20 november 2016
Hier melden wij een snelle en efficiënte gen-editing methode op basis van RMCE in de AAVS1 locus van menselijke pluripotente stamcellen (hPSCs), die verbetert eerder beschreven systemen. Met deze techniek kan isogene lijnen snel en betrouwbaar worden gegenereerd voor goede vergelijkende studies vergemakkelijkt-gemedieerde transgenese onderzoek met hPSCs.
Het algemene doel van deze procedure is om snel en efficiënt gericht genoombewerking uit te voeren in de AAVS1 van humane pluripotente stamcellen, of humane PSC's, met behulp van een flippase, Recombinase-gemedieerde Cassette Exchange-benadering, of RMCE. RMCE verbetert de doelinserering van een sequentie in de AAVS1-locus, wat van groot belang is voor stamcelbiologie omdat het snelle testen op de functie van een molecuul mogelijk maakt door overexpressie of knockdown. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat humane PSC-lijnen vrij van willekeurige integratie-evenementen, nog pluripotent zijn en wanneer normale karyotypen in slechts 15 dagen kunnen worden gecreëerd.
Deze methode biedt een nuttig hulpmiddel voor transgenese, in de AAVS1-locus, maar kan ook worden toegepast op andere humane permissive loci. Om te beginnen, kweek humane PSC-mastercellijnen onder standaardprocedures op of uitgeschakelde muis embryonale fybroblasten of iMEFs, in zeswelplaten. Wanneer de cellen 60% tot 70% confluency bereiken, plateer drug-resistente iMEFs door eerst 0,1% gelatine-oplossing te gebruiken om de noodzakelijke wells van een 12-welplate te coaten en de plaat gedurende vijf minuten op kamertemperatuur te incuberen.
Plateer vervolgens 125.000 iDR4's per wel en incubeer de culturen een nacht met iMEF-medium. De volgende dag, preincubeer humane PSC-culturen met vers medium inclusief 10 micromolar ROCK Inhibitor bij 37 graden Celsius gedurende een uur. Intussen, breng humane ESC-transfectieoplossing en de celdissociatie-agent naar kamertemperatuur.
Bereid één milliliter nucleofectieplateermedium per nucleofectieconditie. Vervolgens, verwijder het iDR4-medium uit de wells, gebruik één milliliter kamertemperatuur PBS om de cellen te wassen en voeg nucleofectieplateermedium toe. Breng 500 microliter per monster plateermedium over naar steriele 1,5 milliliterbuisjes en bewaar bij 37 graden Celsius tot plateren.
Om de humane PSC's in een enkele celsuspensie los te maken, verwijder het medium, gebruik kamertemperatuur PBS om de cellen te wassen en voeg één milliliter van 0,05% Trypsin of Accutase toe op feeder of feeder-vrije hPSC-culturen, respectievelijk. Incubeer de culturen bij 37 graden Celsius. Vervolgens, verwijder voorzichtig de plaat uit de incubator en zonder de cellen te laten loskomen, aspireer het dissociatie-agent en voeg 1 milliliter humane PSC-medium toe.
Dissocieer de losse cellen door voorzichtig het medium op het plaatoppervlak te spoelen terwijl u de vorming van schuim vermijdt. Verzamel de cellen in een enkele celsuspensie in een schone en steriele 15 of 50 milliliterbuis. Gebruik vervolgens 1 milliliter hESC-medium om de cellen te wassen en verzamel ze in dezelfde buis.
Neem een 50 microliter aliquot van celsuspensie voor het tellen en centrifugeer de resterende cellen bij 300 keer g bij kamertemperatuur gedurende vijf minuten. Tel de cellen met een celtelapparaat terwijl de suspensie wordt gecentrifugeerd. Verwijder het supernatant en gebruik kamertemperatuur PBS om de celkleur voorzichtig te resuspenderen tot 10 tot de zesde cel per milliliter.
