Cas9トランスジェニックマウスの初代T細胞へのガイドRNAのレトロウイルス形質導入のプロトコールを提示し、Th17分化の研究における遺伝子編集の効率的な代替手段を提供します。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
方法論記事
* These authors contributed equally
Cas9トランスジェニックマウスの初代T細胞へのガイドRNAのレトロウイルス形質導入のプロトコールを提示し、Th17分化の研究における遺伝子編集の効率的な代替手段を提供します。
IL-17Aを産生するヘルパーT細胞(Th17細胞)は、免疫防御に重要な役割を果たし、自己免疫疾患に関与しています。CD4 T細胞は、in vitro で抗原と明確に定義されたサイトカインカクテルで刺激し、 in vivoでTh17細胞の分化を模倣することができます。Th17分化制御機構については、 in vitro Th17分極アッセイを用いて研究が盛んに行われています。
従来のTh17分極法では、通常、遺伝子改変マウスからナイーブCD4 T細胞を採取して、特定の遺伝子がTh17の分化と機能に及ぼす影響を研究します。これらの方法は時間と費用がかかる場合があり、ノックアウト動物の細胞外因性因子の影響を受ける可能性があります。したがって、ガイドRNAのレトロウイルス形質導入を使用して、CRISPR/Cas9ノックイン初代マウスT細胞に遺伝子ノックアウトを導入するプロトコルは、非常に有用な代替アプローチとして機能します。この論文では、レトロウイルスを介した遺伝子ターゲティング後にナイーブな初代T細胞をTh17細胞に分化するためのプロトコルと、感染と分化効率をアッセイするためのその後のフローサイトメトリー分析法を紹介します。
Th17細胞は、CD4+ Tヘルパー細胞のユニークなサブセットであり、細胞外細菌や真菌の根絶に不可欠であり、さまざまな自己免疫疾患1,2,3において重要な役割を果たしています。新たな証拠は、Th17細胞が不均一性を示し、環境的および遺伝的要因の影響を受けて、病原性および非病原性の両方の条件で機能することを示唆しています。Th17細胞の分化、可塑性、不均一性を制御する制御過程を解明することは、より効果的な免疫治療戦略を進めるために重要です。
遺伝子組み換え動物は、Th17細胞の分化と機能の主要な制御因子を明らかにするために広く使用されています。遺伝子改変動物の使用には、in vivoでの完全な操作が必要であり、生理学的条件や疾患モデルにおけるその役割の信憑性と体系的な研究を提供します。それにもかかわらず、このアプローチによるハイスループットスクリーニングは、ほとんど実用的ではありません。In vitro分極アッセイは、Th17細胞分化を研究するための代替手段を提供します。インターロイキン6(IL-6)とトランスフォーミング成長因子β1(TGFβ1)の組み合わせは、非病原性Th17細胞の発達を促進することが示されていますが、IL-6、IL-1β、およびIL-23は、病原性Th17細胞(pTh17)の分化を促進することに関与しています4,5。
CRISPR/Cas9技術の登場により、特定の塩基での正確なゲノム編集が容易になりました。レトロウイルス形質導入と組み合わせることで、このアプローチは、Th17細胞の潜在的な調節因子をスクリーニングし、機能的に研究するための強力で効率的かつ経済的な遺伝的方法を提供します6,7。本研究では、Th17分極系内でのレトロウイルス形質導入の手順を改善しました。レトロウイルスシステムを用いて、マウスからCas9を発現する活性化ナイーブT細胞に感染させました。細胞には、U6プロモーターによって駆動されるガイドRNA(gRNA)コンストラクトと、EF1aプロモーターの制御下にある蛍光レポータータンパク質をコードする遺伝子を投入して、標的遺伝子のノックアウトを促進しました。次に、形質導入したT細胞を特定のサイトカイン条件下で培養し、Th17細胞への分化を誘導しました。特に、RoRγtをノックアウトすると、対照群と比較してIL-17Aの産生が大幅に減少しました。このシステムの有効性は、活性化された初代T細胞の最適化されたレトロウイルス産生と形質導入条件に依存し、Th17の分化と機能における特定の遺伝子を研究するための迅速かつ実用的なアプローチを提供します。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
すべての手順は、実験動物福祉倫理委員会、仁済病院、上海交通大学医学部によって承認され、機関のガイドラインに準拠しています。
1. レトロウイルスの産生
2. 活性化CD4 + T細胞のレトロウイルス感染とTh17の分化
3. 形質導入効率と分化結果の評価
