JoVE Journal > Neuroscience
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
신경과학

הפקה, טיהור, ובקרת איכות על Adeno-הקשורים וקטורים מבוסס-וירוס

Published: January 29, 2019
doi:
10.3791/58960
, , , ,
1VIB-KU Leuven Center for Brain and Disease Research, 2Department of Neuroscience,KU Leuven, 3Leuven Brain Institute

Summary

כאן, אנו מתארים אסטרטגיית לשחזור ויעילה כדי לייצר כייל נוגדנים, בקרת איכות קבוצות של וקטורים adeno-הקשורים וירוס. היא מאפשרת למשתמש לקבל הכנה וקטור עם כייל גבוה (≥1 x 1013 וקטור הגנום/mL) ואת טוהר גבוהה, מוכן לשימוש במבחנה או ויוו .

Abstract

ג’ין משלוח כלי מבוסס על וירוסים adeno-הקשורים (AAVs) הם בחירה פופולרית עבור מסירת transgenes על מערכת העצבים המרכזית (CNS), כולל יישומים טיפול גנטי. וקטורים AAV הם ללא שכפול, מסוגל להדביק החלוקה והן הלא-חלוקת תאים ולספק ביטוי transgene לטווח ארוך. חשוב, כמה אשר נגרמו מהזנים אליהם, כגון PHP שתואר לאחרונה. B, יכול לחצות-מחסום הדם המוח-(BBB) במודלים של בעלי חיים, שלאחר משלוח מערכתית. וקטורים AAV יכול להיות מיוצר באופן יעיל במעבדה. עם זאת, פרוטוקולים לשחזור ועמיד נדרשים להשיג AAV וקטורים עם רמות טוהר מספיק וערכי כייל נוגדנים גבוה מספיק עבור יישומים ויוו . פרוטוקול זה מתאר את אסטרטגיית לשחזור ויעילה לייצור וקטור AAV, המבוסס על אסטרטגיית טיהור הדרגתיות iodixanol. שיטת טיהור iodixanol מתאימה להשגת קבוצות של וקטורים AAV כייל גבוה של טוהר גבוהה, בהשוואה לשיטות טיהור אחרות. יתר על כן, הפרוטוקול הוא בדרך כלל מהר יותר מאשר שיטות אחרות כיום המתואר. בנוסף, שרשרת פולימראז כמותיים התגובה (qPCR)-אסטרטגיה מבוסס מתואר לקבלת החלטה מהיר ומדויק של כייל את וקטור, כמו גם כסף מכתים שיטה לקבוע את הטוהר של אצוות וקטור. לבסוף, התוצאות נציג של המסירה הגן מערכת העצבים, בעקבות ניהול מערכתי AAV-PHP. B, מוצגים. תוצאות כאלה צריך להיות אפשרי במעבדות כל באמצעות פרוטוקולים המתוארות במאמר זה.

Introduction

במהלך 30 השנים האחרונות, AAVs פראי-סוג יש מהונדס ליצירת וקטורים AAV רקומביננטי, אשר הוכיחו להיות כלי שימושי במיוחד עבור העברה גנטית לתוך מערכת העצבים המרכזית1,2,3,4, 6 5,טיפול גנטי מתקרב ל-4,המחלה (כולל ה-FDA-EMA-אישרה טיפולים)7. להתאמתם לשימוש מערכת העצבים נובעת במידה רבה היכולת שלהם להדביק תאים ללא הפרדה, שלאחר mitotic, נמצאו בדרך כלל ב- CNS8. עם זאת, מבוססת AAV וקטורים יש גם יתרון המאפשר ביטוי לטווח ארוך של כל4,transgene טיפולית נתון9 תוך העלאת לתגובה החיסונית מתון לעומת ויראלי וקטורים אחרים7, 8,10,11,12.

האלמנטים העיקריים של כל וקטור AAV הם הגנום של capsid. AAVs פראי-סוג הם חד-גדילי (הה) ה-DNA וירוסים עם הגנום של 5 kilobases (kb)13. לייצור של וקטורים AAV רקומביננטי, הגנים. נציג ו cap (הכרחי עבור שכפול גנום לבין ההרכבה של capsid ויראלי) נמחקים מן הגנום של AAV פראי-סוג וסיפק טרנס, השארת מקום קלטת ביטוי המכיל את ה-14,transgene15. הפוך מסוף חוזר הרצפים (ITRs) של הגנום הנגיפי המקורי הם האלמנטים יתרת היחידה וקטור AAV, כמו אלה הם חיוניים עבור שכפול ואריזות3,10,14. . ניתן לתכנן AAV וקטורים כדי לשפר את הביטוי transgene; מוטציה באחד ITRs מוביל היווצרות לולאה מכבנה המאפשר ביעילות את הדור של משלים דנ א סטרנד3,7,15. היתרון העיקרי של תצורה זו, כינה את הגנום העצמי-משלימים (sc), הוא זה עוקף את הצורך שנייה-strand סינתזה טיפוסי במחזור החיים המקובלת של AAVs, להגדיל באופן משמעותי את המהירות ואת רמות ביטוי transgene 1. יחד עם זאת, שימוש של הגנום scAAV מפחית את קיבולת מטען של וקטור כ 2.4 kb. זה כולל רצפים transgene, כמו גם כל רצפי רגולטוריות כגון היזמים או אתרים מחייב microRNA, להגבלת ביטוי סוגי תאים מסוים16.

Capsid AAV קביעת האינטראקציה תא וקטור-מארח, מקנה מידה של tropism סוג או רקמת תאים עבור serotype AAV, אשר ניתן לנצל גם כדי להגביל את הביטוי transgene למיקומים ספציפיים. מספר AAV אשר נגרמו מהזנים אליהם נמצאים בטבע, ואילו אחרים הופקו במעבדות באמצעות גישות רקומביננטי (קרי, PHP. B). בנוסף, יש capsids גם להעניק מאפיינים שימושיים אחרים, כגון היכולת חוצה BBB, וכתוצאה מכך המסירה של transgenes ברחבי מערכת העצבים לאחר ניהול מערכתי. זה הוכח AAV9, כמו גם את PHP תיאר לאחרונה. B capsid17. כתוצאה מכך, הם אלה אשר נגרמו מהזנים אליהם להוכיח להיות רלוונטיים במיוחד עבור גישות טיפול גנטי חדשות1817,1,הפרעות ניווניות.

המטרה של פרוטוקול זה היא לתאר שיטה חסכונית לייצור בקנה מידה קטן של וקטורים AAV עם כייל נוגדנים גבוה וטוהר. למרות התוצאות המובאות כאן להשתמש את PHP. B capsid, קלטת ביטוי scAAV, הפרוטוקול מתאים בייצור של AAV וקטור אשר נגרמו מהזנים אליהם מספר תצורות הגנום, ומאפשר גמישות מקסימלית ניסיוני. עם זאת, התשואה וקטור וטוהר הסופי יכול להשתנות בהתאם serotype שבחרת.

הפרוטוקול עצמו הוא וריאציה של השיטה הקלאסית tri-תרביות תאים לייצור וקטור ויראלי, משלב את השימוש ההדרגתי iodixanol עבור וקטור לנקות, אשר, לעומת השימוש הקלאסי של צסיום כלוריד (CsCl), מעברי צבע, כבר דיווח לייצר AAV וקטורים של טוהר גבוהה יותר יעיל יותר זמן באופן19,20,21.

השלבים תרביות תאים, היטהרות, ריכוז נועדו לבצע לפי מעבדה (GLP) במעבדה תרביות רקמה מדורג לעבודה וקטור ויראלי. כל פעילות צריכה להתבצע בהתאם החקיקה המקומית והארצית הרלוונטיים הנוגעים וקטור ויראלי הייצור ולהשתמש. עבודה צריך להתבצע תחת תא למינארי, בתנאים סטריליים. בתוך המתקן וקטור, מומלץ ללבוש סינר של המעבדה, בנוסף המעבדה תרביות רקמה רגילה. יתר על כן, זוג כפול של כפפות, כמו גם overshoes פלסטיק, צריך להיות משוחק בכל עת.

לפני החל בייצור וקטור, להבטיח את כל הציוד הנדרש, פלסמידים הינם זמינים. 1) פלסמיד pCapsid מכיל את הגן נציג מקודד חלבונים שאינם מבניות ארבע הכרחי עבור שכפול, כלומר Rep78, Rep68, Rep52 ו Rep40, הגן קאפ מקודד חלבונים מבניים capsid שלוש, כלומר VP1 VP2, VP3. 2) פלסמיד pHelper מכיל את הגנים E4, E2Aו- VA אדנו, המספקות AAV ייצור בתאים HEK293T. 3) פלסמיד pTransgene מכיל את הקלטת ביטוי transgene, ולצדו שני ITRs. פלסמידים אלה יכול להיות מסונתז דה נובו במעבדה בעזרת רצפים זמינים באינטרנט22. עבור פלסמידים גרם דה נובו, במיוחד אלה המכילים transgenes הרומן, רצף נדרש, כדי לוודא כי transgene ואת ITRs נכונים. לחלופין, פלסמידים premade ניתן לרכוש ישירות באמצעות מאגרים מקוונים פלסמיד. בעת הצורך, פלסמידים יכולים להיות מוגבר, מטוהרים באמצעות ערכות רגיל, על פי הוראות היצרן23.

וקטור כייל וטוהר עלולה להשפיע לרעה על יכולת התמרה חושית של וקטור. פרוטוקולים נוספים מסופקים כדי להעריך את האיכות של וקטור המיוצר. הווקטורים הסופי יהיה שימושי עבור מחקרים של הפונקציה cell CNS ביישומים גם במבחנה וגם ויוו .