Vervolgens breng twee milliliter per experimentele conditie over naar schone steriele 15 milliliterbuisjes en herhaal de centrifugatie. Terwijl de monsters draaien, bereid plasmidemixen voor in drie schone 1,5 milliliterbuisjes met 0:1, 2:1 en 2:0 donor flippase moleculaire verhoudingen met behulp van 2,5 microgram flippase-plasmide. Om door te gaan met nucleofectie, verwijder de iDR4-plaat en 1,5 milliliterbuis met plateermedium uit de incubator.
Eén buisje per keer, zonder het pellet te verstoren, pipet voorzichtig het PBS af en verwijder zoveel mogelijk van de buffer. Gebruik 100 microliter transfectieoplossing om het pellet te resuspenderen door voorzichtig te pipetten. Breng vervolgens de celsuspensie over naar de 1,5 milliliterbuis met de plasmidemixen en meng voorzichtig.
Breng de cel-DNA-mix over naar de transfectorcuvet, let op om geen bubbels te introduceren. Plaats de cuvet in het nucleofectorapparaat en voer programma A13 uit voor cellen gekweekt op feeders of F16 voor feeder-vrije transfectie. Verwijder de cuvet en gebruik de wegwerpoverdrachtpipetten in het kit om voorzichtig, maar snel en in één beweging 0,5 milliliter plateermedium toe te voegen in de cuvet.
Herstel vervolgens het volume op dezelfde manier en plateer het druppelsgewijs in de 12-welplaat met de iDR4 en plateermedium. Plaats de kweekschaal op een plank in de incubator en beweeg deze langzaam heen en weer en van links naar rechts om de celsuspensie gelijkmatig te verdelen. Incubeer de schaal gedurende 24 uur voordat het medium wordt vervangen.
Twee tot drie dagen na transfectie, start selectie. Aspiraat het medium, gebruik 1 milliliter PBS om de cellen te wassen, voeg vervolgens humane ESC-medium toe met 100 nanogram per milliliter puromycine. Observeer celgroei en verhoog de puromycineconcentratie dienovereenkomstig tot een maximum van 250 nanogram per milliliter, puromycineselectie gedurende zeven dagen voortzetten.
Na drie tot vier dagen op puromycineselectie, begin selectie met 0,5 micromolar fialuridine of FIAU. Ververs het medium dagelijks en houd FIAU niet langer dan zeven opeenvolgende dagen aan. Na voltooiing van de selectie, rond dagen 14 tot 15, zullen resistente RMCE-koloniën aanwezig zijn en de nieuwe RMCE-lijn vormen.
Splits de cellen in een 1:2-verhouding volgens standaardprocedures. Wanneer de wells van Key 1 klaar zijn om te splitsen, dissocieer de well voor karakterisering in een enkele celsuspensie zoals eerder in de video beschreven en verzamel de cellen in een 15 milliliterbuis. Spin de cellen neer bij 300 keer g bij kamertemperatuur gedurende vijf minuten.
Gebruik vervolgens één milliliter PBS om de cellen te resuspenderen en splits de steekproef in twee. Eén gefilterd met behulp van een celstrainer om flowcytometrie uit te voeren en de andere voor DNA-analyse volgens het tekstprotocol. Na transfectie met flippase-recombinase en de td
Dit artikel presenteert een snelle en efficiënte genbewerkingsmethode met behulp van Recombinase-gemedieerde Cassette Uitwisseling (RMCE) in de AAVS1-locus van humane pluripotente stamcellen (hPSC's). Deze techniek maakt de generatie van isogene lijnen mogelijk, wat transgenèse-gemedieerde onderzoek vergemakkelijkt.
Rapid generation of isogenic human pluripotent stem cell lines enables reliable comparative studies and reduces time-to-insight in target validation workflows. Recombinase-mediated cassette exchange (RMCE) at the AAVS1 locus provides a scalable, integration-free approach for functional genomics and phenotypic screening. This method supports early discovery by delivering characterized transgenic lines in 15 days with high efficiency, accelerating lead identification and mechanistic de-risking.
RMCE fits within the discovery continuum from target validation to lead identification, providing a rapid method to generate engineered hPSCs for functional screening and mechanistic studies.