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
本研究では、sgRNAターゲットをRorcにクローニングし、sgRNAノンターゲティングコード配列をmCherry蛍光タンパク質を用いたpMX-U6-MCSベクターにクローニングしました(図1A,B)。レトロウイルスの作製は、図2に概説したプロトコルに従って行った。トランスフェクションは0日目に開始され、レトロウイルスの収穫は2日目に行われました。トランスフェクション効率は、mCherryの蛍光強度で試験できます(図1C)。ウイルスを回収する前に、ナイーブなCD4+ T細胞を選別し、活性化しました。次いで、これらの活性化CD4+ T細胞をスピン感染を用いて感染させ、続いて、説明したように分化ステップを継続させた。最後に、形質導入の効率と分化の結果について、フローサイトメトリー解析とqPCR解析を用いて...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
レトロウイルス導入によるCRISPR/Cas9ゲノム編集は、ヘルパーT細胞の役割を探るための堅牢な方法です。このプロトコルは、Th17の分化と機能に関与する特定の遺伝子を調べるための迅速かつ効果的なアプローチを提供します。最適な結果を得るには、いくつかの重要な手順を慎重に実行する必要があります。まず、遺伝子ノックアウト効率を高めるためには、gRNAを慎重に選択する必要があります。CRISPR/Cas9遺伝子編集におけるオフターゲット効果のリスクを考慮すると、さらなる実験11,12では、プロトコルセクション1.1.1で特定されているように、高スコアの2〜3個のgRNAを選択することが賢明です。第二に、感染を成功させるには、高いウイルス力価が不可欠です。Plat-Eパッケージング細胞株の適切なメンテナンスは非常に重要です。トランスフェクションの日には、細胞数が不十分で多すぎるとウイルスの力価が低下するため、細胞は約80%のコンフルエントに達するはずです。Pl...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
著者は、利益相反はないと述べています。
Shanghai Immune Therapy Instituteの中核施設のDou Liu氏、Dongliang Xu氏、Pinpin Hou氏には、機器の利用を支援していただいたことに感謝します。この研究は、中国国立自然科学基金会の助成金31930038、U21A20199、32100718、および32350007(Linrong Lu)の支援を受けました。32100718(薛暁金へ);上海SHSMU-ZLCX 20211600(Linrong Luへ)のハイレベルな地元の大学の革新的な研究チーム。内部インキュベーションプログラムRJTJ24-QN-076(Zejin Cuiへ)。図2はFigdrawで作成しました。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.5 M EDTA (pH 8.0) | Solarbio | E1170 | |
| 100 mm 細胞および組織培養ディッシュ | BIOFIL | TCD010100 | |
| 1 M Hepes (遊離酸、滅菌) | Solarbio | H1090 | |
| 24 ウェル細胞および組織培養プレート | NEST | 702002 | |
| 48 ウェル細胞および組織培養プレート | NEST | 748002 | |
| BrefeldinA Solution (1,000x) | BioLegend | 420601 | |
| Brilliant Violet 650 anti-mouse CD4 抗体 (RM4-5) | BioLegend | 100546 | |
| CD3e モノクローナル抗体 (145-2C11), Functional Grade, eBioscience | Invitrogen | 16-0031-82 | |
| CD44 Monoclonal Antibody (IM7), PE, eBioscience | Invitrogen | 12-0441-83 | |
| CD62L (L-Selectin) モノクローナル抗体(MEL-14)、APC、eBioscience | Invitrogen | 17-0621-82 | |
| セルカウンター | Nexcelom Bioscience | Cellometer Auto 2000 | |
| Cell Strainer (40 μm) | バイオシャープ | BS-40-CS | |
| セルストレーナー (70 μm) | biosharp | BS-70-CS | |
