemente impiegato per la manipolazione degli acidi nucleici in specifiche popolazioni cellulari in vivo 10,11,12, in particolare grazie alla loro capacità di infettare sia le cellule in divisione che quelle non in divisione e di integrarsi stabilmente nel genoma dell'ospite 13,14. Negli ultimi due decenni, la tecnologia di somministrazione dei lentivirus è stata ottimizzata e sono stati studiati involucri alternativi e promotori sintetici per aumentare il targeting specifico del lignaggio 8,15. A causa del suo ampio tropismo cellulare, la glicoproteina dell'involucro del virus della stomatite vescicolare (VSV-G)16,17 è diventata l'involucro "gold standard" utilizzato nella tecnologia dei lentivirus.
In questo protocollo18, le particelle lentivirali pseudotipizzate VSV-G sono impiegate per dimostrare la somministrazione mirata ed efficace di RNA a forcina corta (shRNA) e microRNA (miR) a Mφ peritoneale di topo (pMφ) in vivo, allo stato stazionario19. L'espressione del transgene è stata guidata dal promotore del virus della formazione del fuoco della milza (SFFV). L'infezione produttiva delle cellule è stata definita dall'espressione della proteina fluorescente verde potenziata (GFP) derivata dal lentivirus. L'utilizzo di questo approccio ha permesso una facile lettura per esperimenti in vivo sul lentivirus per definire la dose ottimale e il periodo di tempo sperimentale. Infine, la provocazione lentivirale in vivo dei topi durante l'infiammazione indotta da tioglicolato ha rivelato la naturale propensione all'infezione selettiva da pMφ.
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Tutto il lavoro sugli animali è stato condotto in conformità con le linee guida istituzionali e del Ministero degli Interni del Regno Unito.
NOTA: Tutti gli studi in vivo con lentivirus devono essere eseguiti secondo le linee guida locali e nazionali sull'uso etico degli animali nella ricerca, nonché aderendo a tutte le normative associate all'uso di materiali infettivi di categoria II. Anche il benessere degli animali deve essere monitorato in conformità con le normative locali. In questa fase del protocollo, è necessario prestare la massima attenzione quando si lavora con particelle lentivirali e taglienti.
1. Preparazione delle cellule HEK293T per la trasfezione
NOTA: Eseguire questi passaggi sotto una cappa di sicurezza biologica per colture tissutali sterili.
2. Trasfezione di cellule HEK293T utilizzando reagente di trasfezione lipidica non liposomiale
3. Raccolta di particelle lentivirali
4. Purificazione del lentivirus
5. Titolazione della produzione di lentivirus in cellule T Jurkat
6. Infezione da lentivirus in vivo di macrofagi peritoneali residenti nei tessuti
7. Raccolta di cellule peritoneali da topo infetto da lentivirus
ATTENZIONE: Per le raccolte entro 72 ore dall'iniezione di lentivirus, seguire le norme di sicurezza biologica istituzionali di categoria II. La lettiera e la gabbia di detenzione in cui sono stati tenuti gli animali infetti nelle prime 72 ore dopo l'iniezione di lentivirus devono essere decontaminate secondo le norme istituzionali di sicurezza biologica di categoria II.
8. Colorazione e analisi delle cellule peritoneali
9. Estrazione di cellule dagli organi
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Se seguito in modo completo e corretto, questo protocollo produce un totale di 1,5 ml di stock di lentivirus di alta qualità per singola preparazione, sufficiente per dodici iniezioni in vivo al volume ottimale determinato in questo studio18. Il successo della trasfezione può essere valutato all'inizio del protocollo. Le cellule HEK293T sane e confluenti dovrebbero mostrare, se presenti nei plasmidi, un segnale marcatore facilmente rilevabile (ad esempio, GFP utilizzato in questo studio) ...
