方法論記事

レンチウイルスベクターを用いたマウス腸管オルガノイドへの遺伝子導入

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2026年8月31日

この記事について

要約

オルガノイドのレンチウイルス導入 0日目: 導入の2日前に、0.95 cm²のウェルいっぱいに存在するオルガノイドを新しいウェルに分割し、約50個の小さなオルガノイドを得るようにする。オルガノイドを分割する(図1A、B)。 オルガノイド培養液に10 µMのChir99021および10 mMのニコチンアミドを添加し、嚢胞性過増殖陰窩を得る(図1C)。 注:分割直後のオルガノイドをChir99021存在下で培養すると、嚢胞性陰窩が最もよく形成される。 2日目: p1000マイクロピペットを用いてMatrigelと培地をピぺッティングし、混合物を分散させてオルガノイドを回収する。混合物を15 mLチューブに入れる。 先端を加熱して細くしたパスツールピペットを用いて、さらに分散させる。オルガノイドを100 x gで5分間遠心分離してペレット化する。 注:遠心分離機のサイズに応じて、遠心速度を調整すること。分散させたオルガノイドが混合物から分離する正確な速度を確認する必要がある。 上清を除去し、あらかじめ温めておいた1xトリプシン(0.25%トリプシンに相当)500 µLを添加する。オルガノイドをトリプシンに懸濁し、37 °Cのウォーターバスで3分間インキュベートする。 細胞株培養液[10%胎児牛血清 (FCS)、1%ペニシリン/ストレプトマイシン、およびグルタミンを添加したDulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM)]3.5 mLを添加してトリプシンを不活化させる。500 x gで5分間遠心分離する。 上清を除去し、約20 µLの培地中にペレットを残す。この少量の培地とともにオルガノイドを48ウェルプレートのウェルに移す。 導入培地に含まれる高タイターのレンチウイルスを添加して懸濁し、ステップ3.10へ進む(導入効率が低い場合)。 注:効率的な導入のためには、通常、1ウェルのオルガノイドに対して250 µLの高タイターレンチウイルス1アリコートを添加する。これは、1回の作製で回収された全レンチウイルスの50%に相当する。 オプション:導入効率を高めるには、オルガノイドを含む48ウェルプレートを32 °Cに予熱した遠心機に入れ、600 x gで1時間回転させるスピノキュレーションを行う。 オルガノイドとウイルスの混合物を培養インキュベーターに入れ、37 °Cで1時間インキュベートして導入させる。 オプション:さらに導入効率を高めるには、培養インキュベーターにて37 °Cでさらに3時間インキュベートする。 1 mLのオルガノイド培養液を加え、オルガノイドとウイルスの混合物を再懸濁させ、マイクロ遠心チューブに移して850 x gで5分間遠心分離し、オルガノイドをペレット化する。 上清を除去し、ペレットを20 µLの氷冷Matrigelに懸濁する。素材は温度が上がると凝固するため、氷冷PBSを数回ピぺッティングして冷却したピペットチップを使用すること。 ドロップレットを48ウェルプレートのウェル中央に置き、37 °Cの培養インキュベーターで15分間インキュベートして凝固させる。 15分後、10 mMニコチンアミド、10 µM Chir99021、および10 µM Y27632を添加したオルガノイド培養液250 µLを慎重に加える。分散した小さなオルガノイド断片は、24時間以内に小さな嚢胞性オルガノイドを形成する。 5日目: 培地を更新し、選択用抗生物質(ピューロマイシンの場合は4 µg/mL)を添加する。 7日目: 培地を選択用抗生物質を添加した標準的なオルガノイド培養液に交換する。 注:Chir99021の除去から2〜3週間で出芽が完了する。選択後は、選択用抗生物質なしでオルガノイドを培養することができる。 Van Lidth de Jeude, J. F., 他 腸管オルガノイドのレンチウイルス導入およびダウンストリーム解析のプロトコル J. Vis. Exp. (2015)

このビデオでは、陰窩様構造を含む懸濁液からのマウス腸管オルガノイドへのレンチウイルス導入について説明します。基底膜マトリックスを足場として使用し、成長因子を添加した培地を用いることで、レンチウイルスベクターを導入し、安定的な遺伝子組み込みを可能にします。

プロトコル

オルガノイドへのレンチウイルス導入

0日目:

