Lentivirale Expressionsvektoren sind die wirksamsten Fahrzeuge für verschiedene stabil exprimieren Effektormoleküle oder Reporter-Konstrukte in Teilen auch sich nicht teilende Säugerzellen und ganzen Organismen. Hier stellen ein Protokoll, wie lentivector Expressionskonstrukte in pseudoviral Teilchen zu verpacken und Zielzellen unter Verwendung der pseudoviral Teilchen zu transduzieren.
Wie bei Standard-Plasmid-Vektoren, ist es möglich, lentivectors in Form Plasmid in Zellen mit niedriger bis mittlerer Wirkungsgrad zu transfizieren, um die transiente Expression von Effektoren zu erhalten. Verpackung lentiviralen Expressionskonstrukte in pseudoviral Partikel ermöglicht jedoch bis zu 100% Transduktion, auch mit schwer zu transfizierende Zellen, wie primäre, Stammzellen und differenzierten Zellen. Darüber hinaus lässt der lentiviral nicht zu den spezifischen zellulären Reaktionen typischerweise mit chemischen Transfektionen, wie der Zelltod durch Toxizität des Transfektionsreagenz 1, 2 verbunden. Wenn transduziert in Zielzellen, integriert das lentivirale Konstrukt in die genomische DNA und liefert eine stabile Expression des kleinen doppelsträngige RNA (shRNA), cDNA, microRNA oder Reportergen 3, 4. Ziel-Zellen, die Effektor-Molekül isoliert unter Verwendung einen selektierbaren Marker in dem Expressionsvektor wie Puromycin oder GFP-Konstrukt enthalten sein. Nach pseudoviral Teilchen Zielzellen zu infizieren, können sie nicht in Zielzellen zu replizieren, da die viralen Strukturgenen fehlen und die langen terminalen Wiederholungen (LTR) ausgelegt sind, sich selbst-inaktivierende nach Transduktion 5, 6.
Es gibt drei wesentliche Komponenten, die für effizienten lentiviralen Verpackung 1, 5, 6, 7.
Ein Überblick über die virale Produktion Protokoll kann in 1 gesehen werden. Virale Produktion beginnt durch Co-Transfektion 293TN Produzentenzellen mit dem lentiviralen Expressionsvektor und der Verpackung Plasmide. Virale Partikel werden in das Medium sekretiert. Nach 48-72 Stunden die Zellkulturmedien geerntet wird. Zelltrümmer aus dem Zellkulturmedium entfernt, und die viralen Partikel werden durch Zentrifugation mit PEG-Konzentration es ausgefällt. Hergestellte lentiviralen Partikel werden dann titriert und kann verwendet werden, um Zielzellen zu transduzieren. Details der viralen Titerung sind nicht in diesem Protokoll enthalten, aber sind zu finden unter:
ANK "> http://www.systembio.com/downloads/global_titer_kit_web_090710.pdf 8.
Dieses Protokoll wurde optimiert mit den spezifischen Produkten angegeben. Andere Reagenzien können substituiert sein, aber die gleichen Ergebnisse nicht gewährleistet werden kann.
Diese virale Verpackung und Transduktion von Zielzellen-Protokoll wurde für die Verwendung mit viralen Verpackung SBI Reagenzien optimiert. Substitution anderer Reagenzien kann Einfluss auf das Ergebnis des Protokolls. Dieses Protokoll wurde nur für lentivirale Produktion optimiert und eignet sich daher nicht für die Herstellung anderer Arten von Viren oder pseudoviruses.
Erfolgreiche viralen Verpackung hängt von mehreren wichtigen Schritte. Die 293TN Zellen exprimieren das SV40 große T-Antigen, die absolut notwendig für die Sekretion der lentiviralen Partikel in dem Zellkulturüberstand ist. Die Dichte, mit der die 293TN Zellen zum Zeitpunkt der Transfektion ist besonders wichtig, um für die PureFection Reagenz ausreichend übertragen lentivector und Verpackung Plasmide in die Zellen. Hinzufügen des PureFection Mischung auf die Gewebekultur Platte in einer Art und Weise tropfenweise durch gründliches Schwenken der Platte gefolgt ist für die Verbreitung der Verpackung Plasmide wichtigund lentivector in alle Zellen zu konstruieren. Die Nichteinhaltung entsprechend zu verteilen Die Vektoren können zu einer unzureichenden Lentivirale Partikel produziert führen. Die viralen Verpackung Reaktion kann bis zur Herstellung von Virus mit hohem Titer skaliert werden, basierend auf der Oberfläche der Gewebekulturplatten. Man kann an der Platte mehrere Gewebekulturschalen von 293TN Zellen pro Konstrukt, das die verpackt werden muss, wählen. Die Konzentration der viralen Überstände ist besonders hilfreich bei der Schaffung von High-Titer-Virus. Viralem Überstand aus mehreren Platten von Zellen kombiniert und konzentriert werden zur Verwendung in in-vivo-Experimente, oder Zellen, die schwer zu transduzieren.
