Artykuł metodologiczny

Generowanie zakażonych lentiwirusem mysich embrionalnych komórek macierzystych

19 wyświetleń

⸱

30 września 2026

W tym artykule

Streszczenie

Infekcja mysich embrionalnych komórek macierzystych (mESC) lentiwirusem Hodować mESC przystosowane do testu chromatin in vivo (CiA) o niskim numerze pasażu (poniżej pasażu 35), bez wykorzystania komórek karmionkowych, w pożywce bazowej DMEM (Dulbecco's Modified Eagle medium) z wysoką zawartością glukozy, uzupełnionej o 20% płodowej surowicy bydlęcej (FBS) klasy ESC, 10 mM kwasu 4-(2-hydroksyetylo)-1-piperazynoetanosulfonowego (HEPES), 1x nieessentialne aminokwasy (NEAA), penicylinę/streptomycynę, 2-merkaptoetanol oraz czynnik hamujący białaczkę (LIF) w rozcieńczeniu 1:500, w inkubatorze w temperaturze 37 °C i przy 5% CO2. UWAGA: LIF uzyskuje się z nadsączu komórek Cos produkujących Lif-1C-alpha (COS LIF), które są zbierane partiami i mrożone w temperaturze -80 °C. Hodować komórki na płytkach, które uprzednio inkubowano przez 1–3 h z 0,1% żelatyną w 1x fosforanie buforowanym solą (PBS), a następnie przemyto 1x PBS. Karmić komórki codziennie i pasażować co 2–3 dni, w zależności od ich gęstości. UWAGA: Morfologicznie kolonie embrionalnych komórek macierzystych (ES) powinny być małe, okrągłe i wyraźnie oddzielone od siebie. Przesiać mESC do płytki 12-dołkowej (100 000 komórek/dołek) na jeden dzień przed infekcją. Policzyć komórki za pomocą hemocytometru. W przypadku komórek hodowanych w formacie 10-cm, odessać starą pożywkę, dodać 5 ml 1x PBS, odessać PBS i dodać 1 ml 0,25% trypsyny. Inkubować komórki w trypsynie przez 8 min w temperaturze 37 °C, kołysząc i opukując płytkę w połowie czasu inkubacji. Celem tego etapu jest uzyskanie zawiesiny pojedynczych komórek. Po 48 h od wymiany pożywki w hodowli ludzkich komórek embrionalnych nerki (HEK) 293T na płytce 15-cm, zebrać nadsącz i przenieść go do probówki stożkowej o pojemności 50 ml. Wirować nadsącz z prędkością 300 x g przez 5 min w celu odwirowania szczątków komórkowych. Przefiltrować nadsącz przez membranę o porach 0,45 µm. UWAGA: Należy używać membran z octanu celulozy bez surfaktantów (SFCA), ponieważ inne materiały mogą zatrzymywać wirusa, co znacząco obniża wydajność. Skoncentrować wirusa metodą ultrawirowania, używając wirówki z rotorem SW32; wirować z prędkością 20 000 rpm (~72 000 x g) przez 2,5 h w temperaturze 4 °C. Podczas koncentracji wirusa w ultrawirowarce, potraktować CiA mESC w płytce 12-dołkowej świeżą pożywką ES zawierającą 5 µg/ml polybrene. Po zakończeniu koncentracji wirusa ostrożnie odessać nadsącz i zawiesić pellet wirusowy w 100 µl 1x PBS (unikając powstawania nadmiernych pęcherzyków powietrza). Przenieść wirusa i 1x PBS do probówki do mikrowirówki o pojemności 1,5 ml. Wymieszać w wirówce typu vortex lub wstrząsnąć przy 300 x g (lub na najniższym ustawieniu), aby w pełni zawiesić wirusa. Odwirować probówkę w mini-wirówce laboratoryjnej przez 5–10 s, aby usunąć pęcherzyki powietrza. Do każdego dołka płytki 12-dołkowej dodać 30 µl wirusa. Zakręcić płytką, a następnie wirować ją z prędkością 1 000 x g przez 20 min. UWAGA: Ilość dodawanego wirusa może być zmienna w zależności od miana wirusa, które jest odwrotnie proporcjonalne do wielkości konstruktu dostarczanego. Alternatywnie można zamrozić wirusa gwałtownie w ciekłym azocie i przechowywać go w temperaturze -80 °C. Należy jednak pamiętać, że mrożenie obniża miano wirusa. Umieścić płytkę 12-dołkową z powrotem w inkubatorze w temperaturze 37 °C, a następnego ranka (~16 h później) wymienić pożywkę na świeżą pożywkę ES. Po 48 h od infekcji wyselekcjonować komórki, w których zintegrowano plazmid wirusowy, dodając odpowiedni antybiotyk (np. 1,5 µg/ml puromycyny, 10 µg/ml blastycydyny itp.). Wymieniać pożywkę codziennie i przemywać komórki 1x PBS, jeśli większość z nich unosi się w pożywce lub jest martwa. Utrzymywać komórki w pożywce selekcyjnej przez 72–96 h w inkubatorze w temperaturze 37 °C i przy 5% CO2. Chiarella, A. M. i współpr. Represja transkrypcji genów poprzez przekierowanie aparatu komórkowego za pomocą chemicznych modyfikatorów epigenetycznych. J. Vis. Exp. (2018)

