Stem Cell and Gene Therapy

Summary

Gene therapy refers to the suppression, replacement or supplementation of defective genes at the genetic level through the regulation of the expression of target genes, thereby restoring the physiological functions of cells, tissues and organs. There are two ways of gene therapy: in vivo (hWW) and ex vivo (ex v/vo). The in vivo approach is to introduce the target gene directly into the sacrificial cells in vivo to achieve therapeutic effect, while the ex vivo approach is to take out the cells of a certain organ or tissue from the patient's body, expand them in vitro, transfer the target gene into them, and build up the genetically modified cells expressing the exogenous genes, and then implant the cells back into the body with a certain number of cells to achieve the therapeutic effect after expansion and cultivation. The current gene therapy strategy is more in vitro approach. The selection of appropriate carrier cells to carry the therapeutic genes to the therapeutic location and to function is an important factor for the success of the treatment. Because stem cells not only have the ability of self-replication and renewal, which is conducive to the long-term stable expression of genes, but also are easy to take and easy to culture in vitro and implant back into the patient's body, in recent years, stem cells have been studied more as the target cells of gene therapy, and some of these therapeutic options have already entered the stage of clinical trials. Author: Xuedao Pei, this experiment is from "Stem Cell Experiment Guide".

Operation method

Stem Cell and Gene Therapy

Move

Experimental techniques for virus-mediated gene transduction Retrovirus-mediated gene transduction

At present, in gene therapy, it is more common to see various types of retroviral carriers modified by Moloney mouse leukemia virus (MoLV), which retains the cis-functional structure, while knocking out the g, three-part pathogenic trans-functional sequence in the DNA gene structure and replacing the empty region with an exogenous gene; therefore, they are deficiency viruses, which lack the structural gene region of retroviruses, and are not able to code structural protein. Therefore, it is a defective virus, which lacks the structural gene region of retrovirus and cannot code the structural protein. Packaging cells are formed by transfection of mouse fibroblasts NIH3T3 with different helper viruses, which can provide structural proteins for retroviral vectors, and thus the two of them can compensate for each other and combine to package virus particles into progeny. Since this viral particle is still recombinant retroviral vector DNA, this daughter viral particle has different genetic material from that of the wild-type retroviral particle, so it is called a pseudoviral particle, and buds out of the membrane of the packaging cell into its culture supernatant. The protein component of the retroviral envelope contains a glycoprotein expressed by the M V gene, and many mammalian cells have specific receptors that recognize this glycoprotein; the combination of the two mediates the entry of the retrovirus into the host cell and its efficient integration into the host . . in the host cell chromosome D N A .

The exogenous genes in retroviral vectors include target genes and marker genes. Marker genes are generally neomycin resistance genes, tachykinin genes, and puromycin genes, etc., but most of them are used, so G 418 can be used to screen and clone the transfected packaging cells.

Materials and reagents ⑴适当的包装细胞系 (PA317)及 含 10%胎牛血清的D M E M 或 R PM I1640完全培养基。 (2) G 4 1 8 的配制:取 IOOmg G 4 1 8 溶 于 2 m l重蒸水(50m g/m l)中 0 .2 2 p m 微孔滤过滤 除菌,分装- 2 0 1 保存备用。 ( 3 ) 聚 凝 胺 Polybrene(储液浓度为〇 .8g/ml)是一种多价阳离子,可降低病毒与细胞膜 之间的相互排斥,有利于增加病毒的感染效率。 Polybrene(Sigm a)储 液 浓 度 为 0.8g/m l, 0 .2 2 )im 滤膜过滤除菌, - 2 0 1 保存。使用终浓度为8)ig/ml。 ⑷ 2x H B S :取 1.6g N a C l ,0.074g K C l ,0.027g N a 2H P 0 4 • H 2O ,0.2g 葡萄糖,IgHEPES 溶 于 90m l 重蒸水中,用 0.5mol/L N a O H 精确调整p H 为6.95~7.05,然后用重蒸水定容 至 100m l ,用0.22叫1滤器过滤除菌,分 装 5ml/瓶 ,储于-20T 备用。此溶液中各组分浓 度分别为 280nmol/L NaCl、 10nmol/L K C 1、 1.5mmoI/L Na2HP〇 4、 12mmol/L 葡萄糖、 50mmol/L H E P E S 0 ( 5 ) 2 m o l/L C aC l2 : 取 1 0 .8 g C aC l2 .6 H 2O 溶于 20ml 蒸馏水, 0.22叫!滤膜过滤,分 装 Iml/瓶 , -20T 保存备用。 (6) 阳离子脂质体转染试剂(如Lipofectin™ 试剂)