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I macrofagi residenti nei tessuti svolgono una serie di funzioni tessuto-specifiche omeostatiche e infiammatorie 1,2 dettate dal loro ambiente fisiologico 6,7,8,9. In questo protocollo, è stato introdotto un metodo efficace18 per la manipolazione di macrofagi residenti perito...
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Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Questa ricerca è stata finanziata, in tutto o in parte, dal Wellcome Trust Investigator Award [107964/Z/15/Z]. La PRT è supportata anche dal Dementia Research Institute del Regno Unito. Il Master è supportato dalla Biotechnology and Biological Sciences Research Council Discovery Fellowship (BB/T009543/1). Ai fini dell'Open Access, l'autore ha applicato una licenza di copyright pubblica CC BY a qualsiasi versione del manoscritto accettato dall'autore derivante da questa presentazione. L.C.D è docente presso l'Università di Swansea e ricercatore onorario presso l'Università di Cardiff. Questo lavoro è supportato dal lavoro svolto da Ipseiz et al. 202018.
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 0,05% Tripsina-EDTA (1x) (Tripsina 500 mg/L o 0,02 mM) | Thermo Fisher Scientific 25300054 | ||
| 0,22 μ m filtro sterile millex GP | Merck | SLGS033SS | |
| 0,45 μ m sterile millex GP filter | Merck | SLHP033RS | |
| 0,5 mL Siringa da insulina U-100 con ago, 0,33 mm x 12,7 mm (29 G) | BD | 324892 | |
| 1 litro Sharps Container | N/A | N/A | |
| 2,4G2 anticorpo (TruStain FcX anti-mouse CD16/32) | Biolegend | 101320 | |
| 40 μ m filtro | Thermo Fisher Scientific | 22363547 | |
| AimV medium (grado di ricerca), AlbuMax Supplement | Thermo Fisher Scientific | 31035025 | |
| Tampone bloccante | preparato in casa | ||
| Brewer tioglicolato medium | Sigma-Aldrich | B2551 | soluzione madre al 4% preparata in acqua, sterilizzata in autoclave e mantenuta congelata. |
| CD11b | Biolegend | 101222 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| CD11b | BD | 550993 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| CD11c | Biolegend | 117317 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| CD11c | Biolegend | 117333 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| CD19 | BD | 560375 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| CD19 | Biolegend | 152410 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| CD226 | Biolegend | 128808 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| CD3e | BD | 560527 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| CD3e | Biolegend | 152313 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| CD4 | Biolegend | 100412 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| CD73 | eBioscience | 16-0731-82 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| CD8a | eBioscience | 48-0081-82 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| Pallone per colture cellulari (T175 fask, 175 cm2, 550 mL) | Greiner Bio One | 658175 | |
| Provette per centrifuga, provette a fondo conico 25 mm x 89 mm | Beckman Coulter | 358126 | |
| Centrifughe | Beckman Coulter | Ultracentrifuga e centrifuga TC | |
| Collagenasi tipo IV | Sigma-Aldrich | C5138 | |
| Provette per centrifuga coniche (15 mL e 50 mL) | Greiner Bio One | 11512303 & 11849650 | |
| Cryotube | Greiner Bio One | 123277 | o crioprovette |
| DMEM medium (1x) + 4,5g/L D-glucosio, 400 &; M L-glutammina | Thermo Fisher Scientific | 41965-062 | |
| Dnase I | Sigma-Aldrich | 11284932001 | |
| Reagente di trasfezione Effectene | Qiagen | 301425 | |