Protocol

פתרון קומפוזיציה תרבית תאים, תרביות תאים DMEM1 DMEM 1 x 1% FBS (v/v) 1% GlutaMAX (וי/v) DMEM10 DMEM 1 x 10% FBS (v/v) 1% GlutaMAX (וי/v) 150 מ מ NaCl 4.380 g NaCl עד 500 מ”ל מים הנדסה גנטית Desalting וטיהור AAV NaCl 5 מ’ 146.1 g NaCl עד 500 מ”ל מים הנדסה גנטית 1 מ’ טריס HCl (pH 8.5) בסיס טריס 12.11 g זהירות עד 100 מ ל מים הנדסה גנטית להוסיף 1 HCl M באמצעות פיפטה פסטר כדי לצמצם את רמת ה-pH 8.5 מאגר פירוק 15 מ”ל של NaCl 5 מ’ 25 מ של 1 מ’ טריס HCl (pH 8.5) זהירות עד 500 מ”ל מים הנדסה גנטית 10 x באגירה פוספט תמיסת מלח (PBS) 80 גר’ NaCl 2 גרם אשלגן כלורי זהירות 14.4 g נה2HPO4 2.4 g ח’2PO4 עד 1 מים ddL MgCl 1 מ’2 20.33 g MgCl2-6 H2O עד 100 מ ל מים הנדסה גנטית אשלגן כלורי 1 מ’ 7.45 גרם אשלגן כלורי זהירות עד 100 מ ל מים הנדסה גנטית 5 x פתרון מניות PBS מגנזיום אשלגן (PBS-ח”כ) 250 מ של 10 x PBS 2.5 מ של MgCl 1 מ’2 6.25 מ של 1 מ’ אשלגן כלורי זהירות למעלה עד 500 מ”ל מים Ultrapure H2O 15% Iodixanol מ”ל של Optiprep צפיפות בינונית מעבר צבע זהירות 10 מ”ל של NaCl 5 מ’ 10 מ”ל של 5 x PBS-ח”כ 17.5 מ ל מים הנדסה גנטית 25% Iodixanol 20.8 מ של Optiprep צפיפות בינונית מעבר צבע זהירות 10 מ”ל של 5 x PBS-ח”כ 19.2 מ ל מים הנדסה גנטית µL 100 של פנול אדום 40% Iodixanol 33.3 מיליליטר Optiprep צפיפות בינונית מעבר צבע זהירות 10 מ”ל של 5 x PBS-ח”כ 6.7 מ ל מים הנדסה גנטית 60% Iodixanol 50 מ של Optiprep צפיפות בינונית מעבר צבע זהירות µL 100 של פנול אדום זהירות AAV טוהר שליטה 10 x טריס אצטט EDTA (תה) מאגר 44.8 g טריס בסיס זהירות חומצה אצטית 11.4 mL (17.4M) 3.7 גרם EDTA עד 1 מים הנדסה גנטית L Agarose ג’ל agarose הנדסה גנטית 0.8 g עד 100 מ ל 1 x תה מאגר מאגר ג’ל 181.7 g טריס בסיס זהירות 1.5 g למען חברה דמוקרטית זהירות להתאים את ה-pH ל 8.45 עם 1 M HCl זהירות עד 500 מ”ל מים הנדסה גנטית קטודה מאגר 10 x בסיס טריס 121.14 g זהירות 179.2 g Tricine זהירות 1% מרחביות (w/w) זהירות עד 1 מים הנדסה גנטית L אנודת מאגר 10 x בסיס טריס 242.3 g זהירות עד 1 מים הנדסה גנטית L להתאים את ה-pH ל 8.9 עם 1 M HCl זהירות לדוגמה מאגר 5 x עבור 20 מ: בסיס טריס 605 מ ג זהירות 4 g למען חברה דמוקרטית זהירות 10 מ ג Serva בלו ז 12 גרם גליצרול להתאים את ה-pH ל 6.8 עם 1 M HCl, aliquot ולאחסן ב-20 ° C זהירות ג’ל הערימה עבור 2 ג’לים: אקרילאמיד 400 µL זהירות מאגר ג’ל 750 µL 1.85 מ ל מים הנדסה גנטית TEMED 4 ΜL זהירות 20 µL 10% APS (v/v) זהירות להוסיף TEMED ו-10% APS מיד לפני לשפוך את הג’ל. השתמש בשני כימיקלים ברדס כימי. פתרון ג’ל עבור 2 ג’לים: 3.32 mL אקרילאמיד זהירות 3.35 מ ל ג’ל מאגר 1.14 מ”ל מים הנדסה גנטית 2.12 מ ל 50% גליצרול TEMED 6 ΜL זהירות 50 µL 10% APS (w/v) זהירות להוסיף TEMED ו-10% APS מיד לפני לשפוך את הג’ל. השתמש בשני כימיקלים ברדס כימי. Butanol רווי מים 10 מ ל n-butanol זהירות 1 מ”ל מים הנדסה גנטית התראה: עיין בטבלה חומרים לקבלת הנחיות על השימוש של כימיקלים מסוכנים. טבלה 1: ההרכב של הפתרונות הנדרשים. 1. Tri-תקנים של תאים HEK293T הערה: נא עיין טבלה 1 להרכב של מאגרים, פתרונות שימוש בפרוטוקול.הערה: ביצועים של קטע זה של הפרוטוקול לוקח כ 4 ימים. הפשרת בקבוקון של כליה אנושית עובריים (HEK) תאים 293T באמבט מים להגדיר ב- 37 מעלות צלזיוס.הערה: השתמש רק תאים יש כבר passaged פחות מ 20 x כדי להבטיח יעילות אופטימלית תרביות תאים. זרע תאים HEK293T על צפיפות של 2 x 103 6 x 103 תאים/cm2 ב DMEM10 בקוטר 15 ס מ תא תרבות מנות. לגדול תאי זרימה 70 – 80% בחממה סטנדרטי להגדיר ב- 37 מעלות צלזיוס, עם 95% לחות ו-5% CO2.הערה: הייצור של אצווה אחת של וקטורים AAV באמצעות פרוטוקול זה דורש תא 18 תרבות מנות (קוטר 15 ס מ). תא זרימה של 70% – 80% מקביל 6 x 103 7 x 103 תאים/cm2, בהשתתפות 17 – 20 מ של DMEM10 תרבות בינוני. הכנת polyethylenimine (פיי) / אן מערבבים ביחס ריכוז של 1/3.5 (w/w). להכין את התמהיל דנ א 18 מנות תרבות תא בצינור חרוט 50 מ ל אחד על ידי ערבוב 360 µg של pΔF6, 180 µg של pCapsid µg 180 של pTransgene ב- 18 מ של 150 מ מ NaCl. להפיץ את התמהיל DNA מעל שלושה 50 מ ל חרוט צינורות (6 מ של ה-DNA לערבב למחזור חרוט). להכין את תערובת פיי עבור תא שש מנות תרבות צינור חרוטי 50 מ על ידי ערבוב µg 840 של פיי (µg 1/µL) ב- 6 מ של 150 מ מ NaCl. להכין את תערובת פיי/DNA על-ידי הוספת 6 מ של המיקס פיי (להכין בשלב 1.4.3), טיפה על ידי ירידה, באחד הצינורות חרוט המכיל את התמהיל דנ א (להכין בשלב 1.4.2), תקופת דגירה של 20 דקות בטמפרטורת החדר.הערה: לאחר 20 דקות של דגירה, המיקס פיי/DNA יהפוך מעט עכורים. קח 6 מנות התרבות התא מתוך החממה, לגמרי מחוק לגמרי האמצעי כל מנה תרבות בתוך תא למינארי. להסיר את העקבות של המדיום בשטיפת הכלים עם 5 מ של תמיסת פוספט באגירה של Dulbecco prewarmed (DPBS). להבטיח את ההפצה של DPBS על פני השטח כולו בהטיית בעדינות את המנה. בעדינות וארוקן את DPBS ומוסיפים 12 מ של DMEM1 כל מנה.הערה: הימנע ניתוק התאים על-ידי הוספת המדיום אט אט מן פיפטה ממוקם בקצה של המנה. מערבבים את פיי/ה-DNA על-ידי pipetting למעלה ולמטה 3 x – 5 x. להוסיף 2 מ של המיקס פיי/DNA כל אחת מהמנות תרבות six תא באופן טיפה-מאת-שחרור, בזהירות להפיץ אותו על פני השטח כולו. ברגע המיקס מתווסף כל מנה, למקם את הכלים בחזרה בחממה. חזור על צעדים 1.4.3– 1.8 עבור המנות תרבות הנותרים. דגירה את התאים transfected עבור 5 שעות ב- 37 מעלות צלזיוס, עם לחות 95% ו-5% CO2- להוסיף אוטם 12 נוספים של DMEM10 כל מנה תרבות מבלי להסיר את המדיום הקיימת מראש (סה כ נפח בינוני = 25 מ ל). דגירה התאים transfected למעלה כדי 72 h תקנים שלאחר ב 37 מעלות צלזיוס, עם 95% לחות ו-5% CO2. משלים איור 1: מורפולוגיה תאים HEK 293T דמיינו ידי שלב ניגודיות מיקרוסקופ (משמאל) עם אישור של ביטוי GFP דמיינו ידי קרינה פלואורסצנטית הדמיה (מימין)- (א) תרביות תאים מוצלחת של תאים HEK293T עם pTransgene קידוד ה-GFP אושר על ידי קרינה פלואורסצנטית הדמיה. HEK293T (B) תאים שטופלו אך ורק תרביות תאים ריאגנטים להראות אין ביטוי GFP. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. לקצור את המדיום ולהבין את תרביות תאים של פוסט-72 h תאים. להשתמש במגרדת תא להתנתק בקפידה תאים מן המנה תרבות. לאסוף את המדיום התאים צינור חרוטי 50 מ ל שמר על קרח.הערה: ניתן לאסוף את התוכן של שתי מנות של התרבות תאים לתוך צינור חרוטי בודד 50 מ. בסוף שלב זה, כל אחד הצינורות תשעה יכיל כ 50 מ של מדיום. Centrifuge צינורות חרוט ב x 420 גרם 10 דקות ב 4 ° C עם האצה והאטה לצנטריפוגה מוגדר מקסימום. בזהירות למחוק את תגובת שיקוע מהצינור כל. אל תשתמש פיפטות כדי למנוע האובדן של חומר. במקום זאת, בעדינות שופכים את תגובת שיקוע לתוך מיכל האשפה ולמקם הצינורות המכילים את כדורי תא בחזרה על הקרח. Resuspend גלולה כל תא ב- 2 מ של פירוק מאגר ישירות בצינור חרוט 50 מ על-ידי pipetting למעלה ולמטה x 5 – 10. לא מערבולת. מאגר של lysates משפופרות שלושה ביחד.הערה: בשלב זה, יהיו 50 מ ל שלוש חרוט, צינורות-כל אחד המכיל 6 מ של התאים resuspended במאגר פירוק. 2. AAV וקטור טיהור הערה: הביצועים של סעיף פרוטוקול זה לוקח כ- 1 יום. בצע את השלבים הבאים בעת ובעונה אחת על כל אחד 50 מ ל שלוש חרוט הצינורות המכילות את התאים resuspended במאגר פירוק (ראה בהערה הקודמת). הקפאה והפשרה התאים resuspended 3 של x lyse אותם ולשחרר את החלקיקים AAV. לבצע את הצעד הקפאה על ידי הנחת הצינורות בתוך דלי המכיל קרח יבש מעורב עם אתנול. לבצע מפשיר על-ידי הצבת מיד את התאים בתוך אמבט מים להגדיר ב- 37 מעלות צלזיוס. לאחר השלב השלישי המפשיר, צנטריפוגה ב x 1,167 g למשך 15 דקות ב 4 º C.הערה: גלולה מורגש המורכב שאריות תאים יכול להיווצר. בעת טיפול הצינורות, להימנע תנועות פתאומיות כמו אלה יכול לגרום להתנתקות בגדר לתוך תגובת שיקוע, אשר תסכן את הטוהר של הווקטור הסופי. להעביר בזהירות את supernatants כדי לנקות צינורות חרוט 50 מ ל ולאחר מכן להוסיף נוקלאז כל שפופרת, כדי ריכוז סופי של 50 U/mL supernatant. תקופת דגירה של 30 דקות ב- 37 מעלות צלזיוס. מערבולת הצינורות חרוט 50 מ ל בעבודת יד כל 10 דקות כדי להבטיח כי נוקלאז ביסודיות מעורבב עם תגובת שיקוע. להבהיר את תגובת שיקוע על ידי צנטריפוגה ב x 13,490 g למשך 20 דקות ב 4 º C. לצרף מסנן מיקרומטר 0.45 מזרק 10 מ”ל ומניחים אותו על גבי צינור חרוטי נקי 50 מ. בזהירות להסיר את הבוכנה ולמלא את המזרק עם תגובת שיקוע מהשלב 2.5. השתמש הבוכנה כדי לכפות את lysate דרך המסנן. השתמש במסנן חדש עם מזרק לכל שפופרת של תגובת שיקוע שהושג בשלב 2.5.