$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Hodowla komórkowa indukcji EMT
Uwaga: EMT może być wywołane przez leczenie TGFβ lub ektopową ekspresję czynników transkrypcyjnych Twist, Snail, lub Zeb1/2 w komórkach nabłonkowych. W tym protokole opisano indukowalny system EMT poprzez ekspresję białka fuzyjnego Twist-ER w unieśmiertelnionych ludzkich komórkach nabłonka sutka (HMLE / Twist-ER, dar dr J Yanga, UCSD)9,11,29. Po leczeniu 4-hydroksytamoksyfenem (TAM) białko fuzyjne Twist-ER przemieszcza się do jądra w celu napędzania transkrypcji i powoduje pełne przejście EMT w ciągu 12-14 dni9,11,29. Dodatkowe systemy indukowane EMT, takie jak HMLE/Snail-ER, HMLE/TGFβ i MCF10A/TGFβ, można znaleźć w naszych poprzednich publikacjach11,30.
- Utrzymuj komórki HMLE/Twist-ER w pożywce do wzrostu komórek nabłonka sutka bez surowicy (MEGM) w inkubatorze o temperaturze 37 °C z 5% CO2 . Przenikaj komórki co 2-3 dni, gdy osiągną 80% konfluencji. Inkubować komórki z 0,15% trypsyną w temperaturze 37 °C przez 5-10 minut, a następnie dezaktywować trypsynę 5% surowicą cielęcą/DMEM. Odkręć komórki i ponownie je zawieś w MEGM. Komórki płytki w nowym naczyniu do hodowli tkankowej w stosunku 1 do 4.
- Rozpuść TAM w etanolu, aby uzyskać roztwór o wielkości 200 μM. Chronić TAM przed światłem i przechowywać w temperaturze -20 °C. Przed użyciem świeżo dodać TAM do pożywki MEGM w rozcieńczeniu 1:10 000, aby uzyskać końcowe stężenie 20 nM TAM.
- Do indukcji EMT, płytka 1,6 x 106 komórek HMLE/Twist-ER do 10 cm naczynia do hodowli tkankowej w dwóch egzemplarzach. Komórki hodowlane z pożywką MEGM zawierającą 20 nM TAM.
- Umieść 1,6 x 106 komórek HMLE/Twist-ER w 10-centymetrowej naczyniu w dwóch egzemplarzach i potraktuj komórki 0,01% etanolem jako kontrolę bez TAM.
- Dwa dni po inkubacji zrób zdjęcia pod mikroskopem świetlnym przy 10-krotnym powiększeniu, aby zarejestrować zmiany morfologiczne komórek.
- Odessać pożywkę z jednego naczynia z komórkami kontrolnymi lub poddanymi działaniu TAM. Umyj komórki zimnym PBS i zbierz komórki, złomując połowę płytki w buforze do lizy RNA w celu izolacji RNA, a drugą połowę w buforze RIPA do analizy białek.
- Przejście komórek z naczyń kontrolnych lub naczyń poddanych działaniu TAM poprzez ponowne posiew 1,6 x 106 komórek w naczyniu o średnicy 10 cm w dwóch egzemplarzach. Stale traktuj komórki 20 nM TAM lub nośnikiem.
- Powtarzaj kroki od 5 do 7 raz na drugi dzień aż do 14 dnia, kiedy to komórki Twist-ER traktowane TAM wykazują mezenchymalną morfologię w kształcie wrzeciona, podczas gdy komórki kontrolne traktowane podłożem utrzymują morfologię nabłonka przypominającą bruk
.
2. Charakterystyka EMT
Uwaga: Ukończenie EMT jest sygnalizowane przez: (1) Zmiany morfologiczne komórek z morfologii nabłonka przypominającej bruk na wrzecionowaty wygląd podobny do fibroblastycznego; (2) Utrata lokalizacji E-kadheryny na połączeniach komórka-komórka; oraz (3) Przełączona ekspresja markerów EMT, zdefiniowana przez utratę markerów nabłonkowych i zysk markerów mezenchymalnych.