| F4/80 | Biolegend | 123123 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| F4/80 | Biolegend | 123133 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| F4/80 | Biolegend | 123147 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| FceR1 | eBioscience | 48-5898-80 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| del siero fetale di vitello (FCS) | Thermo Fisher Scientific | 10270-106 | inattivato a caldo per 30 min a 56 ° C e sterile filtrato attraverso 0,22 μ m filtro |
| Citometro a flusso | Thermo Fisher Scientific | Tampone per | |
| preparato internamente | |||
| Microscopio fluorescente per colture tissutali | Thermo Fisher Scientific | EVOS FL | |
| Pinze | N/A | N/A Preferenza | dell'utente |
| Soluzione salina bilanciata di Hank (HBSS) | Gibco, Life Technologies | 14175-053 | |
| Linea cellulare | HEK293T | coltivato per almeno una settimana prima della trasfezione. Antigene centrale HIV-1 libero da micoplasma | |
| Beckman Coulter | 6604667 | ||
| Ialuronidasi | Sigma-Aldrich | H3506 | |
| Scrub chirurgico Hydrex, gluconato clorexidente 4% p/v detergente per la pelle | Ecolab | 3037170 | |
| I-A/I-E | Biolegend | 107625 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| ICAM1 | Becton Dickinson | 554970 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| linea | coltivata per almeno una settimana prima dell'uso. | ||
| Kit di colorazione per cellule morte nel vicino infrarosso fissabile | Thermo Fisher Scientific | L34975 | |
| Ly6G | Biolegend | 127615 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| I topi | qui utilizzati C57BL/6 femmine, di età compresa tra 8 e 12 settimane (Charles Rivers), se non diversamente specificato | ||
| Pipette microcapillari (intervallo di volume 0,5-1.000 μ L) | Fisher Scientific & Starlab | 11963466 & 11943466 & 11973466 & S1111-3700 | |
| NK1.1 | Biolegend | 108724 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| Paraformaldeide | Sigma-Aldrich | P6148-500G | preparato al 2% p/v in PBS |
| pCMV-Δ Il plasmide di imballaggio R8.91 | Zuffrey, R., et al. 1997 | Resistenza all'ampicilina. | |
| Penicillina/Streptomicina (100x, 10.000 U/mL) | Thermo Fisher Scientific | 15140122 | |
| Piastra di Petri | Greiner Bio One | 664160 | |
| pHR'SIN-cPPT-SEW plasmide | Rosas, M. et al. 2014 | modificato per studi di espressione di shRNA e miR. Codifica per il marcatore EGFP a valle, promotore SFFV e a monte del potenziatore del virus dell'epatite della marmotta. Resistenza all'ampicilina. | |
| pMD2.G | Naldini, L. et al. 1996 | codifica per l'involucro della glicoproteina g del virus della stomatide vescicolare (VSV-G). Resistenza all'ampicilina. | |
| Controllo dell'isotipo IgG1 di ratto, κ Becton | Dickinson | 550617 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| Siero di ratto | Sigma-Aldrich | R9759-10ML | |
| Tampone di lisi ACK del sangue rosso | preparato in casa | ||
| RPMI 1640 medium (1x) + 400 uM L-glutammina | Thermo Fisher Scientific | 21875-091 | |
| Saponina | Sigma-Aldrich | S4521 | |
| SiglecF | BD | 562681 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione |
| Compresse di ipoclorito di sodio (candeggina, 2.000 ppm) | Guest Medical | H8818 | |
| Piastra sterile per colture cellulari a 24 pozzetti | Greiner Bio One | 662160 | |
| Sterile Dulbecco's PBS (DPBS) (1x) Mg++ e Ca2+ - senza | Thermo Fisher Scientific 14190144 | ||
| EDTA sterile | Thermo Fisher Scientific | 15575020 | |
| Pipette di trasferimento monouso sterili VWR (23,0 mL, 30 cm) | VWR | 612-4515 | |
| Sucrosio | Thermo Fisher Scientific | 15503022 | |
| forbici chirurgiche | N/A | N/A Siringhe | per le preferenze dell'utente |
| (50 mL e 1 0 mL) | Fisher Scientific | 10084450 & 768160 | |
| Tim4 | Biolegend | 130007 | Fare riferimento alla Tabella 1 per la diluizione e la concentrazione Piastra |
| colture cellulari a 96 pozzetti con fondo a U | Greiner Bio One | 650180 |
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