הערה: השבר שהושג המכונה ‘גולמי lysate’. להכין את כל השברים iodixanol 15%, 25%, 40% ו- 60% חרוט ארבעה צינורות נפרדת 50 מ ל, ובהתאם להוראות טבלה 1. להכין את מעברי צבע iodixanol שלושה צינורות ultracentrifugation באמצעות הסדר הבא של שברים iodixanol: 8 מ של 15% iodixanol, 5.5 מ של 25% iodixanol, 5 מ של 40% iodixanol ו- 4.5 מ של 60% iodixanol.התראה: Iodixanol יכול לגרום לגירוי בעיניים, בעור של ספינלי את מערכת העיכול, מערכת הנשימה. בעת טיפול מעברי צבע iodixanol, ללבוש כפפות ולעבוד תחת תא למינארי. פיפטה 8 מ של 15% iodixanol לתוך כל שפופרת ultracentrifugation. פיפטה 5.5 mL של 25% iodixanol פתרון לתוך צינור חרוטי נקי 50 מ ל (איור 1 א’). להשתמש על פיפטה פסטר שאינו בוגר (כמו בצוואר של הצינור ultracentrifugation צר מדי פיפטות בוגר קונבנציונלי) כדי בזהירות שכבה 5.5 mL של הפתרון iodixanol 25% להלן הפתרון iodixanol 15% (איור 1B).הערה: זה יכול להיות בהצלחה מושגת על-ידי הוספת את iodixanol בשלושה צעדים מאז פיפטה פסטר מסוגלת להחזיק רק בסביבות 2 מ”ל. להוסיף 40% ל-60% iodixanol הפתרונות כפי שמתואר בשלב 2.9.3. נא לא להפריע את הממשקים iodixanol שונים במהלך לקרנל.הערה: הכנה נכונה של שברים iodixanol שונים יכול להיות שמחייבות אישור חזותי הודות פנול אדום להוסיף שברים iodixanol (עיין בהוראות טבלה 1). מאז כל שבר יש צפיפות ספציפיים, הם לא התמזגות במהלך השלב לקרנל, אם זה מבוצע כראוי (עיין איור 1C). שכבת הגולמי את lysate על גבי המילוי ההדרגתי iodixanol 15% עם פיפטה פסטר. המשך ירידה על ידי שחרור כדי להימנע מהפרעה הממשק בין הגולמי את lysate ואת הפתרון iodixanol. למלא את הצינור ultracentrifugation פירוק מאגר עד מניסקוס מגיע לבסיס של שפופרת הצוואר על מנת להבטיח שהצינורית לא קרסו תחת הכוחות גבוהה מאוד שנוצרו במהלך ultracentrifugation (איור 1C). סגור את הצינורות ultracentrifugation להשתמש במכסים המתאים. השתמש בקנה מידה דיגיטלי כדי לוודא שלכל הצינורות ultracentrifugation שלושה שיש באותו המשקל. להתאים את המשקל, במידת הצורך, על-ידי הוספת עוד מאגר פירוק מעל ‘גולמי lysate’.הערה: הפרש המשקל בין הצינורות ultracentrifugation חייב להיות מתחת 0.1 g כדי להבטיח את הפעולה בטוחה של ultracentrifuge. Ultracentrifuges אמורה לשמש רק על ידי צוות מיומן כהלכה, הינם חלקים מסוכנים של ציוד. Centrifuge הצינורות ב 301,580 x g, שימוש קבוע-זווית טיטניום הרוטור, עבור 1 h ו- 40 דקות ב 12 ° C, באמצעות המהירות המרבית של האצה והאטה. להוסיף בזהירות מחט בוטה מפלדת 40% או 60% iodixanol ממשק. לצרף את המחט מזרק 5 מ ל (איור 1E). האחות רק השבר ברורה, החלקיקים וקטור.הערה: לנפח הכללי שנאסף הוא כ 2.5-3 מ. הימנע האוסף של חומר מממשק 25-40%, מאז זה יהיה להגדיל את רמת ההידבקות באצוות וקטור הסופי, בשל נוכחותם של חלבונים שאינם רצויים. לעבד את השבר שנאספו (desalting וריכוז) או לאחסן אותו בן לילה ב 4 º C. איור 1: כיוונון עבור וקטור עוקבות אוסף וטיהור הדרגתיות iodixanol. (א) לפני pipetting iodixanol שונים מעברי הצבע לתוך הצינור ultracentrifugation, pipette אמצעי הולם של כל פתרון iodixanol לתוך צינור חרוטי נפרדים. פיפטה (B) ואז להשתמש פסטר להעביר באופן רציף כל פתרון iodixanol הצינור ultracentrifugation: שכבות של ריכוז גבוה יותר ויותר iodixanol אמור להתווסף בחלק התחתון של הצינור מתחת לשכבות קודמות. (ג) שכבה הווקטור גולמי lysate על גבי פעם מעבר הצבע הוכן. וקטור אוסף המערכת משתמשת מחטים חדים, מציג סיכון של פציעות ‘needlestick’. (ד) A-נירוסטה 316-מזרק המחט מוחדרת דרך מעבר הצבע iodixanol עד הממשק iodixanol 60% / 40%. וקטור (E) חלקיקים נמצאים בשלב iodixanol 40% והם נאספים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. 3. desalting וריכוז של וקטור AAV הערה: ביצועים של קטע זה של הפרוטוקול לוקח כ 2 h. Prerinse קרום מסנן של צנטריפוגלי מסנן על-ידי הוספת 5 מ ל 1-PBS-ח”כ וצנטריפוגה עבור 5 דקות ב x 4,000 גרם. הוסף 5 מ של 1 x PBS-ח”כ כדי השבר וקטור AAV שנאספו, לערבב ולאחר מכן להוסיף את הנפח הכולל המסנן. על תוספת של 1 x PBS-ח”כ, עכירות נצפית. צנטריפוגה ב 4,000 x גרם עד האחסון הנוכחי מסנן בצורת חרוט הופחת ל 1 מ”ל. למחוק את הזרימה דרך שהצטברו בצינור אוסף החיצוני. להוסיף 13 מיליליטר 1 x PBS-ח”כ מסנן בצורת חרוט, חזור צנטריפוגה צעד כמה פעמים לפי הצורך (מינימום 3 x), עד שם הוא עכירות עוד לא ציין מתי טרי 1 x PBS-ח”כ נוסף. בגמר לשטוף צעד, להוסיף 13 מיליליטר PBS + 0.01% (v/v) ללא יונית חומרים פעילי שטח, צנטריפוגה ב x 4,000 גרם עד האחסון מופחתת ל- 300-350 µL. לאסוף את השבר הנותר נוכח מסנן על ידי pipetting אמצעי האחסון כולו לתוך צינור microcentrifuge הילך סטרילי.הערה: השבר הזה מכיל את הווקטור AAV desalted ומרוכז. בשלבים הבאים של פרוטוקול זה, שבר זו נחשבת השבר ‘ראשי’. כדי להתמודד עם הצינור מתחת למכסה המנוע ואחסן אותו ב 4 º C. לשטוף את המסנן עם µL 200 1 x PBS-ח”כ כדי לאסוף את החלקיקים וקטור לשארי נשמר מסנן. לאסוף צינור microcentrifuge סטרילי.הערה: זהו וקטור מדולל מניה, אשר עשוי להיות מתאים עבור יישומים מסוימים הדורשים התחתון וקטור titers. צעדים עתידיים, שבר זו נחשבת השבר “משניים”. לאחסון לטווח קצר, לאחסן את fraction(s) וקטור ב 4 ° C (פחות מ- 2 שבועות). Aliquot, חנות וקטור ב ‑20 ° C כאשר נדרש לאחסון לטווח ארוך. לבצע בקרת איכות כמתואר בסעיף 4. 4. טיטור של וקטור על ידי תגובת שרשרת פולימראזית כמותיים הערה: ביצועים של קטע זה של הפרוטוקול אורכת כ-3 שעות. עיקול רגיל Linearize את transgene-ביטוי פלסמיד (pTransgene) משמש תרביות תאים תאים HEK-293T בסעיף 1. הכנת המיקס תקציר הגבלת צינור microcentrifuge 0.5 mL (עיין בטבלה 2 עבור ההרכב של המיקס תקציר הגבלה).הערה: התאם את ההרכב של המיקס תקציר הגבלה על פי האנזים המשמש את ההנחיות הקשורות מהיצרן. דגירה המיקס תקציר הגבלה עבור h 1-37 מעלות צלזיוס. בדוק היעילות של עיכול הגבלה על-ידי הפעלת את פלסמיד ליניארית ב- 0.8% (w/v) agarose ג’ל ב- 100 וולט לעיכול מלאה ח’ 1 פלסמיד צריך לייצר קטע אחד של גודל מוגדר. לטהר את פלסמיד ליניארי הדנ א באמצעות ערכת טיהור PCR, בעקבות ההוראות של היצרן24, ולמדוד את ריכוז הדנ א עם ספקטרופוטומטרים על ידי מדידת בליעת ב 260 ננומטר. לאחר טיטור, לאחסן את aliquot הנותרים של פלסמיד ליניארי-‑20 ° C לשימוש נוסף. לחשב את המולקולות (כלומר עותקים DNA) של המניה פלסמיד לכל microliter כדלקמן. ראשית, לחשב את המשקל המולקולרי של פלסמיד. בהנחה כי המשקל הממוצע של זוג בסיס DNA (bp) הוא 650 Daltons (Da) ושוקל את השומה אחת של bp 650 g, המשקל המולקולרי של כל תבנית ה-DNA גדילי כפול יכול להיות מוערך על ידי המכפלה של אורך (bp), משקל לכל זוג בסיסים.משקל מולקולרי פלסמיד [g/mol] = גודל פלסמיד [bp] x 650 [Da/bp] בשלב הבא, לחשב את מספר שומות של פלסמיד לכל microliter.שומות של פלסמיד לכל microliter = ריכוז פלסמיד [g/µL] / משקל מולקולרי פלסמיד [g/mol]הערה: ההופכי של משקל מולקולרי הוא המספר של שומות של פלסמיד נוכח 1g של החומר. לאחר מכן, לחשב את מספר מולקולות פלסמיד לכל microliter, באמצעות מספר אבוגדרו של (6.022 x 1023 מולקולות/שומה).מולקולות של פלסמיד לכל microliter = שומות של פלסמיד לכל microliter [שומות/µL] x מספר אבוגדרו [מולקולות/שומה] לבסוף, לדלל את המניה פלסמיד (מולקולות/µL) כדי לקבל פתרון µL 100 עם הריכוז הרצויה של עונה 1 פרק 109 מולקולות (וקטור הגנום (vg) לכל microliter).פלסמיד מניות (100 µL) = (הרצוי ריכוז [מולקולות/µL] x 100 µL) / מולקולות פלסמיד [מולקולות/µL] להפוך דילולים טורי של המניה פלסמיד (1 x 109 vg/µL) triplicates:µL 10 עונה 1 פרק 109 פלסמיד vg/µL מניות + 90 µL של H2O = פתרון vg/µL8 עונה 1 פרק 10µL 10 עונה 1 פרק 108 דילול vg/µL + µL 90 של H2O = פתרון vg/µL7 עונה 1 פרק 10µL 10 של דילול vg/µL7 עונה 1 פרק 10 + 90 µL של H2O = פתרון vg/µL6 עונה 1 פרק 10µL 10 עונה 1 פרק 106 דילול vg/µL + µL 90 של H2O = פתרון vg/µL5 עונה 1 פרק 10להמשיך לקבל פתרון vg/µL1 עונה 1 פרק 10. לשמור את דילולים טורי של המניה פלסמיד רגיל על הקרח עד מעמיסים אותם על הצלחת qPCR (סעיף 4.3). רכיב כמות 10 x מאגר אנזים הגבלה 5 ΜL אנזים הגבלה ΜL 2, 5 פלסמיד 5 µg H2O µL עד 50 טבלה 2: הגבלת תקציר מיקס ההרכב. טבלה 3: מחשבון נפח פלסמיד מניות. אנא לחץ כאן כדי להוריד את השולחן הזה. מן הווקטור AAV החילוץ דנ א לערבב 2 µL של AAV וקטור במלאי (השבר העיקרי מהשלב 3.5) עם µL 198 של DNase אני מאגר (1 x) רצועת צינורות (המבחנות) ולהוסיף 2 µL של DNase אני.