We beschrijven hoe retrovirale of lentivirale infecties van overexpressie of shRNA-bevattende constructies in het menselijk Ramos B-cellijn en hoe somatische hypermutatie te meten in deze cellen. Uit te voeren
Methodenartikel
We beschrijven hoe retrovirale of lentivirale infecties van overexpressie of shRNA-bevattende constructies in het menselijk Ramos B-cellijn en hoe somatische hypermutatie te meten in deze cellen. Uit te voeren
B-cellen beginnen hun leven met een lage affiniteit antilichamen gegenereerd door V (D) J recombinatie. Echter, bij het opsporen van een ziekteverwekker, is de variabele (V) regio van een immunoglobuline (Ig) gen ongeveer 100.000 keer meer dan de rest van het genoom door middel van somatische hypermutatie (SHM) gemuteerd, wat resulteert in een hoge affiniteit antilichamen 1,2. Daarnaast, klasse switch recombinatie (CSR) produceert antilichamen met verschillende effector functies, afhankelijk van de aard van de immuunrespons die nodig is voor een bepaalde ziekteverwekker. CSR en SHM worden geïnitieerd door de activatie-geïnduceerde cytidinedeaminase (AID), die cytosine residuen in DNA te produceren uracils deaminates. Deze uracils worden verwerkt door foutgevoelige vormen van reparatie wegen, uiteindelijk leidend tot mutaties en recombinatie 1-3.
Onze huidige kennis van de moleculaire details van de SHM en MVO komen uit een combinatie van studies in muizen, primaire cellen, cellijnen, en cel-free experimenten. Muismodellen blijft de gouden standaard met genetische knockouts tonen cruciale rol voor vele reparatie factoren (bijvoorbeeld Ung, MSH2, MSH6, Exo1, en polymerase η) 4-10. Echter, niet alle genen zijn vatbaar voor de knock-out studies. Bijvoorbeeld, knockouts van verschillende double-strand break repair eiwitten embryonaal dodelijk of aantasting B-cel ontwikkeling 11-14. Bovendien, soms de specifieke functie van een eiwit in SHM of MVO kan worden gemaskeerd door de meer globale defecten veroorzaakt door de knock-out. Daarnaast kan worden omdat experimenten in muizen langdurig, veranderen van de expressie van individuele genen in cellijnen is uitgegroeid tot een steeds populairder eerste stap naar het identificeren en karakteriseren kandidaat-genen 15-18.
Ramos - een Burkitt lymfoom cellijn die constitutief ondergaat SHM - is een populaire cellijn model om SHM 18-24 te bestuderen. Een voordeel van Ramos cellen is dat ze een ingebouwde handige semi hebben-Kwantitatieve meting van SHM. Wild-type cellen brengen IgM en, als ze pick-up mutaties, een aantal van de mutaties knock-out IgM expressie. Daarom is het testen van IgM verlies door fluorescentie-geactiveerde cel scanning (FACS) biedt een snelle uitlezing voor het niveau van de SHM. Een meer kwantitatieve meting van de SHM kan worden verkregen door direct sequencing het antilichaam genen.
Omdat Ramos-cellen zijn moeilijk te transfecteren, produceren we stabiele derivaten die zijn verhoogd of verlaagd expressie van een individueel gen door het infecteren van cellen met retrovirale of lentivirale constructen die ofwel een overexpressie cassette of een short hairpin RNA (shRNA), respectievelijk bevatten. Hier beschrijven we hoe we dan Ramos cellen te infecteren en het gebruik van deze cellen om de rol van specifieke genen op de SHM (figuur 1) te onderzoeken.
1. Voorbereiding van de monsters en cellen
2. Transfecteren BOSC 23 cellen
3. Oogsten virale deeltjes
5. Enkele cel zaaien
Single zaaien kan worden uitgevoerd in een van de twee manieren: door FACS-sortering of handmatig.
6. Analyse: IgM verlies (3 weken en 5 weken)
7. Analyse: Bevestig knock-down door kwantitatieve RT-PCR (5 weken)
8. Analyse: Genomic sequencing (5 weken)
9. Representatieve resultaten:
Zoals eerder opgemerkt, gebruiken we een positieve controle virale vector die zowel GFP als een puromycine-resistentiegen uitdrukt. We meestal zien 50-75% GFP +-cellen twee dagenna transfectie. In onze infecties, we meestal zien 50-70% cellen GFP + twee dagen na de infectie, maar voor de selectie. Na selectie is voltooid,> 95% van de cellen GFP +.
Als vertegenwoordiger experimenten, laten we de effecten van overexpressie AID of neerhalen een reparatie factor in Ramos cellen. Concreet hebben we getransfecteerd een retrovirale overexpressie vector voor AID verbonden via een IRES site Thy1.1, samen met de retrovirale vector verpakking pKat2 in BOSC 23 cellen. Virus-bevattende media werd gefilterd en vervolgens gebruikt om Ramos cellen te infecteren. Zowel wild type (WT) en de AID tot overexpressie (AID hi) cellen werden enkele cel gezaaid en gekweekt gedurende 3 weken, waarna ze werden geanalyseerd op genexpressie door qRT-PCR (figuur 2) en voor IgM verlies door FACS (Figuur 3 ). Voor de FACS kleuring, werden de cellen geïncubeerd met beide 1:20 verdunde PE-gelabeld α-mens IgM antilichaam en 1:400 verdund FITC-gelabelde α-rat CD90/mouseCD90.1 (Thy1.1) antilichaam. In een afzonderlijk experiment werden lentivirussen bevat ofwel een irrelevante shRNA (controle) of een shRNA tegen een high-fidelity DNA-herstel factor zal naar verwachting te beschermen tegen SHM in BOSC 23 cellen, en vervolgens geïnfecteerd in een AID hi kloon van Ramos cellen. Opnieuw werden genexpressie (figuur 4) en IgM verlies (Figuur 5) geanalyseerd in een cel klonen na 3 weken. Sinds de reparatie factor wordt verondersteld om bescherming tegen mutaties gedurende SHM te bieden, dan zien we een toename van de IgM verlies en SHM bij afwezigheid van de factor. Als we knocked-down een factor betrokken is bij het genereren van SHM-geassocieerde mutaties, zouden we hebben gezien een daling van de IgM verlies plaats.
Zoals verwacht, onze qRT-PCR resultaten tonen een duidelijke toename van de AID expressie na infectie van cellen met een AID overexpressie vector (figuur 2), terwijl het niveau van het DNA-herstel factor daling van de aanwezigheid van een gerichte shRNA tegen dat factor (figuur 4 ). Omdat individuele clones kunnen variëren, kun je zien wat variatie in genexpressie niveaus. Omdat de genexpressie kan variëren, is het noodzakelijk om bevestiging van de uitdrukking in elke kloon u van plan bent op het analyseren verder. Verschillende shRNAs tegen hetzelfde gen zou kunnen hebben verschillende effecten op genexpressie zo goed, dus je moet een aantal shRNAs het scherm om te bepalen welke heeft de grootste impact. Knockdown kunnen ook worden bevestigd op het eiwit niveau door immunoblotting. Ook kunnen afzonderlijke klonen sterk verschillen in niveaus van IgM verlies. Sommige klonen zou kunnen aantonen dat er een "jackpot"-effect, waarbij een IgM mutatie opgetreden in een van de eerste celdelingen - bijvoorbeeld, zul je> 50% IgM verlies zien alleen maar omdat een van de cellen werden IgM - op de twee-cellig stadium. De invloed van deze klonen wordt geminimaliseerd door het berekenen van de mediaan voor een aantal enkele cel klonen.