Content of the experiment

Packaging of recombinant retroviral vectors and clone screening

1 ) Culture of PA:317, N IH 3 T 3 cells
Resuscitation method: After removing the cells from liquid nitrogen, shake them vigorously in a water bath at 371℃ for 1 min, aspirate the cell suspension into a centrifuge tube, then dropwise add 8~IOml of medium, centrifuge at 10000 r/min for 5 min, discard the supernatant, and then dilute the cells with appropriate medium (DMEM medium containing 10% fetal bovine serum, 2mol/L glutamine, l0 U/m I penicillin, and lOOpg/m l streptomycin). After dilution, the cells were inoculated into culture flasks and cultured, and the medium was changed to fresh medium on the following day, and then every 2~3 days after that, and the cells were passaged as needed after full growth.

After the cells have grown to their full size, pass them on as necessary. Passaging method: Remove the medium with steps, wash once with PBS liquid, add trypsin digest (0.5 ml for 50 ml culture flasks, and lml for IOOml culture flasks), shake the flasks gently, and let them stand for 1-3 min at room temperature or 37 ℃, then add an appropriate amount of serum medium to terminate the reaction, and then blow the flasks with the dropper repeatedly to make the cells fall into cell suspension. Blow the dropper repeatedly to dislodge the cells into cell suspension, inoculate the cell suspension into new culture flasks according to the required density, and incubate the cells in an incubator at 37℃, 5% C02.

2) Determination of the minimum lethal dose of G 148 on P.A. 317 cells.