הערה: DNase שלבזות את כל חומר גנטי שאינו נכלל בתוך capsid וקטור (אשר לעוות את התוצאות qPCR). פתרון זה נקרא דילול ‘dil1 x 10-2’. תקופת דגירה של 30 דקות ב- 37 מעלות צלזיוס, ואחריו 10 דקות ב 95 ° C.הערה: הפרוטוקול ניתן לעצור בנקודה זו, החומר ניתן לאחסן ללא הגבלת זמן-4 ° C, כדי למנוע הידרדרות המוצר. להוסיף 2 µL של proteinase K הפתרון dil1 x 10-2 (שלב 4.2.1), תקופת דגירה של 60 דקות ב 50 מעלות צלזיוס, ואחריו 20 דקות ב- 95 מעלות צלזיוס.הערה: שלב זה לפרק את capsid וקטור AAV ונשחרר את הגנום וקטור AAV הפתרון. להוסיף proteinase K עודף החלבון (capsid) תוכן של המדגם אינו ידוע. שימו לב, זה חיוני כדי להבטיח כי כל פעילות proteinase K הוסר על ידי דנטורציה, לפני qPCR, כדי למנוע בעיות עם השפלה פולימראז (חלקית) המשפיעים על התוצאה הסופית. הכן 1:10 דילולים טורי של proteinase K שטופלו dil1 x 10-2 הפתרון (שלב 4.2.3) 1.5 mL microcentrifuge צינורות כדלקמן:10 µL dil1 x 10-2 + 90 µL של H2O = dil1 x 10-3 דילול10 µL dil1 x 10-3 + 90 µL של H2O = דילול dil1 x 10-4µL 10 of dil1 x 10-4 + µL 90 של H2O = dil1 x 10-5 דילול שמור את דילולים טורי של DNA שחולצו מן הווקטור על הקרח עד מעמיסים אותם על הצלחת qPCR (סעיף 4.3). טיטור מאת SYBR Green המבוסס על זיהוי qPCR היכונו המיקס מאסטר qPCR בשפופרת microcentrifuge 1.5 mL, המדגם והן את הסטנדרטים. השתמש µL 10 של SYBR Green מאסטר מיקס, µL 1 של פריימר לפנים (המניות 10 מיקרומטר), µL 1 של פריימר הפוכה (10 מיקרומטר מניות) ו- 3 µL של H2O לכל תגובה. ראה הפרוטוקול בטבלה 4 עבור רצפי פריימר. Pipette את המיקס מאסטר qPCR למעלה ולמטה, אבל לא מערבולת. הוסף µL 15 של מיקס מאסטר qPCR, ואחריו גם µL 5 של העקומה סטנדרטי מוכן בסעיף 4.1 או ה-DNA שחולצו מן הווקטור AAV בסעיף 4.2, כל טוב. לכלול משלוש בארות המכיל רק את qPCR מאסטר מיקס, כפקד שלילי. עיין איור 2 עבור הפריסה צלחת. לאטום את הצלחת עם סרט איטום ו centrifuge בקצרה את הצלחת qPCR ב x 1,500 גרם ל 30 s-4 מעלות צלזיוס. להפעיל את תגובת qPCR מבוסס על הצלחת בזמן אמת PCR הגברה וזיהוי מכשיר, באמצעות התנאים הציע ב טבלה 5. פריימר שם רצף פריימר לפנים 5′-CCCACTTGGCAGTACATCAA-3′ פריימר הפוכה 5′-GCCAAGTAGGAAAGTCCCAT-3′ טבלה 4: פריימר רצפים תוכנן כנגד האמרגן כקבוצת. איור 2: צלחת פריסה עבור טיטור וקטור מבוסס qPCR. הדגימות מסומנים בצבעים: ירוק = עיקול רגיל; כחול = H2O שליטה; גריי = שבר הראשי; כתום = שבר משני. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. שלב זמן טמפרטורה מחזורים המטרה הדגירה קדם 5 דקות 95 ° C x1 DNA דנטורציה של פולימראז הפעלה (חם-start התגובה). הגברה 10 דקות 95 ° C x1 . שכפול ה-dna אולי ניתן למטב את הגדרות אם נעשה שימוש חלופי תחל עם טמפרטורות שונות מחזק. 10 s 95 ° C x40 40 s 60 ° C 1 s 72 ° C קירור 10 s 40 ° C x1 צלחת קירור. סוף PCR. טבלה 5: פרוטוקול אופניים תרמית עבור SYBR מבוסס-ירוק qPCR טיטור. ניתוח נתונים כדי לקבוע את AAV וקטור כייל נוגדנים למלא את התאים הנתונים בגיליון האלקטרוני (טבלה 6A) עם הערכים Ct השיג עבור דילולים שונים המדגם סטנדרטי מוכן בסעיף 4.1 ליצירת עיקול רגיל.הערה: המשוואה של העקומה הרגיל יוצג (y = ln (x) + b) יחד עם יעילות2 R(טבלה 6B). QPCR חייב להיות יעילות ל 100 אחוז ו- R2 קרוב 1.0 (≥ 0.96). השתמש את הערכים המחושבים של ו b כדי למלא אותם התאים הנתונים בגיליון האלקטרוני (טבלה 6C). להשלים את הגיליון האלקטרוני עם הערכים Ct השיג עבור דילולים שונים המדגם AAV המבושלות בסעיף 4.2. לחשב את ממוצע AAV וקטור כייל נוגדנים ב וקטור הגנום לכל microliter של ‘השבר הראשי’ על-ידי שימוש בנוסחה הבאה:הערה: הגורם 400 משמש הגנום נטושים יחיד, בעוד sc הגנום להשתמש פקטור הכפלה של 20025. . למעשה, כמויות ה-DNA כפול במהלך כל מחזור qPCR, sc-DNA הוא זיהה 2 x לעומת הגנום האס. אס. המטרה של טיטרציה היא לחשב את הריכוז מבחינת הגנום וקטור לכל microliter. תיקון הוא הכרחי עבור הפעלת את qPCR בעת שימוש µL 2 של הפעלת חומר (שלב 4.2.1). דיל מייצג את הגורמים לדילול מהשלב 4.2.4. ניתן לחשב את כייל של השבר וקטור AAV “משנית” (שלב 3.6) בו זמנית. טבלה 6: תבנית עבור ניתוח נתונים qPCR. אנא לחץ כאן כדי להוריד את הקובץ. 5. טוהר שליטה על ידי עמודים מרחביות צביעת כסף הערה: ביצועים של קטע זה של הפרוטוקול לוקח כ 5 שעות. השתמש אתנול 70% (v/v) לנקות ביסודיות את צלחות זכוכית המשמש ליציקת של ג’לים. להרכיב מערכת הליהוק ג’ל. ודא כי שהסוליות של הזכוכיות הם לא מרוסקת, כדי למנוע דליפה של תערובת אקרילאמיד בעת השלכת את הג’ל. להכין הערימה את הפתרונות ג’ל פתרון שני צינורות חרוט נפרד 50 מ. השמט את tetramethylethylenediamine (TEMED) ו- 10% (w/v) קירור (APS), כפי שהם אחראים פלמור של הג’ל. להוסיף אותם מיד לפני השלכת את הג’ל.הערה: האחוז הסופי של אקרילאמיד הג’ל השפעות לפרופיל ההפרדה של החלבונים: בדרך כלל, ריכוז 10% (v/v) הסופי של אקרילאמיד יהיה מספיק כדי לבדוק את טוהר הכנה וקטור AAV. מערבבים בעדינות על ידי מתערבל הצינור המכיל את הרכיבים ג’ל. לא מערבולת, מאז חמצון מוגזם עלול לפגום הפילמור. הוסף TEMED ו 10% (w/v) APS לפתרון ג’ל פתרון. לערבב, ואז שופכים לתוך המחזיק ג’ל עד שהוא מגיע 1-2 ס מ מתחת לקצה העליון של לוח הזכוכית הקטנה. מניחים שכבה של רווי מים butanol בראש התערובת אקרילאמיד. פעולה זו תבטיח את היווצרות של משטח שטוח בזמן הפילמור. אין להשאיר את הג’ל תחת אלכוהול יותר מ 30 דקות זה מייבשים את הג’ל, לפגום את תפקידה.התראה: Butanol. הוא דבר מסוכן במקרה של מגע עם העור הוא גם מציג סכנת שריפה. . לטפל. המתן הג’ל פולימריזציה ולאחר מכן יוצקים את butanol. עצה: בדוק אם לערבב ג’ל עודף בצינור התחזק. הפילמור מתרחש בתוך פחות מ 20 דקות לשטוף פני השטח של הג’ל עם H2O, ואז לייבש אותו בעזרת מגבות נייר, דואגת שלא להפריע את פני השטח של הג’ל. להוסיף TEMED ו 10% (w/v) APS לג’ל הערימה ויוצקים את הג’ל לתוך המחזיק ג’ל על הפרדת הג’ל. מקם את המסרק שסופקו הג’ל. בצע פעולה זו עם תנועה קבועה אחת כדי למנוע היווצרות של בועות אוויר בתוך הבארות. להמתין לפחות 20 דקות על הג’ל פולימריזציה. עצה: בדוק שאם מערבבים הג’ל עודף הצינור חרוט התחזק. להכין את תערובות שני (טבלה 7) עבור העיקרית והן את AAV משני וקטור שברים (צעדים 3.5, 3.6, בהתאמה). כמות גבוהה סכום נמוך צילומים של וקטור AAV 5 ΜL 1 ΜL 5 x דוגמת המאגר 3 ΜL 3 ΜL H2O 7 ΜL 11 ΜL טבלה 7: ההרכב של תערובות הדגימה הדרושים עבור צביעת כסף. מלא denature את תערובות לדוגמה על ידי חימום אותם עבור 5 דקות ב 95 ° C. להרכיב למיכל אלקטרופורזה, תשומת לב לכיוון האלקטרודה. למלא את המיכל 1 x מאגר הקתודה בתוך מכלול אלקטרודה ו- 1 x אנודת מאגר מבחוץ.הערה: מאגר אנודת ניתן למחזר מ לרוץ–לרוץ. עליך להשתמש תמיד מאגר קטודית טריים. להסיר הג’ל המסרק ונקה הבארות של הג’ל עם מאגר קטודית 1 x. לטעון µL 1 של הסולם חלבון בבאר. לטעון את תערובות מדגם בבארות שונים על הג’ל אותו (איור 3). להפעיל את הג’ל 50 V עד הדגימות להזין את הג’ל פתרון. אז תגביר את המתח ל-100 V עד לחזית לצבוע את הגבול התחתון של הג’ל מגיע. לחלץ את הג’ל בקפידה הזכוכיות, את הכסוף מכתים קיט (לפי הוראות היצרן26) כדי להמחיש את חלבונים ויראלי (VP1 VP2, VP3 subunits) המרכיבות את capsid AAV, כמו גם כדי לבדוק אם אפשרי חלבון זיהום (איור 3). איור 3: הערכה של טוהר וקטוריות באמצעות מרחביות-דף וצביעת כסף- באמצעות ג’ל Tricine-מרחביות, 5 µL של ההכנות וקטור השונים הופרדו. חלבונים אותרו לאחר מכן על ידי צביעת כסף. וקטורים נחשבים טהור כאשר VP1 (82 kDa), VP2 (67 kDa), ו- VP3 (60 kDa) גלויים ב- 1:1: יחס 10 (ליין 1), ללא רקע מוגזמת (ליין 2) או שאינם ספציפיים להקות (ליין 3). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Representative Results