W niniejszym filmie zaprezentowano metodę generowania genetycznie zmodyfikowanych mysich embrionalnych komórek macierzystych z wykorzystaniem transdukcji lentiwirusem. Cząsteczki lentiwirusa dostarczają marker oporności na antybiotyk, co umożliwia stabilną integrację genomową i selekcję komórek transdukowanych.

Protokół

1. Infekcja mysich embrionalnych komórek macierzystych (mESC) lentiwirusem

  1. Hodować niskopasażowe (poniżej pasażu 35), zaadaptowane do warunków bez karmideł mysie embrionalne komórki macierzyste (mESC) do testu chromatyny in vivo (CiA) w pożywce podstawowej Dulbecco's Modified Eagle medium (DMEM) z wysoką zawartością glukozy, uzupełnionej o 20% płodowej surowicy bydlęcej (FBS) klasy ESC, 10 mM kwasu 4-(2-hydroksyetylo)-1-piperazynoetanosulfonowego (HEPES), 1x nieessentialne aminokwasy (NEAA), Pen/Strep, 2-merkaptoetanol oraz czynnik hamujący białaczkę (LIF) w stosunku 1:500, w inkubatorze przy 37 °C i 5% CO2.
    UWAGA: LIF pozyskuje się z supernatantu komórek Cos produkujących Lif-1C-alpha (COS LIF), które są zbierane partiami i mrożone w temperaturze -80 °C.
    1. Hodować komórki na płytkach wstępnie inkubowanych przez 1 - 3 h z 0,1% żelatyny w 1x soli fizjologicznej z buforem fosforanowym (PBS), a następnie przemytych 1x PBS. Karmić komórki codziennie i pasażować co 2 - 3 d, w zależności od ich gęstości.
      UWAGA: Pod względem morfologicznym kolonie embrionalnych komórek macierzystych (ES) powinny być małe, okrągłe i wyraźnie oddzielone od siebie.
  2. Pasażować mESC do płytki 12-dołkowej (100 000 komórek/dołek) na 1 d przed infekcją.
    1. Policzyć komórki za pomocą hemocytometru. W przypadku komórek hodowanych w formacie 10-cm, odessać starą pożywkę, dodać 5 mL 1x PBS, odessać PBS i dodać 1 mL 0,25% trypsyny. Inkubować komórki w trypsynie przez 8 min w 37 °C, kołysząc i opukując płytkę w połowie czasu inkubacji. Celem tego etapu jest uzyskanie zawiesiny pojedynczych komórek.
  3. 48 h po zmianie pożywki w hodowli ludzkich embrionalnych komórek nerkowych (HEK) 293T na płytce 15-cm, zebrać i przenieść supernatant do probówki stożkowej o pojemności 50 mL.
  4. Wirować supernatant przy 300 x g przez 5 min w celu osadzenia resztek komórkowych.
  5. Przefiltrować supernatant przez membranę o wielkości porów 0,45 µm.
    UWAGA: Należy używać membran z octanu celulozy wolnych od surfaktantów (SFCA), ponieważ niektóre inne materiały mogą zatrzymywać wirusy i znacząco obniżać wydajność.
  6. Skoncentrować wirusa za pomocą ultrawirowania, używając wirówki z rotorem SW32, wirując przy 20 000 rpm (~72 000 x g) przez 2,5 h w 4 °C.