A 24-well plate was inoculated with the appropriate amount of P.A. 317 cells. When cells have grown to 50% to 60% confluence, selective culture medium containing different concentrations of G 418 (0_2 g/L, 0.3 g/L, 0.4 g/L, 0.5 g/L, 0.6 g/L, 0.7 g/L, 0.8 g/L) was added. Change the solution every 2 to 3 days, and determine the minimum lethal dose of G 418 to PA 3117 according to the cell death situation in a week or so.
3 ) 重组逆转录病毒载体质粒转染包装细胞P A 317 将外源基因导入P A 317细胞的方法有多种,如磷酸钙共沉淀、电穿孔和脂质体介导 的基因转染等几种方法,磷酸钙共沉淀的转染效率较低,已较少使用□电穿孔适用于质 粒片段较大的情况。P A 317细胞耐受电击的能力很强,有实验者对其进行了从200〜 1800V 不等的电击,细胞都能存活。最常用的是脂质体法。 (1) 磷酸钙介导转染P A 317细胞。 质 粒 D N A : 经苯酚/氯仿反复抽提或玻璃奶纯化, (9Z W <9D 280=1.8,用前除菌。 细胞:取旺盛生长期的P A 317细胞以(1〜 2)xl〇5细胞/孔 ,接 种 6 孔 板 ,37T 、5 % C 0 2、 饱和湿度培养24h , 待用。 细胞处理:取 已 长 成 7 5 % 汇片的单层细胞,用新鲜的、无 血 清 D M E M 营养液洗涤 2 ~3 遍 ,换上新鲜生长液(p H 7. 2~7. 4)。 磷酸钙/D N A 共沉淀物的制备:将重组逆转录病毒载体D N A 溶 于 0.1xTE(p H 8.0)中, 制 成 0.02〜 0.04g/L 溶 液 ,取 43 8 0 与 62|il CaCl2混合制成溶液A ,将 500叫 2x H B S 的 B 液逐滴小心加入A 液管中,室温作用20~30min,即可见细小沉淀形成。 细胞/沉淀物作用:将沉淀物用吸管轻轻吹打一次,转移至上述细胞的培养液中,轻 轻晃动,使沉淀物与营养液混合均匀,溶液呈混浊状, 37T :、 5 % C 0 2、饱和湿度培养。 (2) 电穿孔法转染P A 317细胞: a. 培 养 P A 3 1 7 细胞至对数生长中期, 0 . 2 5 % 胰酶消化,收 集 P A 3 1 7 细胞。以低 血清或无血清的D M E M 重悬细胞,制 成 IO7个/m l 的细胞悬液。 b. 重组质粒无菌化处理后,用 无 菌 H B S 溶 解 为 aipg/Ml。 c•混合IO7个/ml P A 3H 细 胞 与 10〜 2〇| u g 的重组质粒,将混合物转移到电转杯内。 冰 浴 IOmin0 d•设定电击条件:如 250V 、 950|liF ,电 击 25〜 30(is。随 后 冰 浴 lOmin。 e. 将电转杯内的P A 3I7 细胞转人培养瓶中,孵箱内培养。 24h后换液,加入无双 抗 的 D M E M 培养液,另 加 入 G 418筛选培养。 (3) 脂质体介导法转染P A 317 细胞 a. 质 粒 D N A : 经苯酿/氯仿反复抽提或玻璃奶纯化, O D 260ZOD28g= 1. 8 ,用前除菌。 b•细胞:取旺盛生长期的P A 317细胞以(l~2)xl〇5细胞/孔 ,接 种 6 孔板, 37^ 、 5 % C 0 2、饱和湿度培养24h ,待用。 c. 细胞处理:取 已 长 成 7 5 % 汇片的单层细胞,用新鲜的、无 血 清 D M E m 营养液 洗 涤 2~3遍 ,换上新鲜生长液(PH 7.2〜 7.4)。 d. 脂质体/DNA 复合物的制备:在500(i l 无 菌 Eppendorf管中配液。A 液 :将 l ~2(ig DNA稀 释 于 1 0 0 4 无血清、无 双 抗 DMEM营养液中。B 液 :将 2〜 2〇 m1Lipofectin 稀 释 于 IOOmL 无血清、无 双 抗 DMEM营养液中,室温 放 置 30~45min。混合八、 B 液 ,轻微振摇混勻,室 温 孵 育 10〜 15min。此时如果溶液浑池,不影响转染; 如果溶液有沉淀,则停止转染。 e. 细胞/沉淀物作用:将沉淀物用吸管轻轻吹打—次 ,转移至上述细胞的培养液中, 轻轻晃动,使沉淀物与营养液混合均匀, 37T:、 5 % C0 2、 饱和湿度培养5~24h 。 注意:影响脂质体介导法转染效率的主要因素有几种:①适当的质粒和脂质体比例。
置冰上备用。时间间隔长时,可浓缩保存。 2)病毒液的浓缩与保存 (1)收 集 48h 培养制备的各代病毒液于消毒过的培养瓶内,〇.22|j m 滤膜过滤。 ⑵可用差速离心法浓缩病毒上清,具体步骤为: 4t 、 1000r/min(250g)离 心 15min。 弃沉淀,将 上 清 液 于 4 1 、 3500r/min(730g)离 心 2h ,即为重组病毒液,加 入 Polybrene 至终浓度郎g/m l ,分装, - 7 0 ¾ 保存备用。 (3) 如不需浓缩可将过滤好的病毒液分装Eppendorf管内,每 管 lml,用封口膜封好, 于- 7 0 ¾ 冰箱或液氮中保存。 (4) 病毒 可 在 3 7 ¾ 水浴复苏,立即使用。②转染时间。 质 ^ 质 粒 复 合 補 染 織 的 时 财 2~ 施 ,錄 她 以 6〜 8h 最为适合。 可以获得最好的效果,时间过少转染不充分,时间 起 状 态 差 ,不利于随后的筛选工作。③转染细胞的数 时— 田胞接种的德度也较为关键。密度太低或太高均会影响转染效率 数生长期且代谢活跃的细胞具有较高效率,同时转染 4)G4 1 8 抗性克隆的形成与筛选 (1)包装细胞抗性克隆的形成: & 〜 72h 后 ,包装细胞可形成单层,用胰酶消化后按 3 传 代 于 6 孔板内,職 培 养 到 胞 密 度 达 5〇%~70%融合。 b,胞 生 长 倩 况 可 酌 情 增 加 5CMGOpgZm l G 4 1 8 的 训 D M E M 8 ,增 至 咖 培养液进行筛选,每天视细 8 最 小 致 死 量 浓 瓶 3〜 5 纖 纖 量 的 議 轉 液 。同时用 a 的 ^ t 、、、 第 f i *5K M 天 ,非转染的包装细胞开始死亡 4 天 后 只 剩 下 隨 不 細 转 染 麵 ,其余全部 (可见未加转染液 1G〜 14邱 藏 隸 嫩 的 最 懿 1 a.笔你记准确。 S 已 =隆 的 培 养 皿 置 于 显 微 镜 下 观 察 克 隆 位 置 ,并将各个克隆位置用标记 b•在超净台内弃去培养皿内的培养液。 C. 子f 取一块已高压的滤纸,用 0. 2 5 % 胰蛋白酶消化液浸润,置于所标记克 d. n 土 i 养 = 择 培 养 基 如 ,用慑子取出已黏附克隆细麵滤 纸1 ,置于一个孔中的培养基中,涮洗滤纸片数次,以使黏附的细胞脱下镱下 观 确 认 细 胞 已 脱 落 后 ’将滤纸片去掉,将 雄 细 胞 置 于 培 养 箱 中 培 养 “ 天 、^ 待细胞长满后, 0.25%胰蛋白酶消化,并将细胞转移至6 孔板继续 。 注意:用 滤 纸 片 綱 t 细胞克隆时间要适肖,时 间 短 可 导 致 克 隱 附 曰 ^ 黏附到滤纸洗脱后仍为娜块而不是分散状态。时 间 长 则 导 致 織 变 性 或 死 _ ^ ,’ 13.2.1 _2.2重组逆转录病毒毒液制备与保存 I) G4I8 抗性细胞克隆扩增后病毒上清的制备 大培养的G 418抗 性 细 胞 雄 ,在收毒前—天 将 细 胞 1 : 3 或 1 :4 转 代 待 产 象 胞 ^ 长 至 5〇%〜 9〇%汇片时(16〜 24h),弃去培养液,加人半量的、新鲜的完全i立’养液 12h 滴度的逆转录病毒上清至少要等到转染后施。此时,可以口每间 户 清 直 至 转 染 后 72h,这期间病毒的滴度不出现显著下降。如果细胞在转染 未铺洒,就不大可能生产出尚滴度的逆转录病毒上清 f 二 仍 这 样 得 到 高 滴 度 _ 毒 上 清 輕 等 到 瓜 以 后 。细胞在转染后 ⑵ 转 染 后 大 约 48h 收获病毒上清。如 果 在 ^ 内 使 趣 转 录 病 毒上清,可将其