AAV9 נחשב, עד לאחרונה, להיות serotype וקטור AAV היעיל ביותר חוצה BBB ו transducing תאים של מערכת העצבים, בעקבות ניהול היקפיים. הושגה התקדמות משמעותית בעיצוב capsid כאשר Deverman et al. דיווח על השימוש של שיטת הבחירה capsid בשם Cre מבוססי רקומבינציה האבולוציה, ממוקדות AAV (צור)17. באמצעות שיטה זו, הם זיהו capsid חדש, בשם PHP. B, הם דיווחו מסוגל מגלי רוב האסטרוציטים הנוירונים באזורים CNS מרובים, בעקבות הזרקת מערכתית17. בשלב זה, זה צריך להיות ציין כי למרות PHP. B מספק תוצאות חיוביות בעכברים C57/Bl6 (אשר היה המתח המשמשים את הניסויים בידוד הראשוני), דיווח ראשוני מציע שהיעילות שלה עשויים להשתנות באופן תלוי-זן. לניסויים נוספים וויל, בלי ספק, לשפוך אור נוסף על בעיה זו31. עם זאת, למרות בעיות אלה, PHP. B מציע אפשרויות מרגשות עבור מניפולציה ג’ין לא פולשנית של מערכת העצבים של עכברים, כולל הוכחה הרעיון ג’ין טיפול ניסויים במודלים של המחלה. לכן, בחרנו להעריך את היעילות של transgene ביטוי באמצעות PHP. B נגד AAV9, אשר היה הווקטור “תקן הזהב” עבור התמרה חושית CNS בעקבות ניהול היקפיים מאז 20092. כדי לבצע השוואה ישירה של שני אשר נגרמו מהזנים אליהם, בתנאים מיטביים עבור ביטוי transgene, השתמשנו תצורה של הגנום sc32. שני וקטורים נשא את transgene של חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) תחת השליטה של האמרגן β-אקטין (כקבוצת) עוף בכל מקום. עכברים C57/Bl6 נקבה ביום כמחנכת 42 (כ 20 גר’ במשקל) קיבל מנה של עונה 1 פרק 10 vg12 לכל העכבר של גם scAAV2/PHP. B-כקבוצת-GFP או scAAV2/9-כקבוצת-GFP. וקטור המינהל היה שבוצעו באמצעות הזרקת וריד הזנב. הניסויים אושרו על ידי הוועדה האתית של ליובן KU. Postinjection שלושה שבועות, העכברים עברו transcardial זלוף עם PBS קר כקרח, ואחריו 4% (w/v) paraformaldehyde קר כקרח (PFA). המוח שלהם נבצרו ועברתי עוד יותר postfixation על ידי דגירה לילה אותו לשבועיים, לפני העברת 0.01% (w/v) Na-אזיד/PBS לאחסון עד ניתוח נוסף. לאחר מכן, המוח היו למחלקה באמצעות מיקרוטום רוטטת ולאחר אימונוהיסטוכימיה בוצעה על 50 מיקרומטר חלקים עבה. כדי להעריך את רמות הביטוי transgene, קטעים היו מוכתמים העיקרי נוגדנים נגד GFP (ארנב אנטי-GFP), עם זיהוי באמצעות נוגדנים משניים מצומדת כדי הפלורסנט (אנטי-ארנב אלקסה עבור חיל הים 488) (איור 4A, B ). מדידות עוצמת קרינה פלואורסצנטית (ביחידות שרירותי [au]) אישר עלייה משמעותית בביטוי GFP כאשר sc הגנום, את PHP. B capsid שימשו ביחס AAV9. העלאות GFP נצפו במוח (2105 ± 161 לעומת 1441 ± 99 au; p = 0.0032), המוח הקטן (2601 ± 196 לעומת 1737 ± 135 au; p = 0.0032), ואת גזע המוח (± 319 3082 לעומת 2485 au ± 88; p = 0.0038) (איור 4C). איור 4: משלוח מערכתית של scAAV2/PHP. B-כקבוצת-GFP מוביל ביטוי GFP גבוהה ב מערכת העצבים. scAAV2/PHP. B-כקבוצת-GFP או scAAV2/9-כקבוצת-GFP (1 x 1012 vg/עכבר) היה מנוהל בת 6 שבועות לעכברים C57/Bl6 באמצעות הזרקת וריד הזנב. GFP זוהה באמצעות אימונוהיסטוכימיה על המוח הילתית סעיפים 3 שבועות postinjection. (א) המוח לבין (B) המוח, גזע המוח מוצגים. גודל ברים = 1 מ מ. (ג) כימות של עוצמות קרינה פלואורסצנטית היחסי בוצע כדי לקבוע את הרמות של אות ה-GFP מושגת עם כל וקטור (סעיפים 10 לכל עכבר; שלושה עכברים לכל וקטור קבוצה). בוצע מבחן ANOVA בכיוון אחד, ואחריו דו-זנבית של סטודנט t-מבחן; הנתונים מבוטא הממוצע ± סטיית התקן; p < 0.01; au. יחידות שרירותיות. pCapsid, המשמש לייצור וקטור AAV, מכיל את הגן נציג של serotype 2 הוא ג’ין קאפ מ serotype PHP. B או AAV9, בהתאם. דמות זו שונתה מ רינקון et al.32. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Discussion

