Электропорация нового поколения является эффективным методом трансфекции клеток Th17 человека с малыми РНК для изменения экспрессии генов и поведения клеток.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Электропорация нового поколения является эффективным методом трансфекции клеток Th17 человека с малыми РНК для изменения экспрессии генов и поведения клеток.
CD4+ Т-клетки могут дифференцироваться в несколько подмножеств эффекторных Т-хелперов в зависимости от окружающей цитокиновой среды. Клетки Th17 могут быть получены из наивных CD4+ Т-клеток in vitro путем их активации в присутствии поляризационных цитокинов IL-1β, IL-6, IL-23 и TGFβ. Клетки Th17 организуют иммунитет против внеклеточных бактерий и грибков, но их аберрантная активность также связана с несколькими аутоиммунными и воспалительными заболеваниями. Клетки Th17 идентифицируются хемокиновым рецептором CCR6 и определяются их мастер-фактором транскрипции, RORγt, и характерным эффекторным цитокином, IL-17A. Оптимизированные условия культивирования для дифференцировки клеток Th17 облегчают механистические исследования биологии Т-клеток человека в контролируемой среде. Они также обеспечивают условия для изучения важности конкретных генов и программ экспрессии генов посредством РНК-интерференции или введения мимиков или ингибиторов микроРНК (микроРНК). Этот протокол обеспечивает простой в использовании, воспроизводимый и высокоэффективный метод транзиторной трансфекции первичных клеток Th17 человека с малыми РНК с использованием устройства электропорации нового поколения.
CD4 + Т - клетки являются важными оркестраторами адаптивного иммунного ответа. Наивные CD4 + Т - клетки способны превращаться в нескольких различных эффекторных Т - клеток (например , Th1, Th2, Th17 и т.д.), каждый со своим собственным набором характерных цитокинов и факторов транскрипции, в зависимости от местного микроокружения 1. Решения линии преемственности, что Т-клетки составляют критичны как для защитного иммунитета и толерантности к себе. Th17 клетки представляют собой одно подмножество Т - клеток , известных для борьбы с внеклеточных бактерий и грибков, но их неправильные ответы также участвуют в патогенезе множества аутоиммунных и воспалительных заболеваний , таких как рассеянный склероз и псориаз 2, 3. Человеческие клетки Th17 могут быть получены из нативных CD4 + Т - клеток в пробирке путем предоставления им соответствующей поляризационной среды 4. Vario нас комбинации цитокинов IL-1β, IL-23, TGF-beta, и IL-6 были использованы для развития клеток Th17 человека. Человек Th17 клетки экспрессируют CCR6, рецептор хемокинов , который обычно используется , чтобы идентифицировать эту популяцию клеток и определяется выражением их основного фактора транскрипции, RORγt (кодируемого) RORC 5, 6. Th17 клетки обладают способностью выражать несколько цитокинов, но IL-17A является родословная определяющего эффектор цитокин, продуцируемый этими клетками. Мы исследовали экспрессию всех трех Th17-ассоциированных маркеров (CCR6, RORγt, IL-17A) для оценки надежности нашего человеческого Th17 в пробирке дифференциации анализа. Кроме того, мы культивировали человеческие CD4 + Т - клеток в неполяризующих условиях, в которых не добавл ли никакого цитокины или блокирующие антитела к культуральной среде , чтобы использовать в качестве отрицательного контроля , так как экспрессия этих маркеров Th17 должно быть очень низким или отсутствует.
