このプロトコルの目標はヒト以外の霊長類 CD34 を分離、+細胞プライミング骨髄、レンチ ウイルスのベクトルでこれらの細胞の遺伝子変更および自己ホストの注入の製品を準備します。総プロトコルの長さは、約 48 時間です。
方法論記事
このプロトコルの目標はヒト以外の霊長類 CD34 を分離、+細胞プライミング骨髄、レンチ ウイルスのベクトルでこれらの細胞の遺伝子変更および自己ホストの注入の製品を準備します。総プロトコルの長さは、約 48 時間です。
造血幹・前駆細胞 (HSPC) 移植白血病の基礎療法とほぼ半世紀、他の癌にされている、ひと免疫不全ウイルス (HIV-1) 感染の唯一の既知の治療法の基礎となるの巨大な約束を示していますベータサラセミアなど遺伝性疾患の治療。当社グループは、同じ試薬と診療所に適用される技術の多くを最適化するために科学者を許可する (NHPs)、霊長類におけるモデル HSPC 遺伝子治療プロトコルを開発しました。ここで、CD34 を浄化するための方法を説明+ HSPCs と発動を促された骨髄 (BM) から長期保存する造血幹細胞 (HSC) サブセット。他の HSPC のソース (例えば、動員末梢血幹細胞 [PBSCs]) の浄化のため、同一の手法を採用できます。説明は 2 日間プロトコルは、細胞精製、培養、レンチ ウイルス (LV) と変更され自己ホストに注入のために準備です。成功のキー読み出し CD34 の純度は、+ HSPC 人口、精製 HSPCs の能力が半固体のメディア、そして最も重要なは、遺伝子改造効率形態的に異なるコロニーを形成します。HSPC 遺伝子治療する主な利点は、あらゆる造血細胞に上昇を与える寿命の長い細胞のソースを提供する機能です。など、これらのメソッドは、がん、遺伝性疾患、感染症のモデルの治療に使用されています。それぞれのケースで異なる HSPC の子孫、赤色の血液細胞、T 細胞、B 細胞および骨髄性のサブセットを含むの機能を高めることによって治療効果が確立されます。分離、方法の変更、および HSPC の準備の製品が直接適用で変換可能な人間の患者で複数の疾患。
幹細胞遺伝子治療は、人間の病理学の広い範囲に対処する強力な手段です。HSPC 遺伝子療法は i) 比較的容易 ii) 細胞表面形質に関すると ex vivo 文化パラメーターが利用できますし、フィールドとして展開、知識豊富な患者からこれらの細胞を収集のための特に魅力的なアプローチiii) それは興味の様々 な疾患に合わせた遺伝子変更戦略の増えツールボックスと科学者を提示します。我々 は積極的に、HSPC 生物学、インビボ モデルで臨床、遺伝子組み換え HSPCs の生着と関連する患者への応用の基礎科学を含めて、複数の角度から HSPC 遺伝子治療の方法を調査しています。私たちと他の人が機能的に異なる HSPC サブセット1,2,3動員、HSPC 収量と最小限に抑えながら生着を最大限ご利用いただけますレジメンの細胞表面形質を特徴します。毒性4、5、および遺伝子変更と幅広い悪性、遺伝、および感染症6,7,8、調整されている遺伝子編集の戦略 9,10。機能と遺伝子組み換え HSPCs の生着は、小型と大型動物モデル、マウス、犬、NHPs など数で評価できます。特に、人間・ NHP 細胞 CD34 など CD90、HSPC セル表面蛋白質のために特定の抗体など多く試薬をどちらも使用できますので、NHP モデルも有利。さらに、マウスと対照をなして NHPs など大型の動物を許可する遺伝子の改変の規模の近い近似臨床に必要です。最後に、NHPs HIV-1 感染11など人間の病理学のモデリングのためのゴールド スタンダードは、抗がん剤の候補者と反 HIV 免疫療法12,13の新興国のモデル系。
このプロトコルの目的は、NHP HSPC 注入製品の準備浄化、遺伝子の変更、およびメソッドの概要を説明することです。このプロトコルの範囲外は、以前、これらの製品はすべて造血系統を生じ、疾患モデル1の広い範囲の治療効果を提供すること、自家 NHP ホストで接がを示しています。また接が HSPCs のクローナリティの特徴して動態、人身売買、および個々 の HSPCs と彼らの子孫、次移植1,14の表現型を追跡するためのプラットフォームを構築します。紹介した方法は、以下の目標に開発されている: 非常に純粋な HSPCs および長期接が HSC サブセット、ii) ex vivo 文化の中に原始的な造血を維持し、iii) 効率的に遺伝子変更いずれかの一括 HSPCs を分離するには i) または長期的な接が HSC のサブセット。蛍光活性化セル (FACS)、表現型/機能的異なる HSPC 集団、多くのグループ2,15の方法に一貫性のあるを分離するための並べ替えだけでなく、磁気援用細胞選別 (MAC) を用いてください。 16。文化の原始の HSCs のメンテナンス (すなわち、リンパ性と骨髄性のサブセットを区別を生じさせる完全にコミットの前駆細胞にこれらの細胞の分化を最小限に抑える) ここで説明したプロトコルの重要な一面です。我々 は以前、原始的な表現型17,18, ここでは、そのまま HSPCs を展開するアプローチを特徴とが最小限 (48 h) 経由で造血を維持することに焦点を当てて、ex vivo 文化定義プロトコルについて述べる。
