Мы представляем протокол ретровирусной трансдукции направляющей РНК в первичные Т-клетки трансгенных мышей Cas9, обеспечивая эффективную альтернативу редактированию генов при изучении дифференцировки Th17.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Мы представляем протокол ретровирусной трансдукции направляющей РНК в первичные Т-клетки трансгенных мышей Cas9, обеспечивая эффективную альтернативу редактированию генов при изучении дифференцировки Th17.
Т-хелперы, которые продуцируют IL-17A, известные как клетки Th17, играют важную роль в иммунной защите и участвуют в аутоиммунных расстройствах. CD4 Т-клетки могут быть стимулированы антигенами и четко определенными цитокиновыми коктейлями in vitro для имитации дифференцировки клеток Th17 in vivo. Были проведены обширные исследования механизмов регуляции дифференцировки Th17 с использованием поляризационного анализа Th17 in vitro .
Традиционные методы поляризации Th17 обычно включают получение наивных CD4 Т-клеток от генетически модифицированных мышей для изучения влияния конкретных генов на дифференцировку и функцию Th17. Эти методы могут быть трудоемкими и дорогостоящими, и на них могут влиять внешние клеточные факторы у животных с нокаутом. Таким образом, протокол, использующий ретровирусную трансдукцию направляющей РНК для введения нокаута гена в первичные Т-клетки мыши с нокаутом CRISPR/Cas9, служит очень полезным альтернативным подходом. В данной работе представлен протокол дифференцировки наивных первичных Т-клеток в клетки Th17 после ретровирусно-опосредованного нацеливания генов, а также последующие методы анализа проточной цитометрии для определения инфекции и эффективности дифференцировки.
Клетки Th17, уникальное подмножество CD4+ Т-хелперов, жизненно важны для уничтожения внеклеточных бактерий и грибков и играют важную роль в развитии различных аутоиммунных заболеваний 1,2,3. Новые данные свидетельствуют о том, что клетки Th17 демонстрируют гетерогенность, функционируя как в патогенных, так и в непатогенных условиях, на которые влияют факторы окружающей среды и генетические факторы. Выяснение регуляторных процессов, которые контролируют дифференцировку клеток Th17, пластичность и гетерогенность, имеет решающее значение для продвижения более эффективных иммунотерапевтических стратегий.
Генетически модифицированные животные широко используются для раскрытия ключевых регуляторов дифференцировки и функций клеток Th17. Использование генетически модифицированных животных включает в себя полную манипуляцию in vivo, обеспечивая подлинность и систематическое изучение ее роли в физиологических условиях или моделях заболеваний. Тем не менее, высокопроизводительный скрининг при таком подходе в значительной степени непрактичен. Поляризационные анализы in vitro являются альтернативой для изучения дифференцировки клеток Th17. Было показано, что интерлейкин 6 (IL-6) в сочетании с трансформирующим фактором роста β1 (TGFβ1) способствует развитию непатогенных клеток Th17, в то время как IL-6, IL-1β и IL-23 участвуют в дифференцировке патогенных клеток Th17 (pTh17)4,5.
Появление технологии CRISPR/Cas9 облегчило точное редактирование генома на конкретных основаниях. В сочетании с ретровирусной трансдукцией этот подход обеспечивает мощный, эффективный и экономичный генетический метод для скрининга и функционального изучения потенциальных регуляторов в клетках Th17 6,7. В этом исследовании мы усовершенствовали процедуру ретровирусной трансдукции в поляризационной системе Th17. Используя ретровирусную систему, мы заразили предварительно экспрессирующие Cas9 активированные наивные Т-клетки от мышей. Клетки трансдуцировали с помощью конструкций направляющей РНК (гРНК), приводимых в движение промотором U6, вместе с генами, кодирующими флуоресцентные репортерные белки под контролем промотора EF1a, чтобы облегчить нокаут гена-мишени. Затем трансдуцированные Т-клетки культивировали в определенных цитокиновых условиях, чтобы индуцировать дифференцировку в клетки Th17. Примечательно, что нокаут RoRγt значительно снижал выработку Ил-17А по сравнению с контрольной группой. Эффективность этой системы зависит от оптимизированных условий производства и трансдукции ретровирусов для активированных первичных Т-клеток, что обеспечивает быстрый и практический подход к изучению специфических генов в дифференцировке и функции Th17.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все процедуры были одобрены Комитетом по этике благополучия экспериментальных животных, больницей Жэньцзи, Медицинской школой Шанхайского университета Цзяотун и соответствуют институциональным рекомендациям.
1. Ретровирусное производство
2. Ретровирусная инфекция активированных CD4 + Т-клеток и дифференцировка Th17
3. Оценка эффективности трансдукции и результаты дифференцировки
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В исследовании мы клонировали мишень sgRNA в Rorc и кодирующие последовательности без нацеливания sgRNA в вектор pMX-U6-MCS с флуоресцентным белком mCherry (рис. 1A, B). Производство ретровируса осуществлялось в соответствии с протоколом, приведенным на рисунке 2. Трансфекцию начинали на 0-й день, а ретровирусный забор – на 2-й день. Эффективность трансфекции можно проверить с помощью интенсивности флуор...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Редактирование генома CRISPR/Cas9 с помощью ретровирусной доставки является надежным методом изучения роли хелперных Т-клеток. Этот протокол предлагает быстрый и эффективный подход к изучению конкретных генов, участвующих в дифференцировке и функционировании Th17. Для достижения оптимальных результатов необходимо тщательно следовать нескольким важным шагам. Во-первых, для повышения эффективности нокаута генов следует тщательно выбирать гРНК. Учитывая риск побочных эффектов при редактиров...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы констатируют отсутствие конфликта интересов.
