1. VNP (CPMV, VMB, PVX, e TMV) Propagação
- Defina a câmara de plantas de interior controla a 15 horas do dia (100% de luz, 25 ° C, umidade 65%) e 9 horas da noite (luz 0%, 22 ° C, umidade 60%).
- Inocular plantas de acordo com a linha do tempo na Tabela 1.
| CPMV | PVX, TMV e BMV |
| Dia 0: Fábrica 3 caupi sementes / vaso. | Dia 0: Planta ~ 30 sementes de N. benthamiana / vaso. Fertilizar uma vez por semana, com uma colher de sopa de adubo / 5 L de água. |
| Dia 14: Re-pote N. benthamiana em uma planta / vaso. |
| Dia 10: Infect deixa folhas primárias com CPMV (5 μg/50 ul / folha) por inoculação mecânica com um pouquinho de carborundum. | Dia 28: Infect três a five sai com PVX, TMV, ou BMV (5 μg/50 ul / folha) por inoculação mecânica com um pouquinho de carborundum. |
| Dia 20: Folhas de Colheita e armazenar a -80 ° C. | Dia 42: Folhas de Colheita e armazenar a -80 ° C. |
Timeline Tabela 1. Para crescer, infectando e corte de folhas.
Nota: A propagação CPMV só é demonstrada como um exemplo.
2. Purificação VNP (CPMV, BMV, PVX e TMV)
Nota: Todos os passos são realizados em gelo ou a 4 ° C.
- Homogeneizar 100 g de folhas congeladas em um misturador padrão com 2 volumes de tampão frio (ver Tabela 2). Filtrar através de 2-3 camadas de gaze.
- Para PVX, ajustar o pH para 6,5 utilizando HCl 1 M. Adicionar 0,2% (w / v) de ácido ascórbico e 0,2% (w / v) de sódio sulfite.
- Centrifugar homogenato bruto planta a 5.500 xg durante 20 min. Recolher o sobrenadante.
- Para BMV, camada de 25 ml de sobrenadante de mais de 5 ml de 10% (w / v) de uma solução de sacarose. Centrifugar a 9.000 xg durante 3 hr pelotas e ressuspender em 38,5% de solução de CsCl (w / v). Mix agitando durante 5 horas, em seguida, continuar com o passo 2.12.
- Extrair o material vegetal por adição de 0,7 volumes de 1:1 (v / v) de clorofórmio :1-butanol. Agita-se mistura durante 30-60 min.
- Centrifugar solução a 5500 xg durante 20 min. Recolher a fase aquosa superior.
- Adicionar NaCl a 0,2 M e 8% (w / v) de PEG (PM 8000). Para TMV, também adicionar 1% (v / v) de Triton X-100. Agita-se durante pelo menos 1 h, em seguida, deixar sentar durante pelo menos 1 hr.
- Centrifugar solução a 15.000 xg durante 15 min. Ressuspender o sedimento em 10 ml de tampão. Para PVX, adicionar 0,1% de β-mercaptoetanol e de ureia a 0,5 M.
- Centrifugar a 8.000 xg durante 30 minutos e recolher o sobrenadante.
- Ultracentrífuga sobrenadante a 160000 xg durante 3 hr. Ressuspender o sedimento em 5 ml de tampão overnight.
- Preparar um gradiente de sacarose de 10-40% o uso de volumes iguais de 10%, 20%, 30% e 40% de sacarose em tampão (mais pesado primeiro). Permitir que o gradiente se equilibre durante a noite à temperatura ambiente.
- Ultracentrífuga sedimento ressuspenso sobre gradiente de sacarose a 100.000 xg durante 2 horas (24 horas para BMV).
- Colete banda de espalhamento de luz e dializar contra tampão.
- Caracterizar os VNPs (abaixo) e armazenar a 4 ° C. Para armazenamento de longo prazo, armazenar a -80 ° C.
| CPMV e TMV | 0,1 M de tampão fosfato de potássio (pH 7,0) 38,5 mM KH 2 PO 4 61,5 mM de K 2 HPO 4 |
| PVX | 0,5 M de tampão de borato (pH 7,8) 0,5 M de ácido bórico Ajustar o pH com NaOH |
| BMV | SAMA tampão (pH 4,5) 250 mM de acetato de sódio 10 mM de MgCl2 2 mM β-mercaptoetanol (adicionar fresco) |
Tabela 2. Buffers e suas receitas para cada VNP.