HSPCs と HSC の効率的な変更のサブセットはこのプロトコルの中心的な目標。報告したいくつかのアプローチの中で 2 つは、これまでで最も研究の臨床試験: LV を介した遺伝子の改変及びヌクレアーゼを介した遺伝子1,6,19を編集します。遺伝子編集戦略は特に興味の対象となる遺伝子を変更するヌクレアーゼ プラットフォームの数は 1 つを使用して、たとえば、C-C ケモカイン受容体は、治療のための HIV 感染症7,19または Bcl11A 治療のため 5 (CCR5) を入力赤血球の溶血6。ここでは、LV を介した遺伝子の改変、ゲノム1,8,20にで semirandomly、トランスジェニック貨物統合に着目します。LV のアプローチの主な利点は、(最大 8 または 9 の kilobases) 遺伝物質の大量に配信する機能です。遺伝子編集戦略は、ドナー相同組換え (HDR) によってのみ指定した軌跡で統合する興味の遺伝子をターゲットに開発されている、これらのメソッド必要がありますさらに in vitro および小さい動物モデルの開発。対照的に、LV ベクトル広く使用されている NHPs と患者21,22。重要なは、使用する下塗り開始 HSPC ソースとして BM、ここでは、説明されたプロトコル容易かつ広範に適応できます、たとえば、PBSCs を分離します。前述のように、我々 を活用 NHPs と人間両方の種に適用される試薬を使用しての間の遺伝的類似性が高いです。最後に、このアプローチは、すなわち T 細胞12,23,24; 他の造血のサブセットを変更するのに適応されています。効果的な T 細胞免疫療法アプローチの出現は、このプロトコルで利用される同じ LV プラットフォーム上大きく頼っています。これらのメソッドは、HSPC 生物学または LV を介した遺伝子の改変に興味がある研究者に適しています。たとえば、HSPC 浄化のプロトコルがここで紹介される可能性があります小説 HSC 濃縮サブセットを特徴付ける1,15,25を前述のよう。同様に、ここで示される方法は同様に可能性があります LV 伝達に適用およびさらに多数の他のセルタイプおよび両方生体外でそして生体内でモデルの実験の質問のために開発します。
要約すると、隔離および遺伝子 NHP HSPCs を変更する方法を提案する.これらのメソッドは、他の種と HSPCs の他のソースのために容易に適応することができます。この徹底的に吟味プロトコルは、多くの人間の病気の効果的な治療法のモデル化の大きい約束を示します。
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自家 NHP 移植、プライミング (動員)、細胞、遺伝子の改変のコレクションは、以前に公開されたプロトコル26と一致して実施しています。すべての実験プロシージャを見直し、機関動物ケアとフレッド ・ ハッチンソンがん研究センターとワシントン大学の利用委員会によって承認された (プロトコル #3235-01)。ケアと健康の国民の協会 (「ガイド」); の実験動物の使用のためのガイドの推奨事項に従い、行われているすべての研究動物は研究に無作為に割り当てられました。
1. CD34 の濃縮+ HSPCs と一晩かけて培養 (日-1)
2. 品質管理-豊かに cd34 陽性細胞 (日-1)
3 CD34 の遺伝子の改変+ HSPCs と一晩回復 (0 日)
4. 細胞収穫および注入 (1 日目) のための準備
5. 品質管理
注:フローサイトメトリーし、細胞選別、セルは、4.4.2 のステップで説明されているフォロー アップの一環として、動物に注入されている後実行されます。流れフローサイトメトリーによるデータ移植後すぐに注入製品 (手順 5.1 および 5.3) で定義された表現型の幹・前駆細胞のサブセットの組成を決定するために使用、フロンの分析を試金に対し実行 12-14 日コロニー PCR (ステップ 5.4) による遺伝子の改変の効率を決定するための postinfusion。
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上記プロトコルを特定し遺伝子変更 NHP CD34 です+ HSPCs は、その後自己ホスト (図 1および図 2) に注入が可能です。このプロトコルに従うと、我々 通常最大 8 x 109総白血球はピグテール ニホンザルからプライム BM から入手し、時に、アカゲザルからその量を倍増します。両方の種、cd34 陽性数+を豊かに HSPCs、総白血球数 (図 3) の入力に比例します。前の調査結果はことを示す総 CD34+ HSPC 製品にはない true の場合、長期接が HSCs したがってセルが含まれています、我々 はフロー ベース フローサイトメトリー技術 (図 4) を開発した CFC アッセイ (図 5-6