Determination of recombinant retrovirus titer 置冰上备用。时间间隔长时,可浓缩保存。 2)病毒液的浓缩与保存 (1)收 集 48h 培养制备的各代病毒液于消毒过的培养瓶内,〇.22|j m 滤膜过滤。 ⑵可用差速离心法浓缩病毒上清,具体步骤为: 4t 、 1000r/min(250g)离 心 15min。 弃沉淀,将 上 清 液 于 4 1 、 3500r/min(730g)离 心 2h ,即为重组病毒液,加 入 Polybrene 至终浓度郎g/m l ,分装, - 7 0 ¾ 保存备用。 (3) 如不需浓缩可将过滤好的病毒液分装Eppendorf管内,每 管 lml,用封口膜封好, 于- 7 0 ¾ 冰箱或液氮中保存。 (4) 病毒 可 在 3 7 ¾ 水浴复苏,立即使用。
Adenovirus-mediated gene transfer 构建重组腺病毒需要三个基本条件:① 病 毒 衣 壳 D N A ,常 用 如 pAdEasy; ②一种 A d 表达质粒如pAd-Track、 p J M 1 7 , 该质粒携带有基因表达元件,可插入目的基因,并 带有与缺陷病毒衣壳D N A 互补的病毒序列;③ 一 种 E l 区缺陷互补的人胚胎肾细胞系 H E K 293 细胞。
有缺陷病毒衣壳D N A 病毒带有必需的关键序列(复制起始子和D N A 包装序列),它 与腺病毒质粒 P A d - T m c k — 起作用,病 毒 衣 壳 D N A 与插入的超出腺病毒包装长度限制 的质粒序列互补,这 些 D N A 序列共转染进入E l 区互补的H E K 293细胞后,表达质粒与 病 毒 D N A 在序列重叠区发生同源重组,重组一旦发生,就具备了病毒完成一个感染周 期需要的条件:早期基因表达导致D N A 复 制 ,随后晚期基因表达,最后病毒包装成重 组腺病毒(图13.5)。
Materials and reagents ⑴ 人 胚 肾 ( H E K 2 9 3 ) 细胞系及含 1 0 % 胎牛血清的 D M E M 完全培养基。 (2) G 4 1 8 的配制:取 IOOmg G 418溶 于 2m l 重蒸水(50m g /ml)中 0. 22叫 1 微孔滤过滤 除 菌 ,分装-20T 保存备用。 ⑶阳离子脂质体转染试剂(如 L i p o f e c t i n ™试剂)。 ⑷ 溶 液 A :l% 组织培养琼脂糖,髙压灭菌后,冷却 至 42弋保温备用。 溶 液 B :2x D M E M 、 2x抗生素、 5 % 胎牛血清混合物, 37T 保温备用。 ( 5 ) 病毒储存液: 0.1mol/L Tris • H C l ( p H 7 . 5 ) 0.25mol/L N a C l l m g / m l B S A 5 0 % 甘油 甘油高压灭菌,其他溶液过滤或高压灭菌。 (6) P B S 0 (7) 不 同 浓 度 CsCl(氯化铯)溶液的配制:用 P B S 配 制 密 度 为 1.5g/ml、 1.35g/m l 和 1.25g/ml 的 CsCl 溶液。 注意:吸入、摄 入 CsCl或经皮肤吸收CsCl均有害,配制时戴手套及护目镜。
Content of the experiment

Insertion of target gene into adenoviral shuttle plasmid.