Nota: A propagação CPMV só é demonstrada como um exemplo.
3. Caracterização VNP (CPMV, VMB, PVX, e TMV)
- Realizar a espectroscopia UV / visível para determinação da concentração de VNPs.
- Medir a absorvância de 2 ul de amostra, utilizando um espectrofotómetro NanoDrop.
- Determinar a concentração de partículas e corantes utilizando a lei de Beer-Lambert (A εcl =, em que A é a absorvância, ε é o coeficiente de extinção, c é a concentração, e L é o comprimento do caminho). O comprimento do percurso é de 0,1 cm para o NanoDrop.
Os coeficientes de extinção VNP-específicos são os seguintes:
CPMV: 8.1 cm -1 mg -1 ml (a 260 nm)
PVX: 2,97 cm -1 mg -1 ml (a 260 nm)
TMV: 3.0 cm -1 mg -1 ml (a 260 nm)
BMV: 5,15 cm -1 mg -1 ml (a 260 nm)
- Analisar partículas por exclusão de tamanho de cromatografia líquida rápida de proteína (FPLC).
- Usando uma coluna de Superose 6 de exclusão de tamanho e o Explorador Akta, ug de carga 50-100 VNPs em 200 ul de 0,1 M de tampão de fosfato de potássio (pH 7,0).
- Definir detectores de 260 nm (ácido nucleico), 280 nm (proteína) e o comprimento de onda de excitação de quaisquer corantes ligados.
- Correr a uma taxa de fluxo de 0,5 ml / min durante 72 min.
- O perfil de eluição e A260: A280 nm indica se a preparação VNP é pura e se as partículas estão intactos e montados.
O A260 seguinte: 280 rácios indicam uma preparação pura VNP:
CPMV: 1,8 ± 0,1
PVX: 1,2 ± 0,1
TMV:1,1 ± 0,1
BMV: 1,7 ± 0,1
- Executar desnaturação (pre-cast NuPAGE) Bis-Tris de poliacrilamida de electroforese em gel de gradiente 4-12% para analisar a pureza da preparação e conjugação de proteínas de revestimento individuais.
- Adicionar 3 ml de tampão de amostra LDS 4x a 10 ug das partículas em 9 ul de tampão de fosfato de potássio. Adicionar um adicional de 1 ul de tampão de amostra LDS 4x e 3 ul de β-mercaptoetanol a BMV a reduzir o elevado número de ligações dissulfureto.
- Incubar em bloco de aquecimento durante 5 minutos a 100 ° C.
- Coloque as amostras num gel de SDS.
- Executar amostras a 200 V durante 1 hora em MOPS 1x tampão de corrida.
- Documentar o gel com luz UV para visualizar proteínas de revestimento fluorescente.
- Para não fluorescente proteína, cora com azul de Coomassie (0,25% (w / v) de Coomassie Brilliant Blue R-250, 30% (v / v) de metanol, 10% (v / v) de ácido acético) durante 1 h.
- Destain com 30% de metanol, 10% de ácido acético durante a noite. Change a solução, se necessário.
- Documentar o gel sob luz branca.
- Analisar a integridade das partículas por microscopia electrónica de transmissão (TEM).
- Diluir as amostras de 0,1-1 mg / ml em 20 ul de água desionizada.
- Colocar 20 gotas uL das amostras de Parafilm.
- Cobrir gotas com uma grelha TEM e deixe descansar por 2 min. Wick fora o excesso de solução da grelha com papel de filtro.
- Lavar grade, colocando sobre uma gota de água desionizada seguida wicking seco.
- Stain grade, colocando uma gota de 20 ul de 2% (w / v) de acetato de uranilo, durante 2 min. Wick fora o excesso de corante com papel de filtro.
- Lavar grelha mais uma vez em água.
- Observe grade sob um microscópio eletrônico de transmissão.