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LV ベクトル工学は遺伝子は CD34 など細胞の種類を変更する最も特徴付けられるメソッド+ HSPCs、その後移植生体内で。ここで説明されているプロトコルは、体内では、長期的な永続化遺伝子の HSPCs の数を最大化し、様々 な悪性、感染症、遺伝的疾患を持つ患者に臨床上の利益を提供する設計されています。遺伝子編集戦略は、過去 10 年間に浮上して、LV 変更セルが最高の in vitro、動物モデル、患者1,8,20,21,22で検討します。
このプロトコルは、純粋な CD34 の濃縮と豊富な経験に基づく+ HSPCs (すなわち、> CD34 の 80% 並べ替えセル製品における細胞の+ )...
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著者が明らかに何もありません。
著者は、ヘレン ・ クロフォードがこの原稿、グラフィック デザインのためのジム Woolace とベロニカ ネルソン & Devikha チャンドラセ カラン プロトコルの開発に参加するための準備をありがちましょう。このプロトコルの開発は、NIH アレルギー研究所と感染症 (R01 AI135953 と H.P.K. を AI138329) と国立心臓、肺、血液研究所 (R01 HL136135、HL116217、P01 HL122173、U19 からの補助金によって支えられました。H.P.K. に HL129902)、NIH P51 OD010425 の一部と、NIH/NCI 癌センター、サポート助成金 P30 CA015704。H.P.K. はマーキー分子医学の調査官、細胞・遺伝子治療がん研究とフレッドのハッチ寄附のホセ ・ カレーラス/E. ドナル ・ トーマス寄付研究部門の就任の受け手としてサポートを受け取った。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Stemspam SFEM II ("HSPC") 培地 | StemCell | 09655 | |
| ハンクの平衡塩溶液 | Gibco | 14175095 | |
| リン酸緩衝生理食塩水 | Gibco | 14190-144 | |
| ペニシリン/ストレプトマイシン | Gibco | 15140-122 | |
| ジメチルスルホキシ | Sigma Aldrich | D2650-100 | |
| 100% エタノール | デコン ラボ | M18027161M | |
| シクロスポリン | Sigma | 30024-25MG | |
| 500 mM EDTA | Invitrogen | 15575-038 | |
| 熱不活化ウシ胎児血清 | Sigma Aldrich | PS-0500-A | |
| CH-296/ RetroNectin (2.5 mL, 1 & micro;g/µL) | TaKaRA | T100B | |
| ウシ血清アルブミン | Σ A7906-100g | ||
| HEPES | Σ H9897 | ||
| ラット抗マウス IgM 磁気ビーズ | Miltenyi Biotec | 130-047-301 | |
| 組換えヒト幹細胞因子 (SCF) | Peprotech | 300-07 | |
| 組換えヒトトロンボポエチン (TPO) | Peprotech | 300-18 | |
| 組換えヒトFMS様チロシンキナーゼ3(FLT-3) | Peprotech | 300-19 | |
| 硫酸プロタミン | Sigma | P-4505 | |
| 14 mL ポリプロピレン丸底チューブ | コーニング | 352059 | |
| コロニーゲル 1402 | ReachBio | 1402 | |
| QuadroMACS セパレーター | Miltenyi Biotec | 130-090-976 | |
| MACS L25 カラム | Miltenyi biotec | 130-042-401 | |
| 10 mM PGE2 | ケイマンケミカル | 14753-5mg | |
| TC 処理済み T-75 フラスコ | Bioexpress | T-3001-2 | |
| 非 TC 処理済み T-75 フラスコ | サーモフィッシャー | 13680-57 | |
| 20 mL シリンジ | BD Biosciences | 302830 | |
| 16.5 G ニードル | BD精密 | 305198 | |
| シリンジチップキャップ | BDバイオサイエンス | 305819 | |
| QuickExtract DNA溶液 | 震源QE09050 | ||
| 8チューブストリップキャップ PCRチューブ USA | サイエンティフィ | 1402-2708 | |
| 96ウェルサーモサイクラー | サーモフィッシャー | 4375786 | |
