Методическая статья

Доставка генов в кишечные органоиды мыши с использованием лентивирусных векторов

64 просмотров

⸱

31 августа 2026 г.

В этой статье

Аннотация

Лентивирусная трансдукция органоидов День 0: За два дня до трансдукции перенесите содержимое лунки площадью 0,95 см², заполненной органоидами, в новую лунку, стараясь получить примерно 50 мелких органоидов. Разделите органоиды (Рисунок 1A, B). Добавьте в среду для культивирования органоидов 10 мкМ Chir99021 и 10 мМ никотинамида для получения кистозных гиперпролиферативных крипт (Рисунок 1C). ПРИМЕЧАНИЕ: Кистозные крипты лучше всего развиваются, когда свежеразделенные органоиды выращивают в присутствии Chir99021. День 2: Соберите органоиды, перемешивая матригель и среду с помощью микронного дозатора p10 (движениями вверх-вниз), чтобы разрушить смесь. Поместите смесь в пробирку объемом 15 мл. Проведите дальнейшее разрушение, используя пастуровскую пипетку, диаметр выходного отверстия которой был уменьшен путем плавления. Центрифугируйте органоиды для получения осадка в течение 5 мин при 10 x g. ПРИМЕЧАНИЕ: В зависимости от размера центрифуги используйте подходящую скорость центрифугирования. Необходимо подобрать точную скорость, при которой разрушенные органоиды отделяются от смеси. Удалите супернатант и добавьте 50 мкл предварительно подогретого 1x трипсина (аналог 0,25% трипсина). Ресуспендируйте органоиды в трипсине и инкубируйте в течение 3 мин на водяной бане при 37 °C. Инактивируйте трипсин, добавив 3,5 мл среды для культивирования клеточных линий [модифицированная среда Игла в модификации Дульбекко (DMEM) с добавлением 10% сыворотки плода говячьего (FCS), 1% пенициллина/стрептомицина и глутамина]. Центрифугируйте в течение 5 мин при 50 x g. Удалите супернатант, оставив осадок примерно в 20 мкл среды. Перенесите органоиды в этом небольшом объеме среды в лунку планшета на 48 лунок. Добавьте лентивирус с высоким титром в среде для трансдукции, ресуспендируйте и перейдите к шагу 3.10 при низкой эффективности трансдукции. ПРИМЕЧАНИЕ: Для эффективной трансдукции обычно добавляют одну аликвоту (250 мкл) лентивируса с высоким титром в одну лунку с органоидами. Это составляет 50% всего объема лентивируса, полученного за один цикл производства. Дополнительно: для повышения эффективности трансдукции проведите спинокуляцию, поместив планшет на 48 лунок с органоидами в предварительно разогретую до 32 °C центрифугу и центрифугируя при 60 x g в течение 1 часа. Поместите смесь органоидов и вируса в культуральный инкубатор и инкубируйте в течение 1 часа при 37 °C для осуществления трансдукции. Дополнительно: для дальнейшего повышения эффективности трансдукции инкубируйте органоиды дополнительно в течение 3 часов при 37 °C в культуральном инкубаторе. Добавьте 1 мл среды для культивирования органоидов, ресуспендируйте смесь органоидов и вируса, перенесите ее в микроцентрифужную пробирку и центрифугируйте в микроцентрифуге в течение 5 мин при 850 x g для осаждения органоидов. Удалите супернатант и ресуспендируйте осадок в 20 мкл ледяного Matrigel. Поскольку материал затвердевает при нагревании, используйте наконечники дозатора, охлажденные путем многократного перемешивания ледяного PBS. Поместите каплю в центр лунки планшета на 48 лунок и инкубируйте в культуральном инкубаторе при 37 °C в течение 15 мин до затвердевания. Через 15 мин осторожно добавьте 250 мкл среды для культивирования органоидов с добавлением 10 мМ никотинамида, 10 мкМ Chir9021 и 10 мкМ Y27632. Мелкие фрагменты разрушенных органоидов сформируются в небольшие кистозные органоиды в течение 24 часов. День 5: Обновите среду и добавьте селективные антибиотики (для пуромицина используйте концентрацию 4 мкг/мл). День 7: Замените среду на стандартную среду для культивирования органоидов с добавлением селективного антибиотика. ПРИМЕЧАНИЕ: Почкование завершится через 2-3 недели после прекращения воздействия Chir9021. После селекции органоиды можно выращивать без селективных антибиотиков. Ван Лидт де Йоде, Й. Ф., и др. Протокол лентивирусной трансдукции и последующего анализа кишечных органоидов. J. Vis. Exp. (2015)

В данном видео описывается лентивирусная трансдукция кишечных органоидов мыши из суспензии, содержащей криптоподобные структуры. С использованием матрицы базовой мембраны в качестве каркаса и среды, дополненной факторами роста, вводятся лентивирусные векторы для обеспечения стабильной интеграции генов

Протокол

Лентивирусная трансдукция органоидов

День 0:

  1. За два дня до трансдукции перенесите органоиды из заполненной лунки площадью 0,95 cm² в новую лунку, стремясь получить примерно 50 мелких органоидов. Проведите разделение органоидов (Рисунок 1A, B).
  2. Добавьте в среду для культивирования органоидов 10 µM Chir9021 и 10 mM никотинамида для получения кистозных гиперпролиферативных крипт (Рисунок 1C).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Кистозные крипты развиваются лучше всего, когда свежеразделенные органоиды выращивают в присутствии Chir9021.