The target gene (Y F G ) was inserted into the polyclonal site of adenoviral shuttle plasmid (PAdtrack-C M V ) by genetic manipulation, and then the recombinant was transformed into E. coli D H 5a, and the positive recombinant was subjected to P C R and enzyme digestion. The specific experimental steps were omitted.

Construction of recombinant adenovirus pAd-Y F G 脂 质 体 如 LipofectAMIN介导线性化pAdtrack-CMV-YFG)和 pAdEa吵-1(重组腺病毒 穿梭质粒pAdtrack-CMV-YFG和 pAdEasy-1经 Pad[酶切线性化)共 转 染 293细胞。 (1)将 2 9 3 细胞接种于6 孔培养板, 4.5xl〇5个/孔 ,培 养 24h 后用于共转染。每 块 6 孔板准备以下试剂。 A 液 : l 〇ngDNA(4jiigpAdtrack-CMV-YFG 和 6|agpAdEasy-l,或其他比例), 以不含 抗生素和血清的DMEM稀 释 至 300叫。 B 液 :取 2〇 0LipofectAMIN,取无抗生素和血清的D M E M 280|al,室温放置 5 m i n 。 C 液 :将 A 液 和 B 液轻轻混匀,室温放置 2 0 m i n 。 ⑵ 用 无 抗 生 素 和 血 清 的 DMEM将 293细 胞 洗 2.〜 3 次 。 (3)取 5.4m l 无抗生素的D M E M 加入到C 液中,混匀,加 入 6 孔板的各孔中, 继续培养

⑷ 培 养 6h 后更换含5 % F B S 的 D M E M ,继 续 培 养 10〜 2 0 天 ,2〜 3 天换一次培养液。 (5)培 养 至 第 12〜 14天时,一般会出现明显的细胞溶解现象(cyt〇 pathic effect, CPE), 如 图 13.6所示。此 时 ,回收细胞, —7〇弋保存,或-7〇 t 、 37丈反复冻融3 次 , 5〇〇〇 r/min 离 心 IOmin取上清, - 7O^C保存备用。 注意 :反复冻融后大量的病毒颗粒仍然留在细胞内,但是再冻融会降低病毒滴度。

Screening and positive identification of monoclonal recombinant adenovirus

(1) Inoculate 2 9 3 cells in a 6-well plate and proceed to the next step when the cells reach 80% fusion.

(2) Dilute the supernatant of recombinant virus at 10 times ratio in Iml serum-free DME, aspirate the supernatant of 293 cells, add the virus dilution and incubate at 37 ℃ for lh.
⑶ 准 备 铺 琼 脂 : 溶 液 A :l% 组织培养琼脂糖,高压灭菌后,冷 却 至 42丈保温备用。 溶 液 B :2x D M E M 、 2x抗生素、 5 % 胎 牛 血清混合物3冗保温备用。 将 溶 液 A 和 溶 液 B 等体积混合,注意不要产生太多气泡。吸弃第二步293细胞培养 液 ,每 孔 加 人 3m l 溶 液 A 和 溶 液 B 的混合溶液,室 温 放 置 30m i n 使其凝固。放 回 ^ cc 培养。 注意:①琼脂凝固较快,操作要迅速; ② H E K 2 9 3 单层细胞容易从平皿上脱落,铺 板时应让谅脂从平皿边沿慢慢流下扩散,整个平皿铺满后,将剩余的琼脂盖住残’留的 D M E M ( D M E M 通常在平皿中聚集成一个斑点), 这可以防止铺板后软性斑点的出现; ③ 3 ~ 5 天 后 ,不用染色,肉眼可见噬菌斑,野生型病毒噬菌斑一般直径为^ 3mm 重组型噬菌斑会小得多。 ⑷ 培 养 3 ~ 5 天 后 ,在其上再铺一层含有中性红的琼脂,每孔加入2ml。 ⑶ 第 7〜 8 天 ,镜下观察病毒空斑的形成,用吸管挑取单个空斑于l m i 的 D M E M 液 中 , -70T :、 37T 反复冻融3 次 , 5000r/m i n 离 心 IOmin取上清。 (6)取上清再次感染2 9 3 细胞,当细胞出现C P E 时 ,回收细胞;反复冻融离心取上 清 用 于 病 毒 基 因 组 D N A 的提取。① 取 上 清 370叫 ,加 16|ul E D T A (0.5mol/L )、 100 S D S (20%)、 8 0 蛋 白 酶 K (50ng尔1), 5 0 ^ 孵 育 2〜 4h ; ② 加 人 440^1酚/氯仿/异丙醇(体积 比 25 : 24 : 1)溶液抽提蛋白, 13 000r/m i n 离 心 25min;③ 取 400|al上层水相溶液,加 40叫 3mol7L N a A c 、 8OOpl无水乙醇,充分混匀后, -7〇丈放置3〇min; ④ 代 、 13000r/m i n 离 心 25min,弃上清,沉 淀 D N A 用 7 5 % 乙醇洗一次,待干燥后溶于50|il去离子水中。以 此为模板进行P C R ,检测重组病毒中是否有插入的目的基因。