Zmiany morfologiczne komórek są rejestrowane przez mikroskop świetlny przy 10-krotnym powiększeniu podczas przebiegu indukcji EMT, opisanego w sekcji 1. Immunofluorescencyjna detekcja E-kadheryny na połączeniach komórkowych została opisana w tym rozdziale. Ekspresja markerów EMT jest wykrywana przez immunoblotting. Typowymi markerami nabłonkowymi są E-kadheryna, γ-katenina i okludyna, a markery mezenchymalne obejmują fibronektynę, N-kadherynę i wimentynę. Ogólne procedury immunoblottingu opisano w punkcie 4.
- W 12 dniu po zastosowaniu TAM wysiewać nasiona 1 x 105 komórek na okrągłym szkiełku nakrywkowym o średnicy 12 mm umieszczonym w studzience z 24-dołkową płytką.
- 48 godzin po wysiewie odessać pożywkę i przemyć komórki wstępnie podgrzanym PBS.
- Utrwal komórki za pomocą podgrzanego 4% paraformaldehydu przez 15 minut.
- Umyj komórki trzykrotnie PBS.
- Inkubować komórki z 0,2% Triton X-100 w PBS przez 15 minut w temperaturze pokojowej.
- Umyj komórki trzykrotnie PBS.
- Inkubować komórki w 5% BSA/PBS przez 1 godzinę w RT, aby zablokować niespecyficzne wiązanie.
- Inkubować komórki z pierwszorzędowym przeciwciałem E-kadheryną w rozcieńczeniu 1:50 w 1% BSA/PBS w wilgotnej komorze O/N w temperaturze 4 °C. UWAGA: Zakres rozcieńczenia przeciwciała pierwszorzędowego wynosi zwykle od 1:50 do 1:200, a optymalne rozcieńczenie dla każdego przeciwciała należy określić doświadczalnie.
- Zdekantować przeciwciało pierwotne i trzykrotnie przemyć komórki PBS.
- Inkubować komórki z przeciwciałem drugorzędowym znakowanym fluorescencyjnie w rozcieńczeniu 1:500 przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej. Od tego kroku chroń komórki przed światłem.
- Zdekantować przeciwciało drugorzędowe i przemyć trzykrotnie PBS.
- Wybarwić komórki 0,1-1 g/ml DAPI lub Hoechst przez 10 min.
- Przepłukać komórki trzykrotnie PBS.
- Zamontuj szkiełka nakrywkowe z kroplą podłoża montażowego i uszczelnij szkiełka nakrywkowe lakierem do paznokci.
- Obserwuj komórki i rób zdjęcia pod mikroskopem fluorescencyjnym 63x.
Można przeprowadzić barwienie dodatkowymi przeciwciałami, aby potwierdzić fenotyp EMT. Na przykład N-kadheryna i aktyna α mięśni gładkich mogą być barwione pod kątem fenotypu mezenchymalnego29,31,32. Reorganizację struktury cytoszkieletu można monitorować poprzez barwienie komórek falloidyną na F-aktynę11. Ponadto można przeprowadzić testy ruchliwości komórek i odporności na śmierć komórkową w celu zbadania właściwości EMT11.
3. Wykrywanie izoform spliców za pomocą testów qRT-PCR
- Wzór podkładu
UWAGA: Pary starterów powinny być starannie zaprojektowane, aby wzmacniać różne izoformy splicingu. Przeskakiwanie eksonów, najczęściej obserwowane alternatywne zdarzenie splicingu, jest pokazane tutaj jako przykład ilustrujący strategię projektowania starterów. Rysunek 1A przedstawia czteroeksonowy pre-mRNA, z trzecim eksonem jako eksonem zmiennym. Włączenie eksonu 3 powoduje wytworzenie dłuższej izoformy splicingu, podczas gdy pominięcie eksonu 3 generuje krótszą izoformę splicingu. Startery muszą być zaprojektowane tak, aby odróżnić izoformę zawartą w eksonie-3 i izoformę pominiętą w eksonie-3 oraz wykryć całkowity transkrypt tego mRNA.
