私たちは、レンチウイルスベクターを使用して、 in vivoで腹膜組織に常在するマクロファージの遺伝子機能を調べるための段階的なプロトコルを示します。
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方法論記事
私たちは、レンチウイルスベクターを使用して、 in vivoで腹膜組織に常在するマクロファージの遺伝子機能を調べるための段階的なプロトコルを示します。
腹膜組織に常在するマクロファージは、恒常性の維持に広範な機能を持ち、局所組織および隣接組織内の病状に関与しています。それらの機能は、微小環境の手がかりによって決定されます。したがって、 in vivo の生理学的ニッチにおける彼らの行動を調査することが不可欠です。現在、特定の腹膜マクロファージターゲティング方法論は、マウス全体のトランスジェニックモデルを採用しています。ここでは、レンチウイルス粒子を用いて腹膜マクロファージにおけるmRNAおよびsmall RNA種(例えば、microRNA)発現の効果的な in vivo 調節のためのプロトコルについて説明します。レンチウイルス製剤はHEK293T細胞で作製し、単一のスクロース層で精製しました。腹腔内注射後のレンチウイルスの有効性の in vivo 検証により、局所組織に限定されたマクロファージの主な感染が明らかになりました。腹膜マクロファージの標的化は、ホメオスタシスおよびチオグリコール酸誘発性腹膜炎において成功しました。レンチウイルスの腹腔内送達によって誘発される低レベルの炎症や、潜在的な実験の時間制限など、プロトコルの限界について説明します。全体として、この研究は、 in vivo の腹膜マクロファージにおける遺伝子機能を迅速に評価するための迅速でアクセス可能なプロトコルを示しています。
組織常在性マクロファージ(Mφ)は、侵入する病原体を感知して応答する食作用免疫細胞の不均一な集団です1,2。さらに、それらは組織の発達、リモデリング、および恒常性の維持において重要な役割を果たします1,3。多くの組織Mφは、胚形成中に卵黄嚢前駆細胞に由来し、生涯を通じて組織に持続します4,5。これらの細胞の表現型と機能は、特定の転写因子と局所微小環境との協調的および階層的な相互作用によって決定される6,7,8,9。この依存性についての理解が深まるにつれ、生理学的に重要なニッチ内でMφを遺伝子操作するための効果的なin vivo法の必要性が高まっています。
レンチウイルスベクターは、in vivo 10,11,12の特定の細胞集団における核酸の操作に頻繁に使用されるツールであり、特に分裂細胞と非分裂細胞の両方に感染し、宿主ゲノムに安定して統合する能力があるためです13,14。過去20年間で、レンチウイルス送達技術は最適化され、系統特異的なターゲティングを増やすために代替エンベロープと合成プロモーターが調査されてきた8,15。その広範な細胞親和性により、水疱性口内炎ウイルスエンベロープ糖タンパク質(VSV-G)16,17は、レンチウイルス技術で使用される「ゴールドスタンダード」エンベロープとなっています。
このプロトコル18では、VSV-Gシュードタイプレンチウイルス粒子を使用して、短いヘアピンRNA(shRNA)およびマイクロRNA(miR)のマウス腹膜Mφ(pMφ)への定常状態でのインビボへの標的化および効果的な送達を実証する。導入遺伝子の発現は、脾臓焦点形成ウイルス(SFFV)プロモーターによって駆動されました。細胞の生産感染は、レンチウイルス由来の増強緑色蛍光タンパク質(GFP)の発現によって定義されました。このアプローチを利用することで、in vivoレンチウイルス実験の読み出しが容易になり、最適な用量と実験期間を定義することができました。最後に、チオグリコール酸誘発性炎症中のマウスのin vivoレンチウイルスチャレンジにより、選択的pMφ感染の自然な傾向が明らかになりました。
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すべての動物の作業は、機関および英国内務省のガイドラインに従って行われました。
注:レンチウイルスを用いたすべての in vivo 研究は、研究における動物の倫理的使用に関する地域および国のガイドラインに従って実施し、カテゴリーIIの感染性物質の使用に関連するすべての規制を遵守する必要があります。動物福祉も地域の規制に従って監視する必要があります。このステップでは、レンチウイルス粒子や鋭利物を扱う際には細心の注意を払う必要があります。
1. トランスフェクション用HEK293T細胞の調製
注:これらの手順は、滅菌組織培養生物学的安全キャビネットの下で行ってください。
2. 非リポソーム脂質トランスフェクション試薬を用いたHEK293T細胞のトランスフェクション
3. レンチウイルス粒子の回収
4. レンチウイルスの精製
5. Jurkat T細胞におけるレンチウイルス産生の滴定
6. 組織常在性腹膜マクロファージの in vivo レンチウイルス感染
7. レンチウイルス感染マウスの腹膜細胞の採取
注意:レンチウイルス注射後72時間以内のコレクションについては、施設のカテゴリーIIの生物学的安全規則に従ってください。.レンチウイルス注射後最初の72時間に感染した動物が保管されていた寝床および保持ケージは、施設のカテゴリーII生物学的安全規則に従って除染する必要があります。
8. 腹膜細胞の染色と解析
9. 臓器からの細胞の抽出
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完全かつ正しく従うと、このプロトコルは、1回の調製物あたり合計1.5mLの高品質レンチウイルスストックが得られ、この研究で決定された最適な量で12回の in vivo 注射に十分です18。トランスフェクションの成功は、プロトコールの早い段階で評価できます。健康でコンフルエントなHEK293T細胞は、プラスミド中に存在する場合、プラスミドトランスフェクションの48時間後に容易に検出可能なマーカーシグナル(例:この研究で使用したGFP)を示すはずです(図1A)。シグナルの強度が低いこと、細胞が過剰に剥離すること、およびプロトコールの初期段階でのコンフルエンシーが低いことは、細胞死を示している可能性があり、レンチウイルス調製物の収率が低下します。オプションの収集 II (手順 3.5.1.) の前のセルの分離の一部は表示され、予期されます。
このプロトコルでは、レンチウイルス粒子の生成に3つのプラスミドが使用されます:構造HIV-1タンパク質(Gag)をコードする...