Amplification and purification of recombinant adenovirus (1)将 2 9 3 细胞接种于150m m 瓶皿中,待细胞生长至90 %汇合状态时,加入病毒,感 染强度(multiplicity ofinfection, M O I )约为 10 个空斑形成单位(plaque forming unit, pfu)/个细 胞 , 36〜 48h 后 ,细胞出现完全C P E 时 ,收集细胞,冻存于-70T :,待累计多个瓶皿时, 统一纯化病毒。 ⑵ 将 出 现 C P E 的 293细胞- 7 0 ¾ 、 37T :反 复 冻 融 3 次 , 2 500r/min离 心 IOmin以除 去细胞碎片。 (3) 制备 CsCl 密度梯度:依次将 〇.5mI 1.5g/ml CsCl 溶液、 2.5ml 1.35g/ml CsCl 溶液 和 2.5ml 1.25g/ml CsCl溶 液 加 入 12ml超速离心管中。 (4) 将冻融后的待纯化病毒液加于各管的C s C l 密度梯度之上, I O t 、 15 O O O g 离心 lh,于 1.35g/m I C s C l 溶 液 和 i.25g/m l C s C l 溶液之间出现白色雾状病毒时收集病毒,并 与 1.35g/m I C s C l 溶液混合; i〇sc、 15〇〇〇g 离 心 識 ,进一步纯化病毒。 ⑶ 吸 出 病 毒 带 ,以 1〜 2 倍体积的H a n k 缓冲液稀释病毒,以 H a n k 缓冲液为透析液 于 4丈透析病毒,每 2h 更换一次透析液,共 换 液 5 次 。 (6)取出纯化的病毒液,力卩无菌甘油至终浓度1 0 % ,分装,_70sc冻存。 注意:病毒毒液可用储存液1 : 1 稀释, -2〇 SC保存
Virus titer measurement 取 2 0 0 纯化病毒,加 970(^1 Hank缓冲液, IO^il 10% S D S ,混 勻 ,以 9900 H ank缓 冲 液 加 100 10% S D S 为空白对照,测 定 260nm 和 280nm光吸收,读据此估算病毒的滴 度(颗粒数/ml)和纯度。 2 ) 病毒感染滴度(pfu/m l)的测定 取 1 0 0 纯化病毒稀释于9900 DMEM中(IO2倍稀释),混 匀 后 取 loo# 稀 释 于 9000 DM EM 中(IO3倍稀释),如此进行系列稀释直至IO12倍稀释;提 前 一 天 将 2 9 3 细胞接种 于 一 块 6 孔培养板,接种量为2xl06个/孔 ; 24~36h 后 ,细胞长至9 0 % 汇合状态时将各孔 中的培养液吸出,分别加入1〇 2~1〇 12倍稀释的病毒液,培 养 1〜 2h 。 快 速 C P E 分 析 :将 102~106倍稀释的病毒液从各孔中吸出,每孔中加入2m l 含 10% F B S 的 D M E M ; 培 养 36〜 48h 后 观 察 C P E ,选 出 发 生 100% C P E 的稀释倍数;用下列公 式计数病毒感染滴度: 病毒感染滴度(pfu/m l)= (2x l 06个/孔)x 稀释倍数XlO/病毒液体积 噬斑试验:将 1〇 7~1〇 12倍稀释的病毒液从各孔中吸出,每孔中加入3m l培养琼脂(由 等体积的溶液A 和 溶 液 B 组 成 ,见单克隆重组腺病毒筛选及阳性鉴定);继续培养4~7 天 ,直至噬斑形成。选出噬斑数在30〜 100的稀释倍数,用下列公式计算病毒感染滴度。 病毒感染滴度(pfu/m l)=平均噬斑数X稀释倍数
Chronic virus-mediated gene transfer