4. Conjugação química de VNPs com PEG e fluoróforos, purificação e caracterização
- Para os cálculos para as reacções abaixo, a massa molar dos VNPs são:
CPMV: 5,6x 10 6 g / mol
PVX: 35 x 10 6 g / mol
TMV: 41 x 10 6 g / mol
BMV: 4,6 x 10 6 g / mol - Conjugado corantes e PEG a lisinas de superfície de CPMV PVX e utilizando um passo de N-hidroxi-succinimida da reacção de acoplamento: Adicionar 2,500 equivalentes molares (de todos os excessos molares referem-se a um excesso molar por VNP) de éster de succinimidilo Alexa Fluor 647 e 4.500 equivalentes de NHS- PEG (PM 5000), dissolvido em DMSO para CPMV em 0,1 M de tampão de fosfato de potássio. Quando se trabalha com PVX, adicionar um excesso molar de 10.000 NHS-corante e NHS-PEG. Ajustar os volumes de tampão e DMSO de tal forma que a concentração final de CPMV e PVX é de 2 mg / ml e de teor de DMSO é de 10% do volume total de reacção. Incubar a mistura de reacção durante a noite à temperatura ambiente, protegida da luz. CPMV e PVX tem 300 e 1.270 Usinas endereçáveis, respectivamente. (O leitor é remetido para as seguintes referências para ler mais sobremodificação química de CPMV e PVX: 13-15).
- Corantes e conjugados de PEG a tirosinas de TMV por acoplamento de diazônio seguido de cobre (I) catalisados cicloadição azida-alcino.
- Preparar o sal de diazónio (alcino) através da mistura de 400 ul de 0,3 M de ácido mono-hidratado p-toluenossulfónico, em 25 ul de 3,0 M de nitrito de sódio, e 75 ul de 0,68 M destilado 3-etinilanilina dissolvidos em acetonitrilo a 4 ° C durante 1 h.
- Adicionar 3,3 ml de tampão de borato, pH 8,8, contendo 100 mM de NaCl e 1,25 ml de TMV (20 mg / ml de solução stock).
- Reagir o TMV com 450 ul da solução de sal de diazónio (alcino) num banho de gelo durante 3 h para adicionar uma ligadura para tratar alcino TMV pelo acoplamento de diazónio. A solução vai se transformar em uma cor marrom claro. TMV tem 2140 tirosinas disponíveis para conjugação.
- Purifica-se o produto final utilizando uma almofada de sacarose, tal como descrito no passo 4.4.
- Anexar-funcional azida Alexa Fluor 647 e PEG-azida (MW 5.000) using de cobre (I) catalisados cicloadição azida-alcino (CuAAC). Adicionar 2 equivalentes de corante e azida de PEG-proteína de revestimento por e incubar com 1 mM de CuSO 4, 2 mM de AMG, e 2 mM de ascorbato de sódio à temperatura ambiente durante 15 min. Ajustar o volume do tampão de tal modo que a concentração final da reacção de TMV é de 2 mg / ml. (O leitor é remetido para as seguintes referências para ler mais sobre a modificação química do TMV: 16,17).
- Conjugado corantes para lisinas e PEG para cisteínas de cisteína BMV mutante (cBMV):
- Adicionar 2,000 equivalentes molares de Oregon Verde 488 éster de succinimidilo dissolvidos em DMSO a 0,1 M em cBMV TNKM tampão (50 mM de base Tris, 50 mM NaCl, 10 mM de KCl, 5 mM de MgCl2, pH 7,4). Ajustar os volumes de tampão e DMSO de tal forma que a concentração final de BMV é de 1 mg / ml e de teor de DMSO é de 10% do volume total de reacção. Incubar a mistura de reacção durante a noite a 4 ° C protegidos da luz.
- Purificar partículas usando centrifugais filtros como descrito no passo 4.4.
- Adicionar 2,000 excesso molar de PEG-maleimida (MW 2000), utilizando as mesmas condições de reacção como antes, e incubar a mistura reaccional durante 2 horas a 4 ° C. cBMV tem 180 Usinas reativos e cisteína. (O leitor é remetido para as seguintes referências para ler mais sobre a modificação química da BMV: 18).
- Purificação: Filtrar a solução através de uma almofada de sacarose a 40% (w / v) a 160.000 xg durante 2,5 horas. Re-dissolver o sedimento em tampão. Alternativamente, dializar contra tampão apropriado usando 10 kDa filtros de corte de rotação.
- Caracterização: VNPs peguilado e marcado por fluorescência são analisadas utilizando os métodos acima descritos: UV / visível de espectroscopia, electroforese em gel SDS, FPLC, e TEM (não mostrado, no entanto, referem-se as Figuras 6 e 7).
5. Segmentação do tumor e imagem usando um modelo heteróloga Rato
- Cultura células HT-29 de cólon humano em meio RPMI suplementado com 5% de FBS, 1% de penicilina-estreptomicina, e 1% de L-glutamina, a 37 ° C em 5% de CO 2, utilizando 175 centímetros dois frascos de cultura de células.