הייצור של וקטורים AAV רקומביננטי המתוארים כאן שימושים חומרים וציוד השכיחים ביותר בביולוגיה מולקולרית מעבדות ומתקני תרבות תא. זה מאפשר למשתמש לקבל וקטורים AAV כיתה טהור, פרה, יכול לשמש למטרה מספר סוגי תאים ורקמות על פני מגוון של יישומים במבחנה , ויוו . אחד היתרונות הגדולים של פרוטוקול זה, בהשוואה לאחרים (קרי, המבוסס על CsCl טיהור), הוא זמן העבודה קצר יותר הדרושים. מוכן לשימוש AAV וקטורים הם להשיג מקסימום של 6 ימי עבודה לאחר תרביות תאים הראשונית של תאים HEK293T.

מספר גורמים יכולים להשפיע באופן שלילי על התשואה הסופית או האיכות של הווקטור AAV. תרביות תאים עניים יעילות היא אחת הסיבות העיקריות התשואה נגיפי נמוך33. המלצה העיקרי הוא השימוש של תאים HEK293T, כי יש לא היה passaged יותר מ-20 פעמים וגם אין זרימה תא גדול מ- 90% בזמנו של תרביות תאים21. בנוסף, שיטת תרביות תאים שנבחרה יש השפעה גדולה על התוצאות. פרוטוקול זה מבוסס על השימוש של פיי. פיי הוא פולימר cationic עם היכולת להעביר אקסוגני DNA גרעין התא באמצעות הדור של קומפלקסים של פולימר ו חומצות גרעין, הידועה בשם polyplexes, אשר נלקחים על ידי תא הנסחרות ויה endosomes34. תרביות תאים מבוססת-פיי הוא קל ומהיר לביצוע, לעומת שיטות אחרות בשימוש נרחב, כגון המשקעים שיתוף של ה-DNA עם סידן פוספט35. גם, תרביות תאים מבוססת-פיי הוא הרבה יותר זול בהשוואה הציג לאחרונה בשיטות אחרות, כגון השימוש של ליפידים cationic ותקנים בתיווך מגנט36.

האסטרטגיה טיהור ממלא תפקיד מפתח בפרוטוקול. לעומת שיטות אחרות, purifications iodixanol מבוססי נוטים מכילות אחוז גבוה יותר של חלקיקים נגיפיים ריקה (20%)20. זה קוזז, במידה, על ידי העובדה טיהור מבוסס-iodixanol תוצאות באופן שגרתי AAV וקטור ההכנות עם יחס של חלקיקים-אל-infectivity של פחות מ 100. זה מייצג שיפור משמעותי לעומת נהלים קונבנציונאלי המבוסס על CsCl, אשר הינו אובדן משמעותי של חלקיקים infectivity דיווחו37. עוד שיטה חלופית נפוצות לטהר AAV וקטורים הוא טיהור מבוססי וואקום. עם זאת, שיטה זו יש את החיסרון העיקרי אשר נדרשת עמודה ספציפית לכל capsid וקטור בשימוש: לדוגמה, בעוד AAV2 הוא מבודד בסגנון קלאסי באמצעות עמודות הפארין, מתודולוגיה זו אינה פועלת עם AAV4 ו- AAV5, אשר לא ניחנת הפארין מחייב אתרים על שלהם capsids38. בהתחשב בעובדה לטיהור גזים היא גם יקר, טיהור מבוסס-iodixanol היא בדרך כלל מתאימה יותר עבור מעבדות שרוצים לייצר באיכות גבוהה קבוצות של וקטורים AAV על בקנה מידה קטן33,39, 40. עם זאת, על מנת למקסם את התשואה הסופית וטוהר של וקטור, קיצוני טיפול נחוץ בעת ביצוע מעברי הצבע iodixanol. שברים iodixanol שונים יש להעביר את הצינור ultracentrifugation באמצעות פיפטה פסטר סטרילי עצה אשר נוגעת בקיר של הצינור: iodixanol צריך להיות מגורש מן פיפטה לאט ובאופן רצוף. כל החלקיקים וקטור להצטבר בשכבת iodixanol 40%, טיפול צריך לנקוט כדי להבטיח כי הממשקים ההדרגתי אל תערבב בין20. לבסוף, השבר המכיל את הווקטור צריך להיות התאושש על ידי החדרת מחט בוטה-נירוסטה עם לאמוד לא יותר מאשר 20 G… כדי ששחזור וקטור, השבר ברור צריכים להיות מאוחזרים בשלמותו. במהלך שלב זה, תזמון הוא קריטי. כדי להימנע להתפשר על הטוהר של ההכנה, זה חיוני כדי לעצור את האוסף לפני בשלבים אחרים (מזהמים) של מעבר הצבע נאספים.

הבדלים כייל וקטור שהושג ניתן גם לייחס את היכולת הפנימית של וקטור לייצר חלקיקים הארוזה. השוואה בין שונים AAV אשר נגרמו מהזנים אליהם הראה כי וקטורים AAV מסוימים הם יותר קשה לייצר בבית כייל נוגדנים גבוה יותר מהאחרים (למשל, AAV2)41. משקעים של וקטור, במהלך השלב desalting, יכול להיות סיבה אפשרית כייל נמוך יותר, למנוע בקלות על ידי הימנעות overconcentration33. יתר על כן, זה גם אפשרי כי היעילות של iodixanol מבוססי הדרגתי טיהור מעט שונה בין אשר נגרמו מהזנים אליהם, לכן, סתירות כייל שהושג עם אשר נגרמו מהזנים אליהם שונה יכול להיות שנצפו41.

בסופו של דבר, זה צריך להיות הצביע כי למרות qPCR היא שיטה מאוד מדויק על ה-DNA כימות כמה השתנות הגלום בטכניקה יכול להיות שנצפו. דיוק ב טיטור תלוי בעיקר pipetting מדויקת ואת vortexing נאות של כל הפתרונות. כדי להבטיח כייל המדויקת ביותר את הקריאה, qPCR יכול להיות באופן עצמאי חוזרות ונשנות, חישוב הממוצע הערכים שהושג. הבחירה של תחל הוצג פרוטוקול זה מבוסס על הרצף של האמרגן כקבוצת ממוקם על פלסמיד pTransgene השתמשו במעבדה שלנו. האמרגן כקבוצת הוא יזם סינתטי חזק נעשה שימוש נרחב בתחום וקטור לביטוי נסיעה על פני סוגי תאים מרובים. הוא כולל מספר אלמנטים, כולל cytomegalovirus (CMV) מוקדם משפר רכיב; יזם את אקסון הראשון, את אינטרון הראשון של הגן כקבוצת; את מקבל אחוי של הגן β-גלובין ארנב. עם זאת, ניתן לעצב תחל עבור כמעט כל רכיב ממוקם בתוך בקלטת ביטוי (כולל את המקדם, transgene ורכיבים תקינה). ההשוואה של כייל נוגדנים על פני אצוות הוא אפשרי, גם מתן תחל משמשים נגד באזורים משותפים הווקטורים המדובר.