Materials and reagents
(1)质 粒 :慢病毒载体(:-?11\¥阳 01 ^ ,包 装 质 粒 0^^118.2和 包 膜 质 粒 ¥5¥-0。 F U X W : 凝血因子I X 的重组慢病毒表达载体。 F A X W : A B P 肝特异性启动子指导人的凝血因子I X 的重组H I V 载体。 ⑵ 适 当 的 包 装 细 胞 系 ,如 H E K 293人胚肾细胞系和B E K 大鼠肾成纤维细胞分别用 含 10%胎牛血清的高糖D M E M 和 R P M I 1640完全培养基。 (3) 2x H E P E S (H B S ) : 取 1.6g N a C l , 0.074g K C l , 0.027g N a 2H P 0 4 . H 20, 0. 2g 葡萄 • 379 • 糖 , Ig H E P E S 溶 于 90m l 重蒸水中,用 〇.5mol/L N a O H 精确调整p H 为 6.95〜 7.05,然后 用重蒸水定容至100m l ,用 0.22|a m 滤器过滤除菌,分 装 5ml/瓶 ,储于-20T :备用。此溶 液中各组分浓度分别为 280nmol/L N a C l 、 10nmol/L K C l 、 1.5mmol/L N a 2H P 0 4、 12mmol/L 葡萄糖、 50mmol/L H E P E S 。 ⑷ 2mol/L C a C l 2 : 取 10抑 〇 &( :12 .6112〇溶 于 20m l 蒸馏 水 , 0.22叫 滤 膜 过 滤 ,分 装 ImlZ瓶 , - 2 0 ¾ 保存备用。 (5)聚 凝 胺 Polybrene(储液浓度为〇.8g/ml)是一种多价阳离子,可降低病毒与细胞膜 之间的相互排斥,有利于增加病毒的感染效率。 Polybrene(Sigma)储 液 浓 度 为 0.8g/m l , 滤膜过滤除菌, -20T 保存。使用终浓度为8ng/ml。

Experimental content

Cell culture
293T cells were cultured in high sugar DM EM medium, and the preparation of culture medium was as follows: DMEM+10% bovine serum+100U/ml penicillin+100U/ml streptomycin. After 24 h of cell propagation, remove 2 ml (100 Cm flask) or 5 ml (15 cm flask) of medium and leave the cells in the incubator for at least one hour.

B H K cells were cultured in 1640 medium + 10 % calf serum + l ○ 0 U/m l penicillin + l ○ 0 m g /m l streptomycin.

Note: Do not move the cells after the medium is removed, otherwise the pH will change and the transfection efficiency will be low.

Calcium phosphate transfection
(1) 在 15m l 的聚酯管中混合下列溶液, 2〇 nl的转移载体(1〇呢), I5jil的包装质粒载 体(7.5邶), IOfJ的 V S V g 包膜质粒载体(5|ug),加 130叫 的 2mol/L CaCl2用水补充至ImI 体积。 (2) 在试管中将D N A +CaCl2+H 20 混 匀 ,并尽可能快地注入I m l 的 H E P E S 溶液中, 通过移液器上下混合5 次 ,静 置 lmin。 (3) 将 D N A +CaCl2 +H2O HEPES混合液加入到培养基中,并轻微摇晃,加入终浓度 1 % 的氯喹,然后把培养瓶放入培养箱中。 注意:应尽量减少细胞在培养箱外的操作时间,预 防 p H 的变化,以免减少转染效率。 (4) 加入转染试剂后3.5〜 5h 弃去培养基,用预热的P B S 洗 2 次 ,换 IOml预热新鲜 含 1 0 % 的小牛血清的培养基。 注意:如果不用P B S 洗 ,一些沉淀可能留在瓶底,将阻碍细胞的生长。 (5) 然后放培养瓶到培养箱中,放 置 48~60h ,收集细胞上清。

Virus Concentration
(1)转 染 48〜 60h 后 ,准备收集上清。 ⑵ 用 100%乙醇清洗超离心管并烘干。收集细胞上清到50m l 的离心管中,2000r/min 离 心 5min,移去大量的细胞碎屑。 (3) 用 0_45^im的滤器过滤,将滤过的细胞上清放入到4 0 m l 的超离心管中,为防止 溢 出 用 Parafilm膜密封,在 代 、 25 OOOr/min,离 心 90min。 (4) 将病毒上清倒入装有IOml漂白剂的烧瓶。倒掉离心管的残余培养基,加入iooy 的 P B S 和 H a n k 缓冲液溶解。用 Parafiim 膜密封,在 代 中 溶 解 现 ,然后把病毒分装在 10叫的容器中,储存在- 7 0 ^ 的冰箱中。 . 3 8 0

