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Sistema Regulado Tet-Off Induzível: Um Método In Vitro para Modular a Expressão Gênica em Células Cultivadas Usando o Sistema Tetraciclina-Off

8 de julho de 2025

Neste artigo

Resumo

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Fonte: Migneault, F. et al, Sistema eficiente de expressão de plasmídeo controlado transcricionalmente para investigação da estabilidade de transcritos de mRNA em células epiteliais alveolares primárias. J. Vis. (2020).

Este vídeo descreve o método de regulação da expressão gênica em células cultivadas por transfecção com um plasmídeo contendo um gene de interesse e um plasmídeo regulador. A expressão deste plasmídeo pode ser controlada pela tetraciclina ou seus análogos sintéticos, tornando este sistema um modelo útil para estudar a expressão gênica regulável.

Protocolo

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Todos os procedimentos envolvendo modelos animais foram revisados pelo comitê institucional local de cuidados com animais e pelo conselho de revisão veterinária JoVE.

1. Transfecção do plasmídeo de resposta que expressa o gene de interesse (GOI) em células epiteliais alveolares primárias

  1. Isole as células epiteliais alveolares do tipo II dos pulmões de ratos.
  2. Semeie as células a uma densidade de 1 x 106 células/cm, 2 em placas de Petri de 100 mm com meio essencial mínimo completo (MEM completo). O MEM completo é suplementado com 10% de FBS, 0,08 mg/L de tobramicina, Septra (3 μg/mL de trimetoprim e 17 μg/mL de sulfametoxazol), 0,2% de NaHCO3, 0,01 M HEPES (pH = 7,3) e 2 mM de L-glutamina. Cultivar as células durante 24 h a 37 °C em 5% de CO2 numa incubadora humidificada.
  3. No dia seguinte, colocar 500 μL de MEM completo sem antibiótico em cada alvéolo de uma nova placa de 12 poços e pré-aquecer a placa a 37 °C durante 30 min. Durante esta etapa, é importante utilizar soro fetal bovino livre de tetraciclinas contaminantes ou com nível muito baixo para interferir na indutibilidade.
  4. Prepare tubos de 1,5 mL contendo o plasmídeo com o GOI induzível (plasmídeo GOI) e o vetor regulador (por exemplo, pTet-Off) adicionando 1 μg de plasmídeo GOI e 1 μg de vetor regulador por poço em RT. Para experimentos de coexpressão com proteínas de ligação a RNA (RBP), 1 μg de um vetor constitutivo (por exemplo, pcDNA3) expressando o RPB de interesse é adicionado à mistura de DNA (Figura 4).
  5. Aspirar o meio e enxaguar suavemente as células com PBS (sem cálcio e magnésio) pré-aquecido a 37 °C.
  6. Adicione 5 mL de tripsina a 0,05% pré-aquecida a 37 ° C e incube as células até que as células estejam separadas (2-4 min). Neutralize a tripsina adicionando 10 mL de MEM completo sem antibiótico.
  7. Colete a suspensão celular em um tubo de 50 mL, lave a placa de Petri com 4 mL de meio para coletar o maior número possível de células restantes e, em seguida, centrifugue a suspensão celular a 300 x g por 5 min.
  8. Aspire e descarte suavemente o sobrenadante e ressuspenda o pellet em 1 mL de PBS. Conte e calcule o número de células usando um hemocitômetro.
  9. Centrifugue as células a 300 x g por 5 min. Aspire suavemente o sobrenadante e ressuspenda o pellet em tampão de ressuspensão a uma concentração de 4 x 107 células / mL. Adicione as células do tubo de 1,5 mL preparado na etapa 2.4 a uma concentração de 400.000 células por poço e misture-as delicadamente pipetando para cima e para baixo.
  10. Coloque o tubo no dispositivo de eletroporação e encha-o com 3,5 mL de tampão eletrolítico.
  11. Insira uma ponta de eletrodo banhada a ouro em uma pipeta pressionando completamente o pistão. Misture suavemente o conteúdo do tubo de 1,5 ml e aspire cuidadosamente as células com a pipeta. Tenha cuidado para evitar que bolhas de ar entrem na ponta, pois isso causará arco elétrico durante a eletroporação e levará à diminuição da eficiência da transfecção.
  12. Insira a pipeta na estação de eletroporação até ouvir um clique.
  13. Selecione o protocolo de eletroporação apropriado para células epiteliais alveolares, correspondendo a uma tensão de pulso de 1.450 V e 2 pulsos com largura de 20 ms, e pressione Iniciar na tela sensível ao toque.
  14. Imediatamente após a transfecção, retirar a pipeta e transferir as células para um alvéolo previamente preenchido com MEM completo sem antibiótico que tenha sido pré-aquecido a 37 °C.
  15. Repita as etapas 1.11-1.14 para as amostras restantes.
  16. Agite suavemente a placa para espalhar as células uniformemente sobre a superfície do poço. Incubar as células a 37 °C em 5% de CO2 em uma incubadora umidificada. Após 2 dias, substitua o meio por MEM completo com antibióticos.
  17. Confirme o sucesso da transfecção observando a expressão de eGFP em microscópio de fluorescência ou por citometria de fluxo usando um vetor controle (Figura 1).
    nota: Esta etapa é opcional e requer uma etapa adicional de transfecção usando um plasmídeo diferente que expressa eGFP, como pcDNA3-EGFP.