| 遠心分離機 | エッペンドルフ | 5425 R | |
| 遠心分離機 | eppendorf | 5810 R | |
| ChamQ SYBRカラーqPCRマスターミックス | Vazyme | Q411-02 | |
| ClonExpress IIワンステップクローニングキット | Vazyme | C112 | |
| DH5αコンピテントセル | Sangon Biotech | B528413 | |
| Direct-zol RNA Miniprep | ZYMO RESEARCH | R2050 | |
| DMEM Medium | BasalMedia | L110KJ | |
| EasySep Mouse CD4+ T Cell Isolation Kit | STEMCELL | 19852 | |
| eBioscience Fixable Viability Dye eFluor 660 | Invitrogen | 65-0864-18 | |
| EndoFree Mini Plasmid KitII | TIANGEN | DP118-02 | |
| ExFect Transfection Reagent | Vazyme | T101-01 | |
| Fetal Bovine Serum, Premium Plus | Gibco | A5669701 | |
| FITC anti-mouse IL-17A 抗体 (TC11-18H10.1) | BioLegend | 506907 | |
| ホルムアルデヒド溶液 | Macklin | F864792 | |
| HiScript IV RT SuperMix for qPCR?+gDNA ワイパー? | Vazyme | R423-01 | |
| Ionomycin | Beyotime | S1672 | |
| Mitomycin C | Maokang Biotechnology | 1950 | |
| マウス GRCm38 | NCBI | RefSeq v.108.200622 | |
| OPTI-MEM Reduced Serum Medium | Gibco | 31985070 | Reduced Serum Medium |
| Pacific Blue anti-mouse CD4 抗体 (RM4-5) | BioLegend | ||
| PE/Cyanine7 anti-mouse CD25 抗体 (PC61) | BioLegend | 102015 | |
| PE/Cyanine7 anti-mouse CD4 抗体 (GK1.5) | BioLegend | 100422 | |
| Penicillin-Streptomycin (10,000 U/mL) | Gibco | 15140122 | |
| PMA/TPA | Beyotime | S1819 | |
| R26-CAG-Cas9マウス | Shanghai Model Organisms Center | カタログ番号 NM-KI-00120 | |
| 組換えヒトTGF-β 1(CHO発現)タンパク質、CF | R&D Systems | 11409-BH | |
| 組換えマウス IL-6 | PeproTech | 216-16 | |
| 研究用細胞分析装置 | BD Biosciences | BD LSRFortessa | |
| 研究用細胞選別機 | SONY | MA900 | |
| RPMI 1640 Medium | BasalMedia | L210KJ | |
| SimpliAmp サーマルサイクラー PCR システム | Applied Biosystems | A24811 | |
| ピルビン酸ナトリウム溶液 (100 mM) | Sigma-Aldrich | S8636 | |
| Ultra-LEAF Purified anti-mouse CD28 抗体 (37.51) | BioLegend | 102121 | |
| Ultra-LEAF Purified anti-mouse IFN-γ抗体 (XMG1.2) | BioLegend | 505847 | |
| Ultra-LEAF Purified anti-mouse IL-4 抗体 (11B11) | BioLegend | 504135 | |
| Ultra-LEAF Purified anti-mouse IL-12/IL-23 p40 抗体 (C17.8) | BioLegend | 505309 | |
| &β;-メルカプトエタノール (50 mM) | Solarbio | M8211 |
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。