- Lave as células duas vezes com PBS estéril e colheita por incubação com 5 ml de tripsina-EDTA a 37 ° C durante 5 min. Inactivar a tripsina com 5 ml de meio RPMI. Recolher as células por centrifugação a 500 xg durante 5 min. a 4 ° C e ressuspender em meio RPMI fresco a 5x10 6 células/50 ul de meio (determinar contagem total de células utilizando azul de tripano e um hemocitómetro). Misturar-se com um volume igual de Matrigel antes da injecção (manter todas as soluções de reagentes e estéril).
- Adquirir seis semanas de idade NCR nu / nu e mantê-los em uma dieta de alfafa livre para 2 semanas. [Nota:. Todos os procedimentos com animais deve ser aprovada IACUC] Induzir xenoenxertos de tumor por injecção subcutânea de 5x10 6 células/100 ul / tumor nos flancos (2 tumores / ratinho), utilizando um medidor de 18 1/2 estérilagulha. Monitorar os animais regularmente. Medir o tamanho do tumor usando compassos de calibre e permitir que os tumores a crescer a um volume médio de 20 mm 3 (dentro dos próximos 12 dias). Atribuir ratos a dois diferentes grupos aleatoriamente: PBS e VNP (n = 3 ponto animais / grupo / hora). Utilizando uma seringa de insulina de 1 ml de calibre 28, por administrar a injecção intravenosa da veia da cauda 100 ul de PBS estéril, ou 10 mg / kg de formulação VNP.
Nota: experimentos de cultura de tecidos e estudos com animais vivos não será demonstrado. Demonstração prática será limitado ao processamento de tecido e aquisição de dados. Para uma referência no modelo de xenoenxerto de tumor HT-29, o leitor é remetido para ref 19.
Três técnicas são usadas para avaliar tumor homing de VNPs:
- Imagens de fluorescência utilizando Maestro Imaging System: ratinhos sacrifício em pontos de tempo diferentes (2, 24, e 72 horas), utilizando CO 2gás. Dissecar os animais e impostos especiais de consumo todos os principais órgãos (cérebro, coração, pulmões, baço, rins e fígado), juntamente com os tumores nos flancos, coloque os tecidos em parafilme, e analisar com o instrumento usando imagens de fluorescência de excitação amarelo e filtros de emissão (800 ms exposição) para detectar a presença de sinais de fluorescência nos tecidos (derivado de A647 etiqueta conjugados aos VNPs). Salve as imagens e analisar intensidades fluorescentes usando ImageJ 1.44o software ( http://imagej.nih.gov/ij ). Comparar o padrão de absorção das VNPs em tumores com outros tecidos importantes, com o tempo.
- Depois de imagem, corte cada tecido ao meio e incorporar um meia no composto outubro para análise crio-secção e confocal. Colete a outra metade em pré-pesados crio-frascos e imediatamente congelá-los usando líquido N 2. Armazenar a -80 ° C até estar pronto para posterior processamento.
- Quantificação de fluorescência: Retecidos da medula pesos. Descongelar os tecidos congelados à temperatura ambiente e colocá-los em diferentes tubos de 50 ml Falcon contendo 1 ml de PBS. Usando um homogeneizador de tecidos de mão, homogeneizar o tecido para 2-3 min em PBS, em seguida, transferir o homogenado a tubos de microcentrífuga. Centrifugar os homogeneizados durante 10 min a 13000 xg para remover o não-tecido homogeneizado.
- Pipetar 100 uL do sobrenadante a partir de tecidos de cada grupo (PBS e VNP formulações / pontos de tempo) em uma placa de 384 poços UV preto. Avaliar a intensidade de fluorescência (Ex / Em comprimentos de onda 600/665), utilizando um leitor de placas. Normalizar os valores obtidos fluorescentes pelos pesos de tecido.
- Imunohistoquímica: Prepare crio-micrótomo seções (10 m) e armazenar a -20 ° C. Stain secções de tecido para os núcleos das células (DAPI) e marcador de células endoteliais (marcado com FITC anti-ratinho CD31). Realizar análise de microscopia confocal para mapear a localização vascular e intra-tumoral de VNP fluorescente marcados.
Nota: este procedimento não será demonstrada, os dados representativos são apresentados na Figura 8. Para uma referência em imuno-histoquímica e os métodos de coloração descrito, o leitor é remetido para ref 19.