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組織に常在するマクロファージは、その生理学的環境6,7,8,9によって決定されるさまざまな恒常性および炎症性の組織特異的機能1,2を実行します。このプロトコルでは、レンチウイルス粒子を使用してin vivoで腹膜に常在するマクロファージを操作するための効果的な方法18を導入し、それらの生物学的微小環境におけるマクロファージの機能を調査しました。
プロトコールを成功させるためには、健康なHEK293T細胞を使用することが不可欠です。このプロトコールの開始の少なくとも1週間前に細胞を解...
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著者は何も開示していません。
この研究は、全体的または部分的に、Wellcome Trust Investigator Award [107964/Z/15/Z] によって資金提供されました。PRTは、英国認知症研究所の支援も受けています。M.A.C.は、Biotechnology and Biological Sciences Research Council Discovery Fellowship(BB/T009543/1)の支援を受けています。オープンアクセスの目的で、著者は、この提出から生じる著者受理原稿バージョンにCC BY公開著作権ライセンスを適用しています。L.C.D.は、スウォンジー大学の講師であり、カーディフ大学の名誉研究員です。この研究は、Ipseiz et al. 2020,18.
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.05% トリプシン-EDTA (1x) (トリプシン 500 mg/L または 0.02 mM) | Thermo Fisher Scientific | 25300054 | |
| 0.22 μm 滅菌 ミリックス GPフィルター | メルク | SLGS033SS | |
| 0.45 μm 滅菌 millex GP フィルター | Merck | SLHP033RS | |
| 0.5 mL U-100 インスリン注射器 針付き, 0.33 mm x 12.7 mm (29 G) | BD | 324892 | |
| 1 Litre Sharps Container | N/A | N/A | |
| 2.4G2 抗体 (TruStain FcX anti-mouse CD16/32) | Biolegend | 101320 | |
| 40 μm ストレーナー | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 22363547 | |
| AimV 培地 (研究グレード)、AlbuMax Supplement | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 31035025 | |
| ブロッキングバッファー | 社内 | ||
| Brewer チオグリコール酸培地 | Sigma-Aldrich | B2551 | 4% ストック溶液を水中で調製し、オートクレーブ滅菌して冷凍保存。 |
| CD11b | Biolegend | 101222 | 希釈および濃度については表1を参照 |
| 550993 | |||
| CD11c | Biolegend | および濃度については表1を参照 | 117317 |
| CD11c | Biolegend | 117333 | BDの希釈および濃度については表1を参照 |
| 560375 | CD19 | ||
| Biolegend | 152410 | ||
| CD226 | Biolegend | 128808 | と濃縮については表1 |
| 希釈と濃縮については表1を参照 | |||
| 152313 | 希釈と濃縮については表1を参照してください | ||
| CD4 | バイオレジェンド | 100412 | 希釈と濃縮については表1を参照してください |
| CD73 | eBioscience | 16-0731-82 | 希釈と濃縮については表1を参照してください |
| CD8a | eBioscience | 48-0081-82 | 希釈と濃縮については表1を参照してください |
| 細胞培養フラスコ(T175 fask、175 cm2、 550 mL) | Greiner Bio One | 658175 | |
| 遠心分離チューブ、円錐底チューブ 25 mm x 89 mm | ベックマン・コールター | 358126 | |
| 遠心分離機 | ベックマン・コールター | 超遠心分離機およびTC遠心分離機 | |
| コラゲナーゼIV型 | Sigma-Aldrich | C5138 | |
| 円錐形遠心チューブ(15 mLおよび50 mL) | Greiner Bio One | 11512303 & 11849650 | |
| クライオチューブ | Greiner Bio One | 123277 | または クライオチューブ |
| DMEM ミディアム (1x) + 4.5g/L D-グルコース、400 & マイクロ;M L-グルタミン | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 41965-062 | |
| Dnase I | Sigma-Aldrich | 11284932001 | |
| エフェフェクテントランスフェクション試薬 | Qiagen | 301425 | |
| F4/80 | バイオレジェン | 123123 | 希釈と濃度については表1を参照 |
| F4/80 | バイオレジェン | 123133 希釈と濃度については表1を参照 | |