Figuur 1. Schematische voor het transontsmetting, infectie en de analyse van IgM verlies. Zie tekst voor details.

Figuur 2. AID overexpressie in Ramos cellen. WT en de AID hi Ramos cellen werden enkele cel gekloond en gegroeid gedurende 3 weken, op welk moment AID uiting in de individuele klonen werd gemeten door qRT-PCR. GAPDH uitdrukking werd gebruikt voor normalisatie. WT was ingesteld op 1. De mediaan waarde wordt weergegeven. * Geeft ap waarde van <0,01, berekend als een eenzijdige Student's t-test.

Figuur 3. Verhoogde IgM verlies in AID hi-cellen in vergelijking met WT-cellen. Oppervlak IgM werd gemeten door FACS op het 3 week tijdstip, en het percentage van de IgM verlies werd berekend voor WT en AID hi-cellen. (A) Vertegenwoordiger FACS plot van een WT kloon en een AID hi kloon. De AID overexpressie vEctor heeft AID gekoppeld aan Thy1.1 via een IRES site, dus Thy1.1 uitdrukking wordt gebruikt als een surrogaat voor de AID expressie. (B) Kwantificering van IgM verlies in diverse WT en de AID hi klonen. De mediaan waarde wordt weergegeven. * Geeft ap waarde van <0,01, berekend als een eenzijdige Student's t-test.

Figuur 4. Knockdown van een reparatie factor in AID hi cellen. De cellen werden geïnfecteerd met ofwel een irrelevante shRNA controle (controle) of onze shRNA van belang (shRNA), en enkele cel gezaaid. Na 3 weken was genexpressie in individuele klonen gemeten door qRT-PCR. GAPDH uitdrukking werd gebruikt voor normalisatie. WT was ingesteld op 1. De mediaan waarde wordt weergegeven. * Geeft ap waarde van <0,01, berekend als een eenzijdige Student's t-test.