2. Indução da inibição da transcrição do GOI

NOTA: As células podem ser pré-tratadas com os tratamentos desejados antes da indução da doxiciclina para avaliar seu impacto na estabilidade do mRNA (Figura 3).

  1. Prepare uma solução estoque de doxiciclina de 1 mg / mL em água deionizada. Conservar a solução-mãe a -20 °C e protegida da luz. A doxiciclina, um derivado da tetraciclina, é usada em vez da tetraciclina porque tem uma meia-vida mais longa (2x) do que a tetraciclina. Além disso, uma concentração menor de doxiciclina é necessária para a inativação completa do operon tet.
    nota: A doxiciclina pode afetar a expressão de mRNA do GOI endógeno. Para verificar isso, o efeito de um tratamento de 24 horas com doxiciclina nas células alveolares deve ser testado para confirmar a ausência de quaisquer alterações na expressão do GOI (Figura 2).
  2. Prepare uma solução fresca de doxiciclina de 1 μg / mL em MEM completo 72 h após a transfecção e aqueça-a a 37 ° C.
  3. Substitua o meio por 1 mL de MEM completo contendo 1 μg / mL de doxiciclina por poço para inibir a transcrição do GOI.
  4. Incubar vários poços a 37 ° C em 5% de CO2 por diferentes períodos de tempo de 15 min-6 h para avaliar a meia-vida do mRNA do GOI.
  5. No final do tratamento, lave as células com PBS gelado e lise-as com um kit de extração de RNA de fenol-clorofórmio disponível comercialmente, adicionando 500 μL de tampão por poço e agitando a placa para homogeneizar as células.
  6. Isole o RNA de acordo com o protocolo do fabricante. Determinar o rendimento e a pureza do RNA por espectrofotometria a 230, 260 e 280 nm. Amostras de RNA com proporções de 260:230 e 260:280 de 1,8 e 2,0, respectivamente, são consideradas puras.
    nota: O protocolo pode ser pausado aqui.

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Resultados

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Figura 1: Eficiência da transfecção de células epiteliais alveolares em cultura primária por eletroporação de pipeta.As células epiteliais alveolares primárias foram transfectadas transitoriamente com 2 μg de um plasmídeo pcDNA3 (vazio, clones #1 e #2) que expressou ou não a proteína GFP. A eficiência da transfecção foi avaliada 48 h após a transfecção por (A) microscopia de fluoresc...

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Divulgações

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Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
de linha brilhantede hemacitômetro Sigma-AldrichZ359629
Microscópio invertido LED DM IL com contraste de fase Leica
Solução salina tamponada com fosfato de Dulbecco (D-PBS), sem cálcio e magnésio Wisent Bioprodutos 311-425-CL
Hiclato de doxiciclina Sigma-Aldrich D9891-1G
MEM, pó Gibco 61100103
Cabines de Segurança Biológica MSC-Advantage Classe II ThermoFisher Scientific51025413
Kit de sistema de transfecção de néon 10 μL InvitrogenMPK1025
Pacote inicial do sistema de transfecção de néon InvitrogenMPK5000S
Vetor pcDNA3 ThermoFisher Scientific V790-20
plasmídeo pcDNA3-EGFPAddgene Rolamento 13031
Vetor avançado pTet-Off Biografia de TakaraNº 631070
Vetor pTRE-Tight Biografia de Takara631059
Células epiteliais alveolares purificadas n.a.n.a
Kit de extração de gel QIAEX II QIAGEN20021
Kit Maxi de Plasmídeo QIAGEN QIAGEN Rolamento 12162
Kit Miniprep QIAprep Spin QIAGENRolamento 27104
Software do sistema de PCR em tempo real QuantStudio 6 e 7 Flex Biossistemas Aplicados n.a.
FBS aprovado pelo sistema Tet Biografia de Takara631367

Reimpressões e permissões

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Etiquetas

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