July 3rd, 2013
細胞プロセスのシステム·レベルの理解を達成することは、現代の細胞生物学の目標です。我々はここでゲノム規模のRNAiライブラリーを用いた遺伝子の機能を調べるために、様々な細胞機能のエンドポイントのルシフェラーゼレポーターを多重化するための戦略について説明します。
次のプロトコルの全体的な目標は、複数の細胞の読み出しを同時に監視することにより、遺伝子機能のゲノムスケールの調査を可能にすることです。このデモンストレーションでは、Firefly RANおよびCipro Dina Luciferaseベースのレポーターを使用して、それぞれP 53 WINTおよびKRAS経路の活性をモニターします。これらの3つのレポーターは、結腸直腸癌細胞株であるHCT one 16細胞に目的の遺伝子を標的とするirnaで切断されています。
続いて、ホタルとバニラのルシフェラーゼ活性が細胞溶解物で測定され、Cipro DEAルシフェラーゼの活性が測定されます。分泌された酵素は、培養物中で測定されます。アッセイシステムの再現性、およびこれら3つのがん関連経路内の遺伝子の共通および固有の作用を明らかにする能力を示す中程度の結果が得られます。
マイクロレイやマルチカラープライスのような既存の方法に対するこの技術の主な利点は、転写細胞の出力を見るための手頃な価格で普遍的で費用対効果の高い方法であることです。この方法は、分子標的治療戦略の開発など、がん研究における疑問に答えるのに役立ちます。私たちの一時的なトランスフェクトプロトコルの努力ILとスクリーンセットアップのための最小限の事前の時間コミットメントにもかかわらず、それはおそらくウェル信号の変動性によく増加するでしょう、これはウェルからの絶対的な失敗を見るのではなく、レポート比を見ることによって対抗することができますこの手順を開始するには、80〜90%confluent HCT one 16細胞の5つの10センチメートル平方プレートを洗浄し、各プレートのトリプシン化によって細胞を収穫します。
1ミリリットルのトリプシン溶液を使用し、その後、2%FBSと1%ペニシリンを含む10ミリリットルのDMEMで中和します。.ストレプトマイシンは、懸濁細胞を50ミリリットルの円錐管に移し、約130Gで5分間遠心分離します。上清を取り除き、細胞ペレットを10ミリリットルの培地に再懸濁します。
セルカウンターでセル数を数え、次に1ミリリットルあたり10〜5番目のセルでセル溶液を作成します。次のステップのために、マルチドロップ自動液体ディスペンサープレートを使用して150ミリリットルの細胞懸濁液を保持します。100マイクロリットルまたは96ウェル培養プレートの各ウェル内の第4の細胞
。この場合の細胞懸濁液は、1296をめっきするのに十分であるべきである。ウェルプレートは、トランスフェクション混合物を調製しながら、5%二酸化炭素を含むインキュベーター内で摂氏37度の細胞とプレートをインキュベートします。ここで使用した高品質のレポーターコンストラクトDNAは、標準的なMIDIプレップキットを使用して単離され、最終濃度が1ミリグラム/ミリリットルに希釈されました。
各レポーターについて、P 53、FL30マイクロリットルの8つのX-T-C-F-R-L、30マイクロリットルのヘラジカ1、Gの4つ、6マイクロリットルのU-A-S-C-L、およびHの4マイクロリットルを組み合わせて、レポーターコンストラクトストック溶液の100マイクロリットルを準備します。これにより、レポーターの最終比が1対1対1対0.2のDNA混合物が得られ、最終DNA濃度は1ミリグラムあたり0.3ミリグラムになります。次に、1296をトランセクトするのに十分なI-R-N-A-D-N-Aトランスフェクション混合物を調製する。
ウェルプレートは、レポーターコンストラクトストック溶液をQIAGENエフェクトキットからのECバッファーの8ミリリットルで希釈し、最終濃度が1ミリリットルあたり3マイクログラムのDNA溶液を得るためのものです。20マイクロリットルのDNA溶液を96ウェルPCRプレートの各ウェルに注入します。96ウェルプレートの数は、テストするirnaプールの数によって異なります。
例えば、この場合、評価には4つの96ウェルプレートが必要です。バイオーム自動リキッドハンドラーを使用して、384の異なるsir aプールが各5マイクロモルsiRNAの2マイクロリットルを、希釈されたDNAストックを含むPCRプレートの対応するウェルに移します。次に、DNA siRNAプレートの各ウェルに1マイクロリットルのエンハンサー溶液を加えます。
エンハンサー反応を室温で5分間発生させます。次に、3マイクロリットルの効果トランスフェクション試薬を各ウェルに加え、室温でさらに10分間インキュベートします。トランスフェクション複合体の形成を止めるには、2%FBSと1%ペニシリンストレプトマイシンを含む10マイクロリットルのDMEMをPCRプレートの各ウェルに加えます。
HCT one 16細胞を含む1296ウェルプレートをインキュベーターから取り出します。各トランスフェクションが3回行われるため、10マイクロリットルのトランスフェクション混合物を細胞を含む96ウェルプレートの各ウェルに移します。同じ混合物を、細胞を含む2つの追加の96ウェルプレートに適用します。