ve_content "> Один из способов изучить нормальное развитие клеток человека T и биологии, чтобы манипулировать экспрессии генов в процессе их развития. Краткосрочные вмешательства РНК (миРНК) представляют собой синтетические небольшие молекулы РНК, которые нацелены на белок-кодирующих мРНК, и могут быть использованы для уменьшения специфической экспрессии гена . MicroRNAs (миРНК) является эндогенным некодирующим малым РНКОМ , известным для модуляции экспрессии гена посттранскрипционно. микроРНК , как было показан , играет важную роль как в мышином и биологии Т - клетки человека, в том числе в Th17 клетках 7, 8, 9. Это очень важно иметь надежные методы манипулирования небольшой РНК-активности в Т-клетках человека, чтобы изучить их влияние на экспрессию генов и в конечном счете на человеческой клеточной биологии T. Здесь мы опишем простой в использовании, последовательный и надежный протокол, который мы разработали для введения небольшой синтетический РНК и запертые нуклеиновые кислоты (МШИТ, химически модифицированные нуклеиновые кислоты с повышенной стабильностью)в клетки иммунной системы, а именно в Th17-клеток человека.Есть несколько альтернативных способов введения малого РНКА в клетки млекопитающих, которые обычно попадают в химические, биологические или физические категории 10. Обычно используемые химические методы, в том числе на основе липидов и трансфекций кальция-фосфатной трансфекции, полагаются на создание комплексов химико-ДНК, которые более эффективно поглощаются клетками. В общем, химические методы не являются столь эффективными для трансфекции первичных Т-клеток. Наиболее распространенный биологический метод является использование вирусного вектора (например , ретровирус или лентивирус), который непосредственно вставляет внешний РНК в хозяин в качестве части своего естественного цикла репликации. Вирусные трансдукции, как правило, занимает больше времени, чтобы закончить, особенно когда факторы во время для молекулярного клонирования провирусных плазмид. Кроме того, вирусные векторы трансдукции могут быть потенциально опасными для человека исследователей. Электропорация является физическим менит индуцировать мембраны пермеабилизации, подвергая клетки воздействия высоких импульсов напряжения, позволяя нуклеиновые кислоты, чтобы транзиторно войти в камеру, где они могут действовать на своей цели. Традиционные электропорации инструменты не являются эффективными для трансфекции первичных лимфоцитов. Тем не менее, оптимизированная для следующего поколения электропорации, оказалось способной трансфекция Т-клеток при очень высокой эффективности, особенно когда материал для трансфекции мал РНК. Термин следующего поколения свободно используется , чтобы различать две новые платформы (например, неоновые, Amaxa) от традиционных электропорации машин. Кроме того, этот метод легко масштабируется для умеренных экранов пропускной способности с до приблизительно 120 малых РНК в одном эксперименте, часто с использованием проверенных синтетических реагентов. Важно отметить, что успешная трансфекция может быть достигнута в качестве всего лишь 16 ч после активации Т-клеток. Недостаток этого способа, однако, является то, что она не приводит к стабильной геномной incorporatiна, и поэтому преходяще. Следовательно, стоит дополнительных усилия, чтобы создать стабильную экспрессирующую конструкцию, которая может быть упакована в вирусный вектор и успешно высказанную в Т-клетках в тех случаях, когда требуется долгосрочное выражение малой РНК.
Мы использовали следующее поколение трансфекции (например, неон) для доставки различных синтетических одно- или двухцепочечных РНК или МШАТ олигонуклеотидных инструментов для различных целей 11, 12, 13. Эффективное РНК-интерференции может быть вызван в первичной мыши и Т-клеток человека с помощью двухцепочечной короткого вмешательства РНК (миРНК). Этот протокол описывает оптимизированные условия для использования этого метода в клетках Th17 человека. В дополнении к киРНКу, коммерчески доступный синтетический микроРНК подражает и ингибиторы могут быть использованы для изучения усиления микроРНКа и потери функции. микроРНК имитирует являются двухцепочечной молекулы РНК, очень похожие на киРНК, но Дизайнд с последовательностью эндогенного зрелого микроРНКа. ингибиторы микроРНК химически модифицированной РНК и / или LNA на основе одноцепочечных олигонуклеотидов, которые связываются с носителями микроРНК и противодействуют их функции. Мы обнаружили, что все эти инструменты могут быть эффективно использованы в культивируемых первичных Т-лимфоцитов, в том числе, но не ограничиваясь клеток Th17 человека.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этот протокол придерживается принципов UCSF для исследовательской этики человека.