Lentiviral titer assay
1) FUGW titer assay

Gradient dilution of virus solution was added into 293T cells, and the expression of G FP was observed under a fluorescence microscope after 72 h. The number of incandescent cells was counted, and the titer was calculated according to the amount of virus and the degree of dilution.
2) The titer of FUXW and FAXW was determined by Southern spot hybridization.
⑴ 重 组 慢 病 毒 感 染 细 胞 DNA抽 提 :细 胞 B H K 以 IxlO6接 种 于 15c m 培养皿,在 3 7 ¾ 、5 % CO2条件下培养24h 后 ,换以新鲜培养液,加 入 Polybrene使其终浓度为8|ig/ml。 轻轻混匀后,加 入 20m l的重组慢病毒病毒上清(0.45p m 微孔滤膜),继 续 培 养 24h 后 , 换以新鲜培养液,培 养 72h 后 ,用胰酶消化细胞, 50〇 r/min离 心 5m in培养细胞,弃上清, 用 预 冷 的 PB S洗 2 次 ,用等体积的消化缓冲液悬浮细胞。将样品在盖紧的管中于5〇t 摇 荡 下 温 育 12〜 15h。 等体积的酸/氯仿/异戊醇抽提样品, 1700r/min离 心 IOmin, 将上层 水溶液转移至新管中。加 入 1.2体 积 7.5mol/L乙酸铵和2 倍体积的无水乙醇, 1700r/min 离 心 2min后 用 7 0 % 乙醇洗涤,晾干,沉 淀 用 T E 重新溶解,使终浓度在lmg/ml左右。 (2) 点膜:提取重组慢病毒感染细胞的DNA后作系列稀释,点在尼龙膜上。 阳性对 照 质 粒 pCMV-hFIX按 照 60ng、 6ng、 600pg、 60pg、 6p g 的梯度点在尼龙膜上。 (3) 固定:尼龙膜在2xSSC洗 过 , 120尤、 30min。 ⑷ 探 针 制 备 :pC M V -hF IX 质粒经招 nd I I I 限制酶酶切后,回 收 1 .5 k b片段,取 1咫 加 水 到 16W 煮 沸 IO m in ,冰浴迅速冷却,加 4 叫D IG -highprim e , 混 匀 ,离 心 , 3 7 ^ :、 20h 。 ⑶ 杂 交 :膜 在 DIG Easy hyb杂 交 液 4 0 1 振荡(封袋),预 杂 交 30min(10ml/100cm2) 后倒掉杂交液。探针煮沸5min变性后冰浴迅速冷却,加入杂交液中(25ng/ml DIG Easy hyb 液),将探针-杂交液混合液加入封膜的透明袋中(3.5ml/100cm2 杂交液),封 袋 4 0 ¾ 振荡 16h0 (6) 洗膜。 2xSSC, 0.1% SDS 2x5min, 1 5 ~ 2 5 ^ ; 0.5xSSC, 0.1% SDS 2x5min, 65¾ 〇 (7) 倒掉最后的洗膜液,在室温下用2xSSC漂洗膜,并吸干多余的液体,用塑料膜 包裹后放射自显影。

Lentiviral vector in vitro infection

General production strategy for rAAV Materials and reagents

1) H E K 293
H E K 293 is an adherent-dependent epithelial cell containing human embryonic kidney cells of the A d 5 E l region, grown in D M E M medium (containing 10 % FBS). It is a packaging cell for adeno-associated virus.

2) AAV Vector Packaging System
These include p A A V - M S C (containing an exogenous gene rhyming polyclonal site for insertion of the target gene), helper plasmids (e.g., A d 8), adenoviral helper genes or helper viruses (e.g., A d 5), and packaging cells (e.g., H E K 2 9 3 ).

3) AAV Helper Free Packaging System
Includes pAV-MSC, pHelp Plasmid and packaging cells (e.g., HEX 23). The p Helper Plasmid is supplied directly with
complementary and helper genes. It contains the essential adenoviral genes V A E 4 E 2 A and the packaging genes for r A A V (which, cap), so that no adenovirus is required to provide the helper genes. To package r V V virus particles, the recombinant A V V vector can simply be cotransfected with the plasmid into E l-containing 23 cells, thus avoiding the contamination of the wild-type A d .

4) OptiprepTM Isolation Solution (A XIS -S H IELD)
Iodixanol, a highly hydrophilic, nonionic substance, is the main component that makes OptiprepTM Isolates a dense, low viscosity solution. Moreover, its density and permeability form a linear relationship. After adding appropriate concentration of buffer or basic medium, such as sucrose, HEPES or PMI, OptiprepTM can form a continuous or discontinuous isotonic density gradient solution, which can separate various kinds of cells, organelles and lipoproteins. It has been proved by scientific research and clinical experiments that OptiprepTM is not only better than conventional separating solutions such as Ficoll, Percoll, Sucrose and CSCL, but also has no effect on the life activity of cells and organelles. The technical parameters of the product are Iodixanol: 60% (m /V ); Density :y(1.320±0.001)g/ml; Osmolality: (170±15)mOsmo.

Experimental Methods Packaging of Recombinant rAAV Viruses






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Categories: Protocols

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