- W celu wykrycia inkluzji eksonu należy starannie zaprojektować starter do przodu wewnątrz zmiennego eksonu 3 i starter odwrotny wewnątrz pobliskiego konstytutywnego eksonu 4, co pozwala na specyficzne wzmocnienie izoformy zawartej w zmiennym eksonie. Upewnij się, że nie projektujesz zarówno starterów do przodu, jak i do tyłu w tym samym zmiennym eksonie, aby uniknąć produktów PCR amplifikowanych z genomowego DNA lub pre-mRNA.
- Aby specjalnie wzmocnić zdarzenia pomijania eksonów, zaprojektuj jeden ze starterów obejmujący połączenie konstytutywnego eksonu 2 i eksonu 4, który w przeciwnym razie zostałby zniszczony, gdy uwzględniony jest zmienny ekson 3. Zaprojektuj drugi starter wewnątrz konstytutywnego eksonu 4. W związku z tym produkty PCR są wytwarzane tylko wtedy, gdy wykluczony jest ekson zmienny 3, a następnie połączone ze sobą konstytutywne ekson 2 i ekson 4.
- Aby wykryć całkowite transkrypty genu, zaprojektuj startery w dwóch konstytutywnych eksonach 1 i 2. W ten sposób produkty PCR są amplifikowane ze wszystkich izoform.
- Upewnij się, że temperatura topnienia (Tm) dla wszystkich starterów wynosi około 55 °C, długość każdego startera wynosi około 18-22 nukleotydów, a wielkość produktów PCR wynosi od 80 do 150 par zasad.
- Ekstrakcja RNA: Ekstrakcja RNA za pomocą zestawu do całkowitej izolacji RNA (patrz Tabela materiałów).
- Zbierz komórki w buforze do lizy RNA o pojemności 350 μl.
- Do lizatu dodać 350 μl 70% etanolu i dokładnie wymieszać.
- Przenieść próbkę do kolumny oczyszczającej RNA.
- Odwirować przy 10 000 x g przez 1 minutę i odrzucić przepływ.
- Przemyć kolumnę raz 500 μl buforu do przemywania RNA I i dwukrotnie buforem do przemywania RNA II.
- Usunąć resztki buforu płuczącego RNA II z kolumny przez odwirowanie z maksymalną prędkością przez 2 minuty.
- Przenieść kolumnę do nowej probówki o pojemności 1,5 ml, dodać 50 μl wody wolnej od nukleaz do środka matrycy kolumny i wymyć RNA przez odwirowanie z maksymalną prędkością.
- Synteza pierwszej nici cDNA
- Określ stężenie i jakość RNA za pomocą pomiaru absorpcji UV. UWAGA: Dobrej jakości RNA powinno mieć współczynnik absorbancji 260 nm / 280 nm wynoszący około 2,0.
- Skonfiguruj reakcje odwrotnej transkryptazy (RT), które zawierają 250 ng całkowitego RNA, 0,05 μg losowych starterów heksameru, 50 pmol MgCl2, 10 pmol dNTP, 2 μl 5× buforu GoScript i 1 μl enzymu RT w końcowej objętości 20 μl.
- Przeprowadzać reakcje RT w temperaturze 42 °C przez 1 godzinę, a następnie inkubację w temperaturze 70 °C przez 5 minut w celu inaktywacji enzymu RT.
- PCR w czasie rzeczywistym
- Przygotuj 20 μl reakcji, które składają się z 10 μl zielonej mieszanki głównej SYBR, 0,1-1,0 μl matrycy cDNA oraz 5 pmol starterów do przodu i do tyłu.