細胞をトランスフェクション後36時間、5%二酸化炭素の加湿環境下で摂氏37度のトランスフェクション混合物と細胞をインキュベートします。ルシフェラーゼ活性は測定の準備ができています。
この研究では、複数のレポーターが組み込まれているため、1つは培養液に分泌され、他の2つは細胞細胞質に発現します。測定値は、培養液と細胞溶解物の両方から取得され、培養中の Cipro Dina ルシフェラーゼまたは CL 活性を検出します。ミディアムレプリカプレート。
20マイクロリットルの培地を白色の不透明な96ウェルプレートに。マルチドロップを使用して、各ウェルに20マイクロリットルのCLアッセイバッファーを添加します。次に、各ウェルに10マイクロリットルのCipro Dina Luciferと基質を加え、ルミノメーターを使用してCL活性を検出し、ホタルルシフェラーゼとバニラルシフェラーゼ活性を検出し、最初に細胞溶解物を作製する必要があります。
各プレートを逆さまにして培地を流しに投げ入れて、細胞から培地を取り出します。ペーパータオルの逆さまのプレートを軽くたたいて、残りのメディアを取り除きます。30マイクロリットルの1×パッシブ溶解バッファーを細胞の各ウェルに加えます。
プレートを中速で室温で5分間セットしたプラットフォームロッカーに置きます。5分後、20マイクロリットルのルシフェラーゼアッセイ試薬を細胞の各ウェルに加え、すぐにルミノメーターを使用してホタルルシフェラーゼ活性を測定します。次に、ストップ試薬とグロー試薬を添加してホタルのルシフェラーゼ活性を消光し、ルシフェラーゼ活性を測定します。
マルチプレックス化に先立ち、3つの異なるスクリーニングプラットフォームの頑健性を個別に評価しました。示された結腸直腸癌細胞株は、8つのXTCF、PP、53 ta、Luke、またはALK、1つのFireflyルシフェラーゼコードレポーターコンストラクト、およびそれぞれWINTを標的とするsiRNAのプールとともにトランスフェクションされました。各細胞株のパスウェイ関連遺伝子型が示されています。
各スクリーニングプラットフォームの強度は、関連するシグナル伝達経路に対するこれらの誘導効果の再現性によって評価されました。これらの代表的な結果に示されているように、ベタインとsiRNAは、RKO細胞の8つのXTCFレポーター活性に影響を与えません。DLD oneおよびHCT one 16細胞とは対照的に、それぞれA PC経路、サプレッサータンパク質が欠損しており、活性化型のbeca teninを発現します。
その後、これらのレポーターを併用して、これらのグラフに示されているIRNAプールを用いて、風β-カテニンP53とKRASシグナル伝達経路の遺伝子活性を同時に測定できることが示されました。相対的なルシフェラーゼ活性はY軸に、示された目的遺伝子を標的とするsiRNAはX軸に示されています。例えば、β-カテニンを標的とするsiRNAプールは、風性β-カテニン経路の活性を低下させますが、P 53およびKRA S経路には大きな影響を与えません。
マルチプレックスレポーターシステムの開発を試みる際には、トランスフェクション領域とレポーターシグナルの意図について目的の細胞株を最適化することが重要です。
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このプロトコルは、複数の細胞読み取りを同時にモニタリングすることで、ゲノムスケールの遺伝子機能の調査を可能にします。FireflyとCipro Dinaルシフェラーゼレポーターを使用して、大腸がん細胞における主要ながん経路の活性が評価されます。
This multiplexed luciferase screening platform enables simultaneous interrogation of multiple cancer-associated signal transduction pathways, supporting target validation and mechanistic de-risking in oncology drug discovery. By providing quantitative, reproducible readouts of P53, WNT, and KRAS pathway activity, the method enhances predictive confidence in early-stage target prioritization and portfolio triage decisions.
The method integrates into the discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification, enabling mechanistic insight before compound screening.