Выражаем признательность Доу Лю (Dou Liu), Дунлян Сюй (Dongliang Xu) и Пинпинпин Хоу (Pinpin Hou) из основного учреждения Шанхайского института иммунной терапии за их поддержку в использовании этих инструментов. Эта работа была поддержана грантами Национального фонда естественных наук Китая 31930038, U21A20199, 32100718 и 32350007 (Линьжун Лу); 32100718 (Сюэсяо Цзинь); Инновационная исследовательская группа местных университетов высокого уровня в Шанхае SHSMU-ZLCX 20211600 (до Линьжун Лу); Программа внутренней инкубации RJTJ24-QN-076 (Цзэзиню Цую). Рисунок 2 был подготовлен с помощью Figdraw.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0,5 М ЭДТА (pH 8,0) | Solarbio | E1170 | |
| 100 мм Чашка для клеточных и тканевых культур | BIOFIL | TCD010100 | |
| 1 М Hepes (свободная кислота, стерильная) | Solarbio | H1090 | |
| 24-луночный планшет для клеточных и тканевых культур | NEST | 702002 | |
| 48-луночный планшет для клеточных и тканевых культур | NEST | 748002 | |
| Брефельдин Раствор (1,000x) | BioLegend | 420601 | |
| антимышиное антитело CD4 Brilliant Violet 650 (RM4-5) | BioLegend | ||
| CD3e (145-2C11), функционального класса, моноклональное антитело eBioscience | Invitrogen | 16-0031-82 | |
| CD44 моноклональное антитело (IM7), ТЭЛА, моноклональное антитело eBioscience | Invitrogen | 12-0441-83 | |
| CD62L (L-селектин) (MEL-14), APC, eBioscience | Invitrogen | 17-0621-82 | |
| Счетчик клеток | Nexcelom Bioscience | Cellometer Auto 2000 | |
| Cell Sither (40 μ m) | Клеточный | biosharp BS-40-CS | |
| (70 μ m) | biosharp | BS-70-CS | |
| Центрифуга | Эппендорф | 5425 R | |
| Центрифуга | eppendorf | 5810 R | |
| ChamQ SYBR Color qPCR Master Mix | Vazyme | Q411-02 | |
| ClonExpress II One Step Cloning Kit | Vazyme | C112 | |
| DH5α Компетентные клетки | Sangon Biotech | B528413 | |
| Direct-zol RNA Miniprep | ZYMO RESEARCH | R2050 | |
| DMEM Medium | BasalMedia | L110KJ | |
| EasySep Mouse CD4+ T Cell Isolation Kit | STEMCELL | 19852 | |
| eBioscience Fixable Viability Dye eFluor 660 | Invitrogen | 65-0864-18 | |
| EndoFree Mini Plasmid Kit II | TIANGEN | DP118-02 | |
| ExFect Реагент для трансфекции | Vazyme | T101-01 | |
| Фетальная бычья сыворотка, Premium Plus | Gibco | A5669701 | |
| FITC антимышиное антитело IL-17A (TC11-18H10.1) | BioLegend | 506907 | |
| раствор формальдегида | Macklin | F864792 | |
| HiScript IV RT SuperMix для количественной ПЦР?+gDNA wiper? | Vazyme | R423-01 | |
| Иономицин | Beyotime | S1672 | |
| Митомицин C | Maokang Biotechnology | 7/7/1950 | |
| Мышь GRCm38 | NCBI | RefSeq v.108.20200622 | |
| OPTI-MEM Сниженная сыворотка Medium | Gibco | 31985070 | сниженная сыворотка Средняя Pacific |
| Blue антимышиное антитело CD4 (RM4-5) | BioLegend | ||
| PE/Cyanine7 антимышиное антитело CD25 (PC61) | BioLegend | 102015 | |
| PE/Cyanine7 антимышиное антитело CD4 (GK1.5) | BioLegend | 100422 | |
| пенициллин-стрептомицин (10 000 ЕД/мл) | Gibco | 15140122 | |
| PMA/TPA | Мыши Beyotime | S1819 | |
| R26-CAG-Cas9 | Шанхайский центр модельных организмов | кат. No nm-ki-00120 | |
| Рекомбинантный человеческий белок TGF-beta-1 (экспрессируемый CHO), CF | R& D Systems | 11409-BH | |
| Рекомбинантный мышиный IL-6 | PeproTech | 216-16 | |
| Исследовательский клеточный анализатор | BD Biosciences | BD LSRFortessa | |
| Исследовательский клеточный сортировщик | SONY | MA900 | |
| RPMI 1640 Medium | BasalMedia | L210KJ | |
| SimpliAmp Термоамплификатор ПЦР система | Applied Biosystems | A24811 | |
| Раствор пирувата натрия (100 мМ) | Sigma-Aldrich | S8636 | |
| Ultra-LEAF Очищенное антимышиное антитело CD28 (37.51) | BioLegend | 102121 | |
| Ultra-LEAF Очищенное антимышиное ИФН-&гамма; Антитело (XMG1.2) | BioLegend | 505847 | |
| Ultra-LEAF Очищенное антитело против мышиного IL-4 (11B11) | BioLegend | 504135 | |
| Ultra-LEAF Очищенное антитело против мышей IL-12/IL-23 p40 (C17.8) | BioLegend | 505309 | |
| &бета;-меркаптоэтанол (50 мМ) | Solarbio | M8211 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.