1. Получение Т - клеточная культура, выделение CD4 + Т - клетки, и Th17 поляризации
2. электропорации в пробирке Поляризованные Человеческие клетки Th17
3. Заготовка Человеческие клетки Th17
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Первый шаг к разработке надежной системы успешно электропорации клеток Th17 человека было создание надежной в пробирке дифференцированы культур человека Th17 клеток. Т - клетки , культивированные в Th17-поляризационных условиях выразили хемокинов рецептор CCR6 и фактор транскрипции RORγt (Фигура 1А, слева). Эти маркеры не были выражены , когда Т - клетки культивировали в неполяризующих (THN) условиях (Фигура 1А, справа). Т - клетки , культивиров...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этот протокол обеспечивает улучшенный способ доставки малых РНК в клетки Th17 человека. Хотя клетки Th17 человека здесь были использованы, этот метод электропорации с малым РНКОМ может быть использован с другими хелперами подмножествами первичного человеческим Т, такими как Th1, Th2, и Tregs. Он не работал хорошо для наивных CD4 + Т - клеток , так что клетки должны быть активированы в культуре до трансфекции. Для этого протокола, мы сначала оптимизировали систему экстракорпоральной культуры в
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана грантами Национальных институтов здравоохранения США (R01HL109102, P01HL107202, U19CA179512, F31HL131361), стипендиальной премией Общества лейкемии и лимфомы (K.M.A.) и Программой подготовки медицинских ученых Национального института общих медицинских наук (NIGMS) (грант #T32GM007618) (M.M.).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| античеловеческий IL-17A ПЭ | ebioscience | 12-7179-42 | Клон: eBio64DEC17 |
| античеловеческий IFNg FITC | ebioscience | 11-7319-82 | Клон: 4S. B3 |
| античеловеческий CD4 eVolve605 | ebioscience | 83-0047-42 | Клон: |
| мышиный против человека SK3 CD196 (CCR6) BV421 | BD biosciences | 562515 | Клон: 11A9 |
| античеловеческий RORgt AF647 | BD biosciences | 563620 | Клон: Q21-559 |
| античеловеческий CD45 eFluor450 | ebioscience | 48-9459-42 | Клон: 2D1 |
| Foxp3/окрашивание транскрипционного фактора Буферный набор | ebioscience | 00-5523-00 | Для внутриклеточного фактора транскрипции проточной цитометрии окрашивание |
| Hu FcR Ингибитор связывания Очищенный | ebioscience | 14-9161-71 | |
| ImmunoCult-XF T Cell Expansion Medium | Stemcell Technologies | 10981 | "Бессывороточная базовая среда" |
| MACS CD28 чистый функциональный сорт, человеческий | Miltenyi Biotec | 130-093-375 | Клон: 15E8 |
| античеловеческий CD3 очищенный | ядро моноклонального антитела UCSF | N/A | Клон: OKT-3 |
| LEAF очищенный античеловеческий IL-4 | Biolegend | 500815 | Клон: MP4-25D2 |
| античеловеческий IFNg, функциональный класс очищенный | ebioscience | 16-7318-85 | Клон: NIB42 |
| Рекомбинантный человеческий IL-23 | Peprotech | 200-23 | |
| Рекомбинантный человеческий IL-1&бета; | Пепротех | 200-01B | |
| Рекомбинантный человеческий TGF-β 1 | Пепротех | 100-21C | |
| Рекомбинантный человеческий IL-6 | Peprotech | 200-06 | |
| siGENOME Control Pool, нецелевой #2 | Dharmacon | D-001206-14-05 | |
| siGENOME SMARTpool Human RORC | Dharmacon | M-003442-00 | |
| siGENOME SMARTpool Human PTPRC | Dharmacon | M-008067-01 | |
| Dynabeads Нетронутые Т-клетки человека | Набор ThermoFisher Scientific | 11346D | CD4+ Т-клетки Изоляционный комплект |
| Neon Tranfection System | ThermoFisher Scientific | MPK5000 | Прибор для электропорации нового поколения |
| Neon Tranfection System 10 μ L Kit | ThermoFisher Scientific | MPK1096 | |
| Буфер для ресуспендирования T | ThermoFisher | Scientific Поставляется в наборе (MPK1096) | "Буфер для ресуспендирования трансфекции" |
| Lymphoprep | Stemcell Technologies | #07801 | Градиент плотности Medium |
| costar 6-луночные обработанные планшеты для культуры тканей | Corning | 3516 | пластины с плоским дном |
| costar 48-луночные планшеты с тканевыми культурами | Corning | 3548 | пластины с плоским дном |
| BD Pharm Lyse лизирующий буфер, 10x | BD biosciences | 555899 | Перед использованием необходимо приготовить 1x раствор с дистиллированной водой |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.