| プレセパレーションフィルター | ミルテニーバイオテック | 130-041-407 | |
| ストレーナー、セル;BDファルコン;不妊;ナイロンメッシュ;メッシュサイズ:70um;カラー:ホワイト;50/CS | fisher scientific | 352350 | |
| Ultracomp ebeads | eBioscience | 01-2222-42 | |
| MACSmix チューブ ローテーター | Miltenyi | 130-090-753 | |
| 3 mL ルアーロックシリンジ | サーモフィッシャー | 14823435 | |
| 35 mm x 10 mm 細胞培養ディッシュ | コーニング | 430165 | |
| 60 mm x 15 mm 細胞培養ディッシュ | コーニング | ||
| 150 mm x 25 mm 細胞培養皿 | Corning | 430599 | |
| 非 TC 処理フラスコ | Falcon | 353133 | |
| Qiagen DNA extraction | Qiagen | 51104 | |
| PE Anti-Human CD90 (Thy1) Clone:5E10 | Biolegend | 328110 | |
| PE-CF594 Mouse Anti-Human CD34 Clone:563 | BD horizon | 562449 | |
| APC-H7 マウス抗ヒト CD45RA クローン: 5H9 | BD Pharmingen | 561212 | |
| V450 マウス 抗 NHP CD45 クローン: d058-1283 | BD Biosciences | 561291 | |
| 自家血清 | 家宿主から採取され、CD34+ HSPCs N/A | の動員および収集前に凍結保存されました。ビアード、BC他。非ヒト霊長類における長期再増殖幹細胞の効率的かつ安定したMGMT媒介選択。臨床調査ジャーナル。120(7)、2345-2354、(2010)。 | |
| Virus-Conditioned Media (VCM) | Kiem Lab, FHCRC Co-operative Center for Excellence in Hematology (CCEH) | N/A | Beard, B. C. et al. 非ヒト霊長類における長期再増殖幹細胞の効率的で安定したMGMT媒介選択.臨床調査ジャーナル。120(7)、2345-2354、(2010)。 |
| Anti-CD34 antibody, Clone 12.8 | Kiem Lab | N/A | Beard, B. C. et al. 非ヒト霊長類における長期再増殖幹細胞の効率的で安定したMGMT媒介選択。臨床調査ジャーナル。120(7)、2345-2354、(2010)。 |
| Lenti Fプライマー:AGAGATGGGTGCGAGAGCGTCA | Integrated DNA Technologies | N / A | Peterson、C. W. et al. AIDSの非ヒト霊長類モデルにおけるCal-1遺伝子改変細胞の多系統ポリクローナル生着とSHIV感染後の生体内選択。Mol Ther Methods、Clin Dev.、3、16007、(2016年)。 |
| Lenti Rプライマー:TGCCTTGGTGGGTGCTACTCCTAA | Integrated DNA Technologies | N / A | Peterson、C. W. et al. AIDSの非ヒト霊長類モデルにおけるCal-1遺伝子改変細胞の多系統ポリクローナル生着とSHIV感染後の生体内選択。Mol Ther Methods、Clin Dev.、3、16007、(2016年)。 |
| Actin Fプライマー:TCCTGTGGCACTCACGAAACT | Integrated DNA Technologies | N / A | Peterson、C. W. et al. AIDSの非ヒト霊長類モデルにおけるCal-1遺伝子改変細胞の多系統ポリクローナル生着とSHIV感染後の生体内選択。Mol Ther Methods、Clin Dev.、3、16007、(2016年)。 |
| Actin Rプライマー:GAAGCATTTGCGGTGGACGAT | Integrated DNA Technologies | N/A | Peterson, C. W. et al. Multilineage polyclonal engrubberment of Cal-1 gene-modified cells and in vivo selection after SHIV infection in a nonhuman primate model of AIDS.Mol Ther Methods、Clin Dev.、3、16007、(2016年)。 |
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