  7. Podczas koncentrowania wirusa w ultrawirowarce, potraktować CiA mESC w płytce 12-dołkowej świeżą pożywką ES zawierającą 5 µg/mL polybrene.
  8. Po zakończeniu koncentracji wirusa ostrożnie odessać supernatant i zawiesić pellet wirusowy w 100 µL 1x PBS (unikając nadmiaru pęcherzyków powietrza).
  9. Przenieść wirusa i 1x PBS do probówki do mikrocentryfugi o pojemności 1,5 mL. Wymieszać na wortexie lub wstrząsać przy 300 x g (lub na najniższym ustawieniu), aby całkowicie zawiesić wirusa. Wirować probówkę w miniwirówce naktowej przez 5 - 10 s, aby usunąć pęcherzyki powietrza.
  10. Dodać 30 µL wirusa do każdego dołka płytki 12-dołkowej. Zakręcić płytką, a następnie wirować ją przy 1 000 x g przez 20 min.
    UWAGA: Ilość dodawanego wirusa może być zmienna w zależności od miana wirusa, które jest odwrotnie proporcjonalne do wielkości konstruktu dostarczanego.
    1. Alternatywnie można szybko zamrozić wirusa w ciekłym azocie i przechowywać go w -80 °C. Należy jednak pamiętać, że mrożenie obniża miano wirusa.
  11. Umieścić płytkę 12-dołkową z powrotem w inkubatorze 37 °C i wymienić pożywkę następnego ranka (~16 h później) na świeżą pożywkę ES.
  12. Po 48 h od infekcji przeprowadzić selekcję komórek, które zintegrowały plazmid wirusowy, dodając odpowiedni antybiotyk (np. 1,5 µg/mL puromycyny, 10 µg/mL blastycydyny itp.). Wymieniać pożywkę codziennie i przemywać komórki 1x PBS, jeśli większość komórek unosi się w pożywce lub obumarła. Utrzymywać komórki w pożywce selekcyjnej przez 72 - 96 h w inkubatorze przy 37 °C i 5% CO2.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
DMEMCorning10-013CV 
NEAAGibco11140-050 
HEPES (do hodowli tkanek)Corning25-060-Cl 
FBSAtlantic BiologicalsS11550Poszczególne partie testowane pod kątem jakości
Probówki wirusowe do wirowaniaBeckman Coulter344058 
Membrana filtrująca wirusyCorning431220 
PolybreneSanta Cruz BiotechnologySC134220 
0,25% TrypsynaGibco25200-056z EDTA
0,05% TrypsynaGibco25400-054z EDTA
PuromycynaInvivoGenant-pr 
UltrawirowkaOptimaXPN-80 
Rotor wirówki SW-32Beckman Coulter14U4354 
Kosze wirówki SW-32 TiBeckman Coulter130.2 
LentiX 293 ludzkie komórki nerkoweClontech632180 
PBSCorning46-013-CM 
CiA:Oct4 mESCUprzejma darowizna G. Crabtree  
Komórki Cos produkujące Lif-1C-alphaUprzejma darowizna J. Wysocka  

Tagi

Transdukcja lentiwirusowainfekcja lentiwirusowaselekcja antybiotykowaintegracja genomicznaultrawirowanietraktowanie polybrenemliczenie komór hemocytometrempasażowanie komórekpłytka 12-dołkowa