| F4/80 | バイオレジェンド | 123147 | 希釈と濃度については表1を参照 |
| FceR1 | eBioscience | 48-5898-80 | 希釈と濃度については表1を参照 |
| 子牛胎児血清(FCS) | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 10270-106 | 、56°Cで30分間不活性化されます。Cおよび滅菌済み0.22 μmフィルター |
| フローサイトメーター | Thermo Fisher Scientific | Attune NxT | |
| フローサイトメトリー(FACS)バッファー | 社内 | ||
| 蛍光組織培養顕微鏡 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | EVOS FL | |
| 鉗子 | N/A | N/ | A ユーザーの好み |
| ハンクの平衡塩溶液 (HBSS) | Gibco, Life Technologies | 14175-053 | |
| HEK293T細胞株 | トランスフェクション前に少なくとも1週間成長しました。マイコプラズマフリー | ||
| HIV-1 コア抗原 | ベックマン・コールター | 6604667 | |
| ヒアルロニダーゼ | シグマ・アルドリッチ | H3506 | |
| ハイドレックス サージカルスクラブ、クロルヘキシディング グルコン酸 4% w/v スキンクレンザー | エコラボ | 3037170 | |
| I-A/I-E | バイオレジェンド | 107625 | 希釈と濃度については表1を参照してください |
| ICAM1 | ベクトン・ディキンソン | 554970 | |
| Jurkat T 細胞株 | 。マイコプラズマフリー | ||
| LIVE/DEAD 固定可能な近赤外死細胞染色キット | サーモフィッシャーサイエンティフィック | L34975 | |
| Ly6G | バイオレジェンド | 127615 希釈と濃度については表1を参照してください | |
| ここで | マウスはC57BL/6女性を使用し、8-12週齢(チャールズリバーズ)、特に指定がない限り | ||
| マイクロキャピラリーピペット(容量範囲0.5-1,000 μL) | フィッシャーサイエンティフィック&スターラボ | 11963466 & 11943466 & 11973466 &S1111-3700 | |
| NK1.1 | バイオレジェン | 108724 | の希釈と濃度については、表1を参照してください |
| 。R8.91パッケージングプラスミド | Zuffrey, R., et al. 1997 | は、サイトメガロウイルスプロモーターによって駆動されるGag−Pol HIVタンパク質をコードする。アンピシリン耐性。 | |
| ペニシリン/ストレプトマイシン (100x, 10,000 U/mL) | Thermo Fisher Scientific | 15140122 | |
| Petri dish | Greiner Bio One | 664160 | |
| pHR'SIN-cPPT-SEW plasmid | Rosas, M. et al. 2014 | modified for shRNA and miR expression studies.EGFPマーカーの下流SFFVプロモーターおよびウッドチャック肝炎ウイルスエンハンサーの上流をコードします。アンピシリン耐性。 | |
| pMD2.Gプラスミド | Naldini, L. et al. 1996 | は、水疱性気孔炎ウイルスg-糖タンパク質(VSV-G)エンベロープをコードしています。アンピシリン耐性。 | |
| ラットIgG1、およびκ;アイソタイプコントロール | Becton Dickinson | 550617 | 希釈および濃度については表1を参照してください |
| ラット血清 | Sigma-Aldrich | R9759-10ML | |
| で調製した | 赤血球ACK溶解緩衝液 | ||
| RPMI 1640培地(1x)+ 400 uM L-グルタミン | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 21875-091 | |
| サポニン | Sigma-Aldrich | S4521 | |
| SiglecF | BD | 562681 | 希釈と濃度については表1を参照してください |
| 次亜塩素酸ナトリウム錠(漂白剤、2,000 ppm) | ゲストメディカル | H8818 | |
| 滅菌 24 ウェル細胞培養プレート | Greiner Bio One | 662160 | |
| 滅菌ダルベッコのPBS(DPBS)(1x)Mg++およびCa2+フリー | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 14190144 | |
| 滅菌済み EDTA | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 15575020 | |
| 滅菌済み VWR ディスポーザブルトランスファーピペット (23.0 mL, 30 cm) | VWR | 612-4515 | |
| ショ糖 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 15503022 | |
| 手術用ハサミ | N/ | A N/A | ユーザー希望 |
| シリンジ (50 mL および 1 0mL) | Fisher Scientific | 10084450 & 768160 | |
| Tim4 | Biolegend | 130007 | |
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