Titrierung der produzierten lentiviralen Partikel ist für die Berechnung eine genaue MOI für die Transduktion von Zielzellen verwenden wichtig. Die Kenntnis der MOI dass wurde in einer vorgegebenen Transduktion verwendet wird, ermöglicht Problemlösungen den Fall, dass die Transduktion nicht erfolgreich ist. Zum Beispiel, unter Verwendung eines MOI dhzu niedrig, kann in sehr wenigen Zellen, die das Ziel-Konstrukt-of-Interest führen. Mit einer MOI, die zu hoch ist, kann jedoch in Zielzellen, die Anzeichen von Stress zeigen, führen. Das Ziel ist es, ein MOI, die Expression des Konstrukts-von-Interesse maximiert und gleichzeitig die Gesundheit der Zellen zu verwenden. Während wir eine qPCR-basierte Titerung Protokoll, das integrierte Kopien des lentiviralen Konstrukt in HT1080-Zellen Maßnahmen zu empfehlen sind auch andere Ansätze Titerung auch verwendet, wie zB p24 ELISA oder Abschätzung der Prozent der GFP-positiven Zellen werden.
Erfolgreiche Transduktion von Zielzellen hängt auch von mehreren Schlüsselfaktoren. TransDux ist eine einzigartige Infektion Reagenz mit hoher Transduktionswirksamkeiten ermöglicht, aber das ist für Zellen nicht toxisch. TransDux kann anstelle von Polybren, die oft toxisch für die Zielzellen verwendet werden. Aufnahme TransDux bei der Transduktion von Zielzellen hilft Ladungen auf den viralen Teilchen zu neutralisieren und ermöglicht das Virus in die Zelles. Da TransDux nicht toxisch für die Zellen, kann man es den lentiviralen Partikel in Kontakt mit den Zellen für bis zu 72 Stunden (der Zeitpunkt, zu dem die viralen Konstrukte in das Genom der Wirtszelle integriert haben) bleiben, wodurch die Wahrscheinlichkeit der virale Partikel in die Zelle eintritt. Für manche schwer zu transduzieren Zellen können Transduktionen an aufeinanderfolgenden Tagen wiederholt werden, um die Transduktionseffizienz zu steigern. Zum Beispiel transduzieren die Zellen an Tag 1, um die Zellen an Tag 2 zu liegen, und dann die Zellen transduzieren wieder am Tag 3. Es ist wichtig zu 72 Stunden nach der letzten Transduktion vor Beginn Auswahl, weitere Experimente oder Charakterisierung der Zielzellen zu warten.
Effiziente viralen Verpackung ist auch abhängig von der Größe des lentiviralen Konstrukt, zwischen dem 5 'und 3'-LTR Regionen. Dieser Abschnitt des lentiviralen Konstrukt sollte etwa 9 kb oder weniger, die der Größe des nativen HIV-Genoms entspricht. Mehr als 9 kb de MaiAnstieg der Titer der produzierten pseudoviral Partikel. Neue Technologien, wie zum Beispiel piggyBac Transposon-Vektoren, für eine zuverlässige, stabile Integration der Transgene bis zu 100 kb über ein einziges Transfektion ermöglichen. Dieser Ansatz kann für Konstrukte, die die maximale Größe für lentivirale Vektoren, in Fällen, wo es möglich ist, Zielzellen zu transfizieren überschreitet verwendet werden, und bietet den zusätzlichen Vorteil, dass keine für ein virales Verpackungsschritt 9,10.
Die pseudoviral Teilchen erzeugt mit diesem Protokoll sind infektiös, da sie die meisten Säuger-Zelltypen zu infizieren. Die in diesem Protokoll verwendet, jedoch sind der dritten Generation in BIOSAFE, die sie produzieren nicht-replikativen und Selbst-inaktivierende pseudoviruses. Daher wird, sobald transduziert in Zielzellen oder Tieren, die Ziel-Zellen oder Tiere sind nicht infektiös oder ansteckend. Die Substitution von anderen lentivector Plasmide, die nicht der dritten Generation BIOSAFE ist möglich wenn auch nicht aus einer biologischen Sicherheit empfohlenPerspektive. Die virale Produktion Protokoll und nachfolgende Transduktion von Zielzellen sollten unter biologischen Sicherheitsstufe 2 durchgeführt werden, nach den NIH-Richtlinien 11 und Forscher sollten immer einen Laborkittel und Handschuhe beim Umgang mit den Viruspartikeln. Gebrauchte 293TN Produzent Zellen sind Tuben von Viruspartikeln und Einwegpipetten der in einem entsprechenden Behälter für biologischen Sondermüll entsorgt werden. Wieder verwendbare Pipetten und Gläser sind mit Bleichmittel dekontaminiert werden und Autoklavieren, um die Exposition des Personals zu verringern.
The authors have nothing to disclose.
Wir möchten den Mitarbeitern und Wissenschaftlern der SBI für ihre Unterstützung bei der Entwicklung und Erprobung dieser Protokolle zu bestätigen.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
DMEM High Glucose Medium | Gibco | 11995-073 | |
293TN Cells | SBI | LV900A-1 | |
pPACKH1 | SBI | LV500A-1 | For HIV-based lentivectors |
pPACKF1 | SBI | LV100A-1 | For FIV-based lentivectors |
Any Lentiviral vector | SBI | Various | cDNA, shRNA, microRNA, transcription reporters |
PureFection | SBI | LV750A-1 LV750A-5 |
|
PEG-it | SBI | LV810A-1 LV825A-1 |
|
Global UltraRapid Titering kit | SBI | LV961A-1 | Not described in this protocol, but needed to titer the viral particles |
TransDux | SBI | LV850A-1 |