לסיכום, פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לייצר AAV וקטורים עם מגוון רחב של capsids, תצורות הגנום, יזם סוגי transgene וחקלאיים. פעולה זו תאפשר למשתמשים להתאים בקלות את מאפייני הסופי של וקטורים שלהם בצורה הטובה ביותר לצרכים ניסיוני. בדוגמה שהוצגו בתוצאות נציג, השימוש PHP. B capsid, אשר ביעילות חוצה BBB, נתן ביטוי גנים יעילה במיוחד מערכת העצבים, הזרקת וריד הזנב הבאים32. המינהל מערכתית של וקטורים penetrant CNS יתרונות ניכר מבחינת תופעות הלוואי האפשריות-2,17,32. אלטרנטיבה אפשרית הזרקת היקפיים, תוך הימנעות את האזהרות של טכניקות פולשנית, היא משלוח במחלה, אשר מורכב של משלוח של וקטור AAV לתוך הנוזל מוחי שדרתי. המסלול משלוח הוכח להיות יעיל, מציג ביטוי נרחב של transgene על פני מערכת העצבים, פחות תופעות מחוץ-יעד איברים היקפיים, רמות נמוכות של התגובה החיסונית42. עם זאת, זריקות במחלה הם הרבה יותר מאתגר, כפי שהם דורשים כישורים טכניים גבוהים יותר מאשר הזרקה וריד הזנב.

פיתוח נוסף capsid כדי לחדד את הטכנולוגיה הזאת תהיה מונעת על ידי ההזדמנויות לשימוש וקטור AAV ביישומי טיפול גנטי. גישות כאלה מציעים אפשרויות אטרקטיבי לטיפול כיום חשוכת מרפא הפרעות מערכת העצבים המרכזית, כגון נוירודגנרטיביות, מחלת שארקו-מארי-שן, פרקינסון, אלצהיימר18.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

M.R. נתמך על-ידי voor Fonds Vlaanderen Onderzoek Wetenschappelijk (FWO), בתר (133722/1204517N) ומקבל תמיכה רציפה של המעבורת קולומביה דה Fundación לב וכלי דם, מחלקת ניהול של המדע, טכנולוגיה וחדשנות (גרנט CT-FP44842-307-2016, קוד פרוייקט 656671250485). ועותרת נתמך על ידי דוקטורט יפה FWO (1S48018N). M.G.H. נתמך על ידי מענק מוסדיים VIB תמיכה חיצונית מן תיירי Latran קרן (SOD-VIP), קרן עבור אלצהיימר מחקר (סאו-FRA) (P #14006), את FWO (גרנט 1513616N) את אירופה מחקר המועצה (ERC) (גרנט מתחיל 281961 – AstroFunc; הוכחה של המושג גרנט 713755 – AD-VIP). המחברים להכיר הוטון לספרים נדירים Jeason על עזרתו עם העכבר גידול, סטפני Castaldo עזרה ביצוע זריקות וריד הזנב, קרוליין Eykens למתן את הדימויים transfected תאים HEK293T. M.G.H. מאשר מייקל דנלופ, פיטר היקמן ו דין הריסון.