Figuur 5. Verhoogd IgM verliesAID in hi cellen met knocked-down niveau van een reparatie factor. Oppervlak IgM in verschillende klonen werd gemeten door FACS op het 3 week tijdstip, en het percentage van de IgM verlies werd berekend in de cellen nog steeds tot overexpressie AID. De mediaan waarde wordt weergegeven. * Geeft ap waarde van <0,01, berekend als een eenzijdige Student's t-test.

. Tabel 1 Primer sequenties voor de Ig-genen 19: de constante regio Cμ, de zware keten V regio (V H), en de lichte keten V regio (V L).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Zoals eerder besproken, hebben cellijn modellen voor antilichaam diversificatie uitgegroeid tot een populaire uitvalsbasis om nieuwe eiwitten die verschillende stappen invloed tijdens antilichaam diversificatie te identificeren. We presenteren hier een methode voor het gebruik van virale infectie van beide knock-down of overexpressie eiwitten in de Ramos B-cellijn en vervolgens onderzoekt de impact op de SHM.
Voor deze studies maken we gebruik van zowel WT Ramos en AID hi Ramos ce...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Geen belangenconflicten verklaard.
De pMSCV-AID-I-Thy1.1 en pKat2 vectoren werden een soort geschenk van DG Schatz en de pVSV-G, pRSV-Rev, en pMDLg / pRRE vectoren werden een soort geschenk van BR Cullen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Aanbevolen reagentia - de meeste van deze kan worden vervangen door soortgelijke producten van andere leveranciers.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Naam van het reagens | Vennootschap | Catalogus nummer | Reacties |
| 6-well duidelijke TC-behandelde platen | Corning | 3516 | |
| 10 ml BD Luer-Loksyringes | BD Medical | 309604 | |
| 24-well duidelijke TC-behandelde platen | Corning | 3526 | |
| 96-well duidelijke vlakke bodem polystyreen TC-behandeld microplaten | Corning | 3596 | |
| 100 mm TC-behandeld kweekschalen | Corning | 430167 | |
| Acrodisc spuit filters, 0,45 pm | Pall Life Sciences | 4604 | |
| Agar-agar | Teknova | A7777 | |
| Agarose | GeneMate | E-3120-500 | |
| Ampicilline | Sigma | A0166 | 100 mg / ml in water |
| BD FACSCanto II flowcytometer | BD Biosciences | of soortgelijke | |
| BD Falcon ronde bodem polystyreen buizen | BD Biosciences | 352054 | voor FACS |
| BOSC 23 cellen | ATCC | CRL-11270 | |
| CO 2 incubator die in staat van 37 ° C | |||
| DMEM (Dulbecco's gemodificeerd Eagle's medium) | Sigma | D6429 | |
| FBS (foetaal runderserum) | Gemini Bio-producten | 100-106 | |
| FITC α-rat CD90/mouse CD90.1 antilichaam | BioLegend | 202503 | FITCα-Thy1.1 |
| Fugene 6 transfectiereagens | Roche | 11814443001 | |
| HEPES bufferoplossing | Invitrogen | 15630-080 | |
| KAPA HiFi DNA-polymerase | KAPA Biosystems | KK2101 | |
| LB bouillon (lysogeny bouillon - Luria) Poeder | Difco | 240230 | |
| MISSIE TRC shRNA bacteriële glycerol voorraad | Sigma | shRNA vectoren | |
| NCS (pasgeboren kalf serum) | Gemini Bio-producten | 100-504 | |
| PBS (fosfaat gebufferde oplossing) | Invitrogen | 70011 | verdund tot 1x in het water |
| PE α-humaan IgM antilichaam | BioLegend | 314508 | |
| PGS (penicilline-streptomycine-glutamine oplossing) | Gemini Bio-Producten | 400-110 | |
| Polybreen (hexadimethrine bromide) | Sigma | 107689 | 10 mg / ml in water |
| PureYield Plasmide Midiprep System | Promega | A2495 | |
| Puromycine | Sigma | P8833 | 250 pg / ml in water |
| QIAquick gelextractiekit | QIAGEN | 28706 | |
| Ramos (RA 1) cellen | ATCC | CRL-1596 | |
| RPMI-1640 medium | Sigma | R8758 | |
| SuperScript II | Invitrogen | 18064-022 | |
| SYBR FAST qPCR kit | KAPA Biosystems | KK4601 | |
| Taq DNA-polymerase | Invitrogen | 18038-042 | |
| TOPO TA Cloning Kit | Vitrogen | K4520-01 | |
| TRIzol | Invitrogen | 15596-026 | |
| Wizard SV Genomic DNA-zuiveringssysteem | Promega | A2361 | |
| X-Gal [5-broom-4-chloor-3-indoyl-β-D-galatopyranoside] | Growcells | C-5687 | 40 mg / ml in DMSO |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen