W tym protokole przedstawiamy procedury tworzenia modeli mioblastów dystrofii 1 dyotonii, w tym zoptymalizowane utrzymanie komórek C2C12, transfekcję/transdukcję genów i różnicowanie miocytów.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
W tym protokole przedstawiamy procedury tworzenia modeli mioblastów dystrofii 1 dyotonii, w tym zoptymalizowane utrzymanie komórek C2C12, transfekcję/transdukcję genów i różnicowanie miocytów.
Dystrofia miotoniczna 1 (DM1) jest powszechną formą dystrofii mięśniowej. Chociaż stworzono kilka modeli zwierzęcych dla DM1, modele komórek mioblastów są nadal ważne, ponieważ stanowią wydajną alternatywę komórkową do badania zdarzeń komórkowych i molekularnych. Chociaż komórki mioblastowe C2C12 są szeroko stosowane do badania miogenezy, oporność na transfekcję genów lub transdukcję wirusową utrudnia badania nad komórkami C2C12. W tym miejscu opisujemy zoptymalizowany protokół, który obejmuje codzienne procedury konserwacji, transfekcji i transdukcji w celu wprowadzenia genów do mioblastów C2C12 i indukcji różnicowania miocytów. Łącznie procedury te umożliwiają najlepszą wydajność transfekcji/transdukcji, a także spójne wyniki różnicowania. Protokół opisany w tworzeniu modeli komórek mioblastów DM1 przyniósłby korzyści w badaniu dystrofii miotonicznej, a także innych chorób mięśni.
Dystrofia miotoniczna (DM) jest chorobą dziedziczoną autosomalnie dominująco, która dotyka wiele układów, w szczególności mięśnie sercowe i szkieletowe1. Istnieją dwa podtypy tej choroby, DM1 i DM2. DM1 występuje częściej i ma cięższą manifestację niż DM22. Mutacja genetyczna leżąca u podstaw DM1 to ekspansja powtórzeń trypletowych CUG zlokalizowanych w regionie 3' bez translacji (UTR) genu kinazy białkowej DM (DMPK)3. Liczba powtórzeń CUG u osób zdrowych waha się od 5 do 37. Natomiast wzrasta do ponad 50, a czasem do tysięcy u pacjentów z DM14. W rezultacie białka wiążące RNA, takie jak muscleblind-like 1 (MBNL1), CUGBP i Elav-like family 1 (Celf1), są nieregulowane. Ze względu na sekwestrację na rozszerzonych powtórzeniach CUG, MBNL1 traci zdolność do regulowania alternatywnego splicingu5. Z drugiej strony Celf1 jest regulowany w górę6,7. Nadekspresja Celf1 jest związana z utratą i osłabieniem mięśni, które nie są przypisywane utracie funkcji MBNL1. Stworzono modele zwierzęce symulujące zmiany związane z DM1, w tym ekspansję DMPK 3'-UTR CUG, utratę MBNL1 i nadekspresję Celf1. Jednak modelowanie DM1 w mioblastach stanowi skuteczną alternatywę, szczególnie do analizowania zdarzeń komórkowych i molekularnych związanych z DM1.
Linia komórkowa mioblastów C2C12 została po raz pierwszy wyizolowana z uszkodzonego mięśnia myszy C3H i szeroko stosowana do badania różnicowania miogennego8,9. Komórki C2C12 szybko namnażają się w pożywce zawierającej płodową surowicę bydlęcą (FBS) i łatwo ulegają różnicowaniu, gdy FBS jest wyczerpany. Jednak wykorzystanie tego modelu różnicowania mioblastów wiąże się z dwoma wyzwaniami: komórki C2C12 są często odporne na transfekcję genów/transdukcję wirusa; Niewielkie różnice w procedurze obsługi i różnicowania komórek mogą prowadzić do wyraźnych zmian w tworzeniu miotubek.
Nasze laboratorium rutynowo używa mioblastów C2C12 jako modelu komórkowego i opracowało protokoły, które skutecznie dostarczają geny poprzez transfekcję plazmidu, transdukcję retrowirusową i transdukcję lentiwirusową do linii komórkowej C2C1210. W filmie pokazujemy zoptymalizowane procedury transfekcji/transdukcji komórek C2C12 i utrzymania spójności różnicowania w tworzeniu modeli mioblastów DM1.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Hodowla komórkowa C2C12
2. C2C12 Transfekcja/transdukcja i selekcja komórek
3. Różnicowanie komórek C2C12
4. Izolacja RNA i ilościowy RT-PCR
| składnik | Objętość (μl) | Stężenie końcowe |
| 2x bufor reakcyjny | 10 | 1x |
| Podkład do przodu | 0,5 | 200 nM |
| Odwrócony podkład | 0,5 | 200 nM |
| Sondy | 0,5 | 200 nM |
| Inhibitor odwrotnej transkryptazy i RNazy | 0,1 | 0,25 j./ml |
| szablon | 1 | 100 ng całkowitego RNA |
| Woda wolna od RNaz | 7,4 | nie |
| Całkowity miks | 20 |
Tabela 1. Ilościowe przygotowanie RT-PCR Master Mix
| Krok odwrotnej transkrypcji | 30 min, 48 °C |
| Aktywacja polimerazy DNA/inaktywacja odwrotnej transkryptazy | 10 min, 95 °C |
| 40 cykli | 15 sekund, 95 °C |
| 1 min, 60 °C |
Tabela 2. Ilościowy profil termiczny RT-PCR
5. Barwienie immunologiczne
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Komórki C2C12 zostały transfekowane GFP-CUG5 lub GFP-CUG200. Po selekcji opornością na lek utworzono stabilne pule, które można zwizualizować poprzez ekspresję GFP (Ryc. 1A). Formowanie miotub w zróżnicowanych mioblastach wykryto za pomocą immunobarwienia ciężkiego łańcucha miozyny10 (Ryc. 1B). Ilościowa ocena formowania miotub wykazała, że w przypadku nieprawidłowej ekspansji CUG w GFP-CUG200 wskaźniki fuzji spadły z 35,4 ± 4,1% do 2,6 ± 1,1%,...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Linia komórkowa C2C12 została wykorzystana jako model do badaniamiogenezy 11-14. Komórki te zachowują wygląd podobny do fibroblastów, szybko namnażają się w pożywkach zawierających 20% płodowej surowicy bydlęcej i łatwo różnicują się w pożywkach zawierających 2% surowicy koni15. Szybki wzrost i różnicowanie są korzystnymi cechami w modelu komórkowym miogenezy. Tutaj pokazujemy zastosowanie wektorów plazmidowych, retrowirusowych i lentiwirusowych do wprowadzenia cDNA, 3'-UTR i shRNA do komórek C2C12....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Dziękujemy doktorom Tomowi Cooperowi z Baylor College of Medicine, Mani S. Mahadevanowi z University of Wisconsin-Madison i Didierowi Trono z Uniwersytetu Genewskiego za odczynniki. Praca ta jest wspierana przez fundusz startowy Uniwersytetu w Houston (YL), grant American Heart Association (YL, 11SDG5260033) oraz Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (XP, 81460047).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| DMEM, wysoki poziom glukozy | Life Technologies | 11965-084 | dla pożywki hodowlanej |
| Surowica bydlęca dla płodu - Premium | Atlanta Biologicals | S11150 | dla pożywki hodowlanej |
| Penicylina-Streptomycyna-Glutamina (100x) | Life Technologies | 10378-016 | dla pożywki hodowlanej |
| Insulina z trzustki bydlęcej | Sigma Aldrich | I6634-100MG | dla pożywka różnicująca |
| surowica koni | Atlanta Biologicals | S12150 | do podłoża różnicującego |
| FuGENE Odczynnik do transfekcji HD | Promega | E2311 | do transfekcji |
| Siarczan G418 | Złoto Biotechnologia | G-418-10 | do selekcji lekoopornej |
| Dichlorowodorek puromycyny | Sigma Aldrich | sc-108071 | do selekcji lekoopornej |
| NuPAGE Novex 4 - 12% Bis-Tris Protein Gels, 1,0 mm, 15 dołków | Life Technologies | NP0323BOX | dla Western Blot |
| NuPAGE Transfer Buffer (20x) | Life Technologies | NP00061 | dla western blot |
| NuPAGE MES SDS Running Buffer (20x) | Life Technologies | NP0002 | dla western blot |
| Amersham Protran Obsługiwane 0,2 NC, 300 mm x 4 m | GE healthcare | 10600015 | dla western blot |
| MF 20 | Rozwojowy bank hybrydoma | MF 20 | pierwotny Ab do barwienia immunologicznego |
| Kozie przeciwciało anty-mysie IgG (H+L), koniugat Texas Red-X | Thermo Fisher Scientific | T-862 | wtórny Ab dla barwienie immunologiczne |
| Jednoetapowy qRT-PCR MasterMix | AnaSpec | 05-QPRT-032X | do qRT-PCR |
| Odczynnik izolacyjny TriPure | Roche | 11667165001 | do izolacji RNA |
| Przeciwciało CUG-BP1 (3B1) | Santa Cruz | SC-20003 | pierwotne Ab western blot |
| Przeciwciało aktynowe | santa cruz | sc-1615 | kozia poliklonalna IgG do kontroli załadunku |
| 293T Ecopack | Komórki 631507 Clontech | do przygotowania retrowirusa | |
| pMSCV-puro | Clontech | 634401 | pusty wektor retrowirusowy do przygotowania retrowirusa |
| pMSCV-Celf1Flag-puro | skonstruowany w domu | niedostępny | wektora retrowirusowego Celf1Flag, używane w przygotowaniu retrowirusa |
| psPAX2 | prezent od Didiera Trono | niedostępne | do przygotowania lentiwirusa |
| pMD2.G | prezent od Didiera Trono | niedostępny | do przygotowania lentiwirusa |
| GFP-CUG5 | prezent od M.S. Mahadevan | niedostępne | szczegóły w odnośniku 10 |
| GFP- CUG200 | prezent od M.S. Mahadevan | niedostępne | szczegóły w referencji 10 |
| Tryton X-100 | Sigma Aldrich | X100 | do barwienia immunologicznego |
| paraformaldehydu | Sigma Aldrich | P6148 | do barwienia immunologicznego |
| TWEEN 20 | Sigma Aldrich | P9416 | do barwienia immunologicznego |
| DAPI | Sigma Aldrich | D9542 | do barwienia immunologicznego |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.