- Uruchom PCR w czasie rzeczywistym z 40 cyklami następujących kroków: denaturacja w 95 °C przez 10 sekund, wyżarzanie w 58 °C przez 10 sekund i przedłużenie w 60 °C przez 30 sekund. Wykonaj reakcje PCR w trzech powtórzeniach.
- Sprawdź krzywe dysocjacji i upewnij się, że dla każdego zestawu starterów zaobserwowano pojedynczy pik.
- Wartości cyklu kwantyfikacji (Cq) należy uzyskać, obliczając wartości drugiej pochodnej krzywych amplifikacji.
- Obliczyć względną ilość (RQ) docelowych mRNA w próbkach indukowanych w porównaniu z próbką nieindukowaną, stosując metodę "delta delta Cq (ΔΔCq)", jak pokazano za pomocą poniższego wzoru. Użyj genów porządkowych, takich jak GAPDH lub TBP, jako odniesienia.

Aby dokładniej obliczyć względne wartości izoform splicingu, należy rozważyć zastosowanie wielu genów referencyjnych. Wyniki można analizować przy użyciu zmodyfikowanej metody kwantyfikacji wartości bezwzględnej opisanej przez Pfaffla i wsp. 33,34.
4. Badanie izoform spliców na poziomie białka
- Zbierz komórki w lodowatym buforze RIPA o pojemności 100 μl.
- Ustaw lizaty na lodzie na około 10 minut.
- Odwirować przy 14 000 x g przez 10 minut w temperaturze 4 °C i zebrać supernatant.
- Zmierz stężenie białka za pomocą testów Bradforda.
- Rozcieńczyć próbki białek w buforze ładującym SDS i załadować 20-40 μg białek do 10% żeli SDS-PAGE.
- Uruchom żele SDS-PAGE pod ciśnieniem 20 mA przez 1,5 godziny.
- Przenieść białka do membran PVDF w mokrym układzie transferowym w temperaturze 4 °C przez 3 godziny przy napięciu 85 V. Dostosuj czas transferu do masy cząsteczkowej docelowych białek.
- Zablokuj membranę w 5% beztłuszczowym mleku na 30 minut do 1 godziny w temperaturze pokojowej.
- Inkubować błonę z pierwszorzędowym przeciwciałem w temperaturze 4 °C O/N. Zakres rozcieńczenia przeciwciał pierwotnych wynosi zwykle od 1:200 do 1:5,000, należy eksperymentalnie określić optymalne rozcieńczenie dla każdego przeciwciała. Rozcieńczenie przeciwciał stosowanych w tym protokole można znaleźć w "Tabeli specyficznych odczynników i sprzętu".
- Aby wykryć izoformy splicingu, użyj specyficznych przeciwciał, które rozpoznają określoną izoformę. Alternatywnie można użyć przeciwciała, które rozpoznaje epitop w konstytutywnym regionie kodującym egzon i jednocześnie wykrywać izoformy splicingu na podstawie ich różnych rozmiarów białek.
- W tym samym czasie monitoruj EMT poprzez immunoblotting pod kątem markerów EMT. Użyj E-kadheryny, γ-kateniny i okludyny jako markerów nabłonkowych, a fibronektyny, N-kadheryny i wimentyny jako markerów mezenchymalnych.
- Umyj membranę trzykrotnie TBS-T (50 mM Tris, 150 mM NaCl, 0,05% Tween 20, pH 7,4) w odstępie 5 minut.
- Inkubować błonę z przeciwciałem drugorzędowym sprzężonym z HRP w rozcieńczeniu 1:10 000 przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej.
- Umyć membranę trzykrotnie TBS-T w odstępach 5-minutowych.
- Wizualizuj białko za pomocą systemu detekcji chemiluminescencji i wystaw błonę na film autoradiograficzny.