  1. トランスダクションの2日前に、0.95 cm²のウェルいっぱいに充填されたオルガノイドを新しいウェルに分割し、約50個の小型オルガノイドを得るようにします。オルガノイドを分割します(Figure 1A, B)。
  2. オルガノイド培養液に10 µM Chir99021および10 mM nicotinamideを添加し、嚢胞状過増殖クリプトを形成させます(Figure 1C)。
    注記:新鮮に分割したオルガノイドをChir99021存在下で培養すると、嚢胞状クリプトが最も良好に発達します。

2日目:

  1. p1000マイクロピペットを用いてMatrigelと培地をピペッティングし、混合物を分散させてオルガノイドを回収する。混合物を15 mLチューブに移す。
  2. 先端を加熱して開口部を狭めたパスツールピペットを用いて、さらに分散させる。100 x gで5分間遠心分離し、オルガノイドをペレット化する。
    注意: 遠心機のサイズに応じて、遠心速度を調整すること。分散したオルガノイドが混合物から分離する正確な速度を見極める必要がある。
  3. 上清を除去し、あらかじめ温めておいた1xトリプシン(0.25%トリプシンと同等)500 µLを加える。オルガノイドをトリプシン中で再懸濁し、37 °Cのウォーターバスで3分間インキュベートする。
  4. 細胞株用培養液[10%胎児血清(FCS)、1%ペニシリン/ストレプトマイシンおよびグルタミンを添加したDulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM)]3.5 mLを加えてトリプシンを不活化させる。500 x gで5分間遠心分離する。
  5. 上清を除去し、約20 µLの培地中にペレットを残す。この少量の培地とともにオルガノイドを48ウェルプレートのウェルに移す。
  6. 導入培地を用いて高タイターレンチウイルスを添加して再懸濁し、ステップ3.10へ進む。導入効率が低い場合に対応する。
    注意: 効率的な導入のためには、通常、高タイターレンチウイルス250 µLの1アリコートをオルガノイド1ウェルに添加する。これは、1回の製造で回収された全レンチウイルスの50%に相当する。
  7. オプション:導入効率を高めるには、オルガノイドを含む48ウェルプレートを32 °Cに温めておいた遠心機に入れ、600 x gで1時間回転させるスピノキュレーションを行う。
  8. オルガノイドとウイルスの混合物を培養インキュベーターに入れ、37 °Cで1時間インキュベートして導入させる。
  9. オプション:導入効率をさらに高めるには、培養インキュベーターにて37 °Cでさらに3時間、オルガノイドをインキュベートする。
  10. オルガノイド培養液1 mLを加え、オルガノイドとウイルスの混合物を再懸濁する。これをマイクロ遠心チューブに移し、マイクロ遠心機を用いて850 x gで5分間遠心分離してオルガノイドをペレット化する。
  11. 上清を除去し、氷冷したMatrigel 20 µLでペレットを再懸濁する。この材料は温度が上がると凝固するため、氷冷PBSを数回ピペッティングして冷やしたピペットチップを使用する。
  12. 液滴を48ウェルプレートのウェルの中央に滴下し、37 °Cの培養インキュベーターで15分間インキュベートして凝固させる。
  13. 15分後、10 mMニコチンアミド、10 µM Chir99021、および10 µM Y27632を添加したオルガノイド培養液250 µLを慎重に加える。分散した小さなオルガノイド断片は、24時間以内に小さな嚢胞状オルガノイドを形成する。

5日目:

  1. 培地を更新し、選択用抗生物質を添加する(ピューロマイシンの場合は4 µg/mLを使用する)。

7日目:

  1. 培地を選択抗剤を添加した標準的なオルガノイド培養培地で交換する。
    注:出芽はChir99021の除去から2〜3週間で完了する。選択後、オルガノイドは選択抗剤なしで培養することが可能である。

結果

figure-results-1

図1:オルガノイド導入用レンチウイルスの作製スキーム。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
ポリエチレンイミンPolysciences23966-2 
DMEM培地LonzaBE12-614F 
胎児牛血清LonzaDE14-801F 
ペニシリン-ストレプトマイシンInvitrogen15140-122 
グルタミンInvitrogen25030-024 
MatrigelBDBD 356231 
Advanced DMEM-F12Gibco12634-010 
N2Invitrogen17502-048 
B27Invitrogen17504-044 
N-アセチルシステインSigmaA9165-1G 
マウスEgfInvitrogenPMG8045 
Hepes 1 MInvitrogen15630-056 
Glutamax 100xInvitrogen35050-038 
Chir 99021Axon1386 
Y27632SigmaY0503-5MG 
ポリブレンSigma107689 
ニコチンアミドSigmaN0636 
トリプシンLonzaBE02-007E 

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