Materials

Plasmid production
pTransgene plasmid De novo design or obtained from a plasmid repository N/A See step 1 of main protocol for further details
pCapsid De novo design or obtained from a plasmid repository N/A See step 1 of main protocol for further details
pHelper Agilent 240071
Plasmid Plus maxi kit Qiagen 12963
QIAquick PCR purification Kit Qiagen 28104
AAV Helper-Free System Agilent 240071
Cell culture and transfection
Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM), high glucose, no glutamine Life technologies 11960-044 Supplement DMEM with FBS (1% or 10% v/v) and GlutaMAX 200 mM (1% v/v) then filter sterilize the medium using a 0.22 mm filter
Fetal bovine serum (FBS) GIBCO 10500-064
GlutaMAX supplement GIBCO 35050038
(200 mM)
Corning bottle-top vacuum filter system Sigma-Aldrich CLS430769
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) with no calcium and no magnesium GIBCO 14190094
HEK293T cells American Tissue Culture Collection CRL3216 Upon receipt, thaw the cells and culture as described in the protocol. After a minimal number of passages, freeze a subfraction for future in aliquots. Always use cells below passage number 20. Once cultured cells have been passaged more than 20 times, restart a culture from the stored aliquots
Cell culture dishes Greiner Cellstar 639160 15 cm diameter culture dishes
Cell scrapers VWR 10062-904
Polyethylenimine (PEI) Polyscience 23966-2 PEI in powder form is dissolved at 1 µg/µL in deionized water (ddwater) at pH=2 (use HCl). Prepare in a beaker and stir for 2-3 h. When dissolved, bring the pH back to 7 with NaOH. Filter sterilize and store the resuspended stock solution in 1 ml aliquots at -20 °C. PEI aliquots can freeze/thawed multiple times.
Virkon solution Fisher Scientific NC9821357 Disinfect any material that has been in contact with assembled viral particles with Virkon solution
Mutexi long-sleeve aprons Fisher Scientific 11735423 Wear an apron over the top of a regular lab coat
Fisherbrand maximum protection disposable overshoes Fisher Scientific 15401952
AAV Purification and desalting
Optiprep density gradient medium Sigma-Aldrich D1556 Optiprep is a 60% (w/v) solution of iodixanol in water (sterile). CAUTION. Use under a laminar flow hood. Wear gloves
Phenol red Sigma-Aldrich P0290 CAUTION. Use under a laminar flow hood
Pasteur pipette Sigma-Aldrich Z627992 Sterilize before use
OptiSeal Polypropylene tubes Beckman 361625
Benzonase (250 U/µL) Sigma-Aldrich E1014 Supplied as a ready-to-use solution
Acrodisc syringe filter Pall corporation 4614
Omnifix syringe (5mL) Braun 4617053V
Blunt syringe needle Sigma Aldrich Z261378 Stainless steel 316 syringe needle, pipetting blunt 90° tip gauge 16, L 4 in. Referred to in the text as a blunt-end needle
Aqua Ecotainer B. Braun 0082479E Sterile endotoxin-free water. Referred to as 'Ultrapure water'
Amicon ultra-15 centrifugal filter unit Millipore UFC910024 These filters concentrate the final product by collecting the viral particles in consecutive centrifugation steps
Pluronic F68 (100X) Thermo Fisher 24040032 Non-ionic surfactant. Dilute in sterile PBS to use at 0,01% (v/v)
Fisherbrand Sterile Microcentrifuge Tubes with Screw Caps (2 mL) Fisher Scientific 02-681-374 Use skirted tubes for easy handling
AAV Titration
Restriction enzyme: StuI (10 U/µL) Promega R6421
DNAse I (1 U/µL) Fisher scientific EN0521
Proteinase K Sigma-Aldrich 3115852001 Reconstitute in ultrapure water and use at a final concentration of 10 mg/ml. Solution can be stored at -20°C
EasyStrip Plus Tube Strips (with attached caps) Fisher scientific AB2000
Eppendorf microtube 3810x Sigma-Aldrich Z606340-1000EA
LightCycler 480 SYBR Green I Master Mix Roche 4707516001
LightCycler Multiwell Plates, 96 wells Roche 4729692001 White polypropylene plate (with unique identifying barcode)
Microseal 'A' PCR Plate and PCR Tube Sealing Film Bio-Rad msa5001
AAV Purity control
Ammonium persulfate (APS) Sigma-Aldrich A3678 Reconstitute in ultrapure water to 10% (v/v). CAUTION. Use under laminar flow hood. Wear gloves
Tetramethylethylenediamine (TEMED) Sigma-Aldrich T9281 CAUTION. Use under a laminar flow hood. Wear gloves
Tris Base ULTROL Grade Merck 648311 CAUTION. Use under a laminar flow hood. Wear gloves
UltraPure Agarose Thermo Fisher 16500-500
Rotiphorese® Gel 30 (37,5:1) Carl Roth 3029.3 Aqueous 30 % acrylamide and bisacrylamide stock solution at a ratio of 37.5:1. CAUTION. Use under laminar flow hood. Wear gloves
Serva Blue G Sigma-Aldrich 6104-58-1
Precision Plus prestained marker Bio-Rad 1610374edu
1-Butanol Sigma-Aldrich B7906 CAUTION. Use under a laminar flow hood. Wear gloves
Immunohistochemistry
Rabbit anti-GFP Synaptic System 132002 1:300 dilution
Anti-rabbit Alexa Fluor 488 Invitrogen A21206 1:1000 dilution
Equipment Company Catalog number Comments
Vector production lab
Rotina 380 bench-top centrifuge * Hettich 1701
Optima XPN 80 ultracentrifuge * Beckmann Coulter A95765
Type 50.2 Ti fixed-angle titanium rotor * Beckmann Coulter 337901
Entris digital scale * Sartorius 2202-1S
Warm water bath * Set at 37°C
Ice bucket * VWR 10146-290 Keep material used in the vector production lab separate from that used in standard lab areas
Pipetboy pro * Integra 156,400
Graduated pipettes: Cell star * Greiner bio-one 606180 Capacity of 5 ml, 10 ml and 25 ml
Graduated pipettes: Cell star * Greiner bio-one 607180 Capacity of 5 ml, 10 ml and 25 ml
Graduated pipettes: Cell star * Greiner bio-one 760180 Capacity of 5 ml, 10 ml and 25 ml
Co2 incubator CB150 * Binder 9040-0038 Set at 37°C, 5% CO2 and 95% humidity
Nuaire safety cabinet NU 437-400E * Labexchange 31324 Clean all the surfaces with 70% ethanol and Virkon before and after use
Conventional lab
T100 thermal cycler * Bio-Rad 1861096
LightCycler 480 Instrument II * Roche 5015278001
ThermoMixer * Eppendorf C 5382000015
Nanodrop * ThermoFisher Scientific ND 2000
Mini-Protean Tetra Cell* Bio-Rad 1658001FC For use with handmade or precast gels
ProteoSilver silver stain kit Sigma-Aldrich PROTSIL1 High sensitivity protein detection with low background
Centrifuge 5804 R * Eppendorf B1_022628045 High speed centrifuge for medium capacity needs (up to 250 ml)
Graduated pipettes Cell star * Greiner bio-one 606180 5 ml, 10 ml and 25 ml
Graduated pipettes Cell star * Greiner bio-one 607180 5 ml, 10 ml and 25 ml
Graduated pipettes Cell star * Greiner bio-one 760180 5 ml, 10 ml and 25 ml
Filter tips * Greiner bio-one 750257 2 µl, 20 µl, 200 µl
Filter tips * Greiner bio-one 738257 2 µl, 20 µl, 200 µl
Filter tips * Greiner bio-one 771257 2 µl, 20 µl, 200 µl
Ice bucket with lid * VWR 10146-290
Mini diaphragm vacuum pump, VP 86 * VWR 181-0065
Pipetman P2, P20, P100, P200, P1000 Gilson F144801
Pipetman P2, P20, P100, P200, P1000 Gilson F123600
Pipetman P2, P20, P100, P200, P1000 Gilson F123615
Pipetman P2, P20, P100, P200, P1000 Gilson F123601
Pipetman P2, P20, P100, P200, P1000 Gilson F123602
* Materials marked with an asterisk are expensive vpieces of equipment and are usually central infrastructure items shared between multiple labs. These items can also be replaced by equivalents if available. Note, when a different ultracentrifuge is used, care must be taken to select the correct rotor and centrifuge tubes.
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Daya, S., Berns, K. I. Gene Therapy Using Adeno-Associated Virus Vectors. Clinical Microbiology Reviews. 21 (4), 583-593 (2008).
  2. Duque, S., et al. Intravenous Administration of Self-complementary AAV9 Enables Transgene Delivery to Adult Motor Neurons. Molecular Therapy. 17 (7), 1187-1196 (2009).
  3. Bourdenx, M., Dutheil, N., Bezard, E., Dehay, B. Systemic gene delivery to the central nervous system using Adeno-associated virus. Frontiers in Molecular Neuroscience. 7, (2014).
  4. Kantor, B., McCown, T., Leone, P., Gray, S. J. Clinical Applications Involving CNS Gene Transfer. Advances in Genetics. 87, 71-124 (2014).
  5. Crystal, R. G. Adenovirus: The First Effective In Vivo Gene Delivery Vector. Human Gene Therapy. 25 (1), 3-11 (2014).
  6. Weinberg, M. S., Samulski, R. J., McCown, T. J. Adeno-associated virus (AAV) gene therapy for neurological disease. Neuropharmacology. 69, 82-88 (2013).
  7. Henckaerts, E., Linden, R. M. Adeno-associated virus: a key to the human genome?. Future Virology. 5 (5), 555-574 (2010).
  8. Howarth, J. L., Lee, Y. B., Uney, J. B. Using viral vectors as gene transfer tools (Cell Biology and Toxicology Special Issue: ETCS-UK 1 day meeting on genetic manipulation of cells). Cell Biology and Toxicology. 26 (1), 1-20 (2010).
  9. Nathwani, A. C., et al. Adenovirus-Associated Virus Vector-Mediated Gene Transfer in Hemophilia B. The New England Journal of Medicine. 365 (25), 2357-2365 (2011).
  10. Carter, B. J. Adeno-associated virus and the development of adeno-associated virus vectors: a historical perspective. Molecular Therapy. 10 (6), 981-989 (2004).
  11. Schambach, A., Zychlinski, D., Ehrnstroem, B., Baum, C. Biosafety Features of Lentiviral Vectors. Human Gene Therapy. 24 (2), 132-142 (2013).
  12. Van Vliet, K. M., Blouin, V., Brument, N., Agbandje-McKenna, M., Snyder, R. O. The Role of the Adeno-Associated Virus Capsid in Gene Transfer. Methods in Molecular Biology. 437, 51-91 (2008).
  13. Rincon, M. Y., VandenDriessche, T., Chuah, M. K. Gene therapy for cardiovascular disease: advances in vector development, targeting, and delivery for clinical translation. Cardiovascular Research. 108 (1), 4-20 (2015).
  14. Samulski, R. J., Muzyczka, N. AAV-Mediated Gene Therapy for Research and Therapeutic Purposes. Annual Review of Virology. 1 (1), 427-451 (2014).
  15. McCarty, D. M. Self-complementary AAV Vectors; Advances and Applications. Molecular Therapy. 16 (10), 1648-1656 (2008).
  16. Choi, J. H., et al. Optimization of AAV expression cassettes to improve packaging capacity and transgene expression in neurons. Molecular Brain. 7, 17 (2014).
  17. Deverman, B. E., et al. Cre-dependent selection yields AAV variants for widespread gene transfer to the adult brain. Nature Biotechnology. 34 (2), 204-209 (2016).
  18. Jackson, K. L., Dayton, R. D., Deverman, B. E., Klein, R. L. Better Targeting, Better Efficiency for Wide-Scale Neuronal Transduction with the Synapsin Promoter and AAV-PHP.B. Frontiers in Molecular Neuroscience. 9, (2016).
  19. Lock, M., et al. Versatile Manufacturing of Recombinant Adeno-Associated Viral Vectors at Scale. Human Gene Therapy. 21 (10), 1259-1271 (2010).
  20. Strobel, B., Miller, F. D., Rist, W., LamLa, T. Comparative Analysis of Cesium Chloride- and Iodixanol-Based Purification of Recombinant Adeno-Associated Viral Vectors for Preclinical Applications. Human Gene Therapy Methods. 26 (4), 147-157 (2015).
  21. Jungmann, A., Leuchs, B., Katus, H. A., Rommelaere, J., Müller, O. J. Protocol for efficient generation and characterization of adeno-associated viral (AAV) vectors. Human Gene Therapy Methods. , (2017).
  22. Tolmachov, O. Designing Plasmid Vectors. Methods in Molecular Biology. 542, 117-129 (2009).
  23. . QIAGEN Plasmid Purification Handbook Available from: https://www.qiagen.com/us/resources/download.aspx?id=46205595-0440-459e-9d93-50eb02e5707e&lang=en (2018)
  24. Lock, M., Alvira, M. R., Chen, S. J., Wilson, J. M. Absolute Determination of Single-Stranded and Self-Complementary Adeno-Associated Viral Vector Genome Titers by Droplet Digital PCR. Human Gene Therapy Methods. 25 (2), 115-125 (2014).
  25. . ProteoSilver Silver Stain Kit (PROTSIL1) – Bulletin, ProteoSilver Available from: https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/Bulletin/protsil1bul.pdf (2018)
  26. Machholz, E., et al. Manual Restraint and Common Compound Administration Routes in Mice and Rats. Journal of Visualized Experiments. (67), e2771 (2012).
  27. Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole Animal Perfusion Fixation for Rodents. Journal of Visualized Experiments. (65), e3564 (2012).
  28. Puntel, M., et al. Gene transfer into rat brain using adenoviral vectors. Current Protocols in Neuroscience. 50 (1), (2010).
  29. Bachman, J. Immunohistochemistry on Freely Floating Fixed Tissue Sections. Methods in Enzymology. 533, 207-215 (2013).
  30. Hordeaux, J., et al. The Neurotropic Properties of AAV-PHP.B Are Limited to C57BL/6J Mice. Molecular Therapy. 26 (3), 664-669 (2018).
  31. Rincon, M. Y., et al. Widespread transduction of astrocytes and neurons in the mouse central nervous system after systemic delivery of a self-complementary AAV-PHP.B vector. Gene Therapy. 25 (2), 83-92 (2018).
  32. Crosson, S. M., Dib, P., Smith, J. K., Zolotukhin, S. Helper-free Production of Laboratory Grade AAV and Purification by Iodixanol Density Gradient Centrifugation. Molecular Therapy. Methods & Clinical Development. 10, 1-7 (2018).
  33. Merdan, T., Kunath, K., Fischer, D., Kopecek, J., Kissel, T. Intracellular processing of poly(ethylene imine)/ribozyme complexes can be observed in living cells by using confocal laser scanning microscopy and inhibitor experiments. Pharmaceutical Research. 19 (2), 140-146 (2002).
  34. Meissner, P., et al. Transient gene expression: recombinant protein production with suspension-adapted HEK293-EBNA cells. Biotechnology and Bioengineering. 75 (2), 197-203 (2001).
  35. Reed, S. E., Staley, E. M., Mayginnes, J. P., Pintel, D. J., Tullis, G. E. Transfection of mammalian cells using linear polyethylenimine is a simple and effective means of producing recombinant adeno-associated virus vectors. Journal of Virological Methods. 138 (1-2), 85-98 (2006).
  36. Zolotukhin, S., et al. Recombinant adeno-associated virus purification using novel methods improves infectious titer and yield. Gene Therapy. 6 (6), 973-985 (1999).
  37. Kaludov, N., Handelman, B., Chiorini, J. A. Scalable Purification of Adeno-Associated Virus Type 2, 4, or 5 Using Ion-Exchange Chromatography. Human Gene Therapy. 13 (10), 1235-1243 (2002).
  38. Nass, S. A., et al. Universal Method for the Purification of Recombinant AAV Vectors of Differing Serotypes. Molecular Therapy. Methods & Clinical Development. 9, 33-46 (2017).
  39. Qu, G., et al. Separation of adeno-associated virus type 2 empty particles from genome containing vectors by anion-exchange column chromatography. Journal of Virological Methods. 140 (1-2), 183-192 (2007).
  40. Holehonnur, R., et al. Adeno-associated viral serotypes produce differing titers and differentially transduce neurons within the rat basal and lateral amygdala. BMC Neuroscience. 15, 28 (2014).
  41. Wang, H., et al. Widespread spinal cord transduction by intrathecal injection of rAAV delivers efficacious RNAi therapy for amyotrophic lateral sclerosis. Human Molecular Genetics. 23 (3), 668-681 (2014).

Tags

Adeno-associated VirusAAV VectorsVector ProductionVector PurificationQuality ControlTransfectionHEK CellsPEIDPBSDMEMCell Culture

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Fripont, S., Marneffe, C., Marino, M., Rincon, M. Y., Holt, M. G. Production, Purification, and Quality Control for Adeno-associated Virus-based Vectors. J. Vis. Exp. (143), e58960, doi:10.3791/58960 (2019).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image