День 2:

  1. Соберите органоиды, перемешивая матригель и среду с помощью микропипетки p10 (пипетированием вверх-вниз), чтобы разрушить смесь. Перенесите смесь в пробирку объемом 15 mL.
  2. Дополнительно измельчите смесь, используя пастеровскую пипетку, диаметр выходного отверстия которой был уменьшен путем оплавления. Центрифугируйте органоиды до образования осадка в течение 5 min при 10 x g.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В зависимости от размера центрифуги используйте соответствующую скорость центрифугирования. Необходимо подобрать точную скорость, при которой разрушенные органоиды отделяются от смеси.
  3. Удалите супернатант и добавьте 50 µL предварительно нагретого 1x трипсина (аналог 0,25% трипсина). Ресуспендируйте органоиды в трипсине и инкубируйте в течение 3 min на водяной бане при 37 °C.
  4. Инактивируйте трипсин, добавив 3,5 mL среды для культивирования клеточных линий [модифицированная среда Игла в модификации Дульбекко (DMEM) с добавлением 10% фетальной телячьей сыворотки (FCS), 1% пенициллина/стрептомицина и глутамина]. Центрифугируйте в течение 5 min при 50 x g.
  5. Удалите супернатант, оставив осадок в примерно 20 µL среды. Перенесите органоиды вместе с этим небольшим количеством среды в лунку 48-луночного планшета.
  6. Добавьте высокотитральный лентивирус в среде для трансдукции, ресуспендируйте и переходите к шагу 3.10 в случае низкой эффективности трансдукции.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Для эффективной трансдукции обычно добавляют одну аликвоту (250 µL) высокотитрального лентивируса в одну лунку с органоидами. Это составляет 50% всего собранного лентивируса из одной партии производства.
  7. Опционально: для повышения эффективности трансдукции проведите спинокуляцию, поместив 48-луночный планшет с органоидами в предварительно нагретую до 32 °C центрифугу и центрифугируя при 600 x g в течение 1 hr.
  8. Поместите смесь органоидов и вируса в культуральный инкубатор и инкубируйте в течение 1 hr при 37 °C для осуществления трансдукции.
  9. Опционально: для дальнейшего повышения эффективности трансдукции инкубируйте органоиды дополнительно в течение 3 hr при 37 °C в культуральном инкубаторе.
  10. Добавьте 1 mL среды для культивирования органоидов, ресуспендируйте смесь органоидов с вирусом, перенесите ее в микроцентрифужную пробирку и центрифугируйте в микроцентрифуге в течение 5 min при 850 x g для осаждения органоидов.
  11. Удалите супернатант и ресуспендируйте осадок в 20 µL ледяного Matrigel. Поскольку материал затвердевает при нагревании, используйте наконечники для пипеток, охлажденные путем многократного пипетирования ледяного PBS.
  12. Нанесите каплю в центр лунки 48-луночного планшета и инкубируйте в культуральном инкубаторе при 37 °C в течение 15 min до затвердевания.
  13. Через 15 min осторожно добавьте 250 µL среды для культивирования органоидов, содержащей 10 mM никотинамида, 10 µM Chir9021 и 10 µM Y27632. Маленькие фрагменты разрушенных органоидов в течение 24 hr превратятся в маленькие кистозные органоиды.

День 5:

  1. Обновите среду, добавив селективные антибиотики (для пуромицина используйте 4 µg/mL).

День 7:

  1. Замените среду на стандартную среду для культивирования органоидов с добавлением селективного антибиотика.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Почки полностью сформируются через 2–3 недели после прекращения воздействия Chir9021. После проведения селекции органоиды можно выращивать без использования селективных антибиотиков.

Результаты

figure-results-1

Рисунок 1: Схема получения лентивируса для трансдукции органоидов.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
ПолиэтилениминPolysciences23966-2 
среда DMEMLonzaBE12-614F 
Фетальная телячья сывороткаLonzaDE14-801F 
Пенициллин-стрептомицинInvitrogen15140-122 
ГлутаминInvitrogen25030-024 
MatrigelBDBD 356231 
Advanced DMEM-F12Gibco12634-010 
N2Invitrogen17502-048 
B27Invitrogen17504-044 
N-ацетилцистеинSigmaA9165-1G 
Egf мышиInvitrogenPMG8045 
HEPES 1 МInvitrogen15630-056 
Glutamax 10xInvitrogen35050-038 
Chir 99021Аксон1386 
Y27632SigmaY0503-5MG 
ПолибренSigma107689 
НикотинамидSigmaN0636 
ТрипсинLonzaBE02-07E 

Теги

Лентивирусная трансдукцияматрикс базальной мембраныкультура органоидовстабильная интеграция геновпролиферация органоидовфункциональный анализсреда для культивирования органоидов