Method Article
Протокол детализирует модель карциномы in vitro murine негенетической дефектной удлиненности транскрипции. Здесь, хроническое ингибирование CDK9 используется для подавления продуктивного удлинения РНК Пол II вдоль провоспалительных генов ответ для имитации и изучения клинически overserved TEопределенно явление, настоящее примерно в 20% всех типов рака.
Мы ранее сообщали, что подмножество раковых заболеваний определяется глобальной транскрипционной дерегуляции с широко распространенными недостатками в удлинении транскрипции мРНК (TE) - мы называем такие виды рака, как TEопределенно. Примечательно, что TEопределенно рака характеризуются ложной транскрипции и неисправной обработки мРНК в большой набор генов, таких как интерферон / JAK / STAT и TNF / NF-ЗБ пути, что приводит к их подавления. TEопределенно подтип опухолей в почечно-клеточной карциномы и метастатической меланомы пациентов значительно коррелируют с плохой реакцией и результатом в иммунотерапии. Учитывая важность исследования TEопределенно рака, как это предвещает значительный блокпост против иммунотерапии-цель этого протокола заключается в создании в пробирке TEопределенно мыши модели для изучения этих широко распространенных, не генетических транскрипционные аномалии в раковых заболеваниях и получить новые идеи, новые использует для существующих препаратов, или найти новые стратегии против таких видов рака. Мы подробно использование хронического флавопиридола опосредованного торможения CDK9 для отмены фосфорилирования остатков серина 2 на C-терминале повторенного домена (CTD) РНК-полимеразы II (РНК Пол II), подавляя выпуск РНК Пол II в продуктивную транскрипцию Удлинение. Учитывая, что TEопределенно рака не классифицируются под какой-либо конкретной соматической мутации, фармакологическая модель является выгодным, и лучше всего имитирует широко распространенные транскрипции и эпигенетические дефекты наблюдается в них. Использование оптимизированной сублетальной дозы флавопиридола является единственной эффективной стратегией в создании обобщенной модели негенетических широко распространенных нарушений в пробертионации и дефектах обработки мРНК, тесно имитирующих клинически наблюдаемые TE определенно характеристики. Таким образом, эта модель TEопределенно может быть использовандля для вскрытия, клеток автономных факторов, позволяющих им в противостоянии иммунной опосредоченной атаки клеток.
Ограничивающим ключевую ставку шагом в выражении почти всех активных генов является переход РНК-полимеразы II (РНК Пол II) от промоторно-проксимальной паузы к продуктивному удлинению1,2. Учитывая, что эпигенетическая дисрегуляция транскрипционной удлинения помогает в прогрессировании нескольких злокачественных новообразований человека определяется как TEопределенно, что приводит к субоптимальной сигнализации в провоспалительных пути реагирования, что составляет плохой ответ и результат иммунотерапии3, общей целью этого протокола является создание полезной модели in vitro для изучения этих широко распространенных негенетических транскрипционных аномалий при раковых заболеваниях. В этом свете использование хронического фармакологического ингибирования CDK9 является эффективной стратегией для создания обобщенной модели негенетических широко распространенных нарушений в удлинении транскрипции и дефектов обработки мРНК. Обоснование мнимой по задиы использования хронического торможения CDK9 является то, что он аннулирует фосфорилирование остатков серина 2 на C-терминале повторного домена (CTD) РНК Pol II, тем самым подавляя выпуск РНК Пол II в продуктивной удлинение транскрипции. Кроме того, TEопределенно рака, описанные ранее нашей группой3, не классифицируются под какой-либо конкретной соматической мутации. Поэтому негенетическая (фармакологическая) модель выгодна и лучше всего имитирует широко распространенные транскрипционные и эпигенетические дефекты, наблюдаемые в них. Метод здесь детализирует поколение и характеристику хронической модели обработки flavopiridol обработки клеток рака murine. Этот метод явно нарушает удлинение транскрипции по генам, характеризующихся более длинной геномной длиной, с готовыми промоутерами и индуцированными выражениями, такими как TNF/NF-- B и интерферон/STAT сигнализация, глубоко контролируемая на уровне транскрипции удлинения3,4,5. В целом, это оптимизированная модель линии клеток морин транскрипционного удлинения - единственная модель, к нашим знаниям для изучения недавно описанных опухолей TE определенно-диски устойчивость к противоопухолевой иммунной атаки, что делает полезную систему для использования и изучить уязвимости негенетических дефектов в основных транскрипционных механизмов в раковых заболеваний по отношению к иммунной опосредошной атаки клеток.
Институциональный комитет по уходу и использованию животных и Институциональный комитет по биобезопасности Фонда детских исследований Цинциннати одобрили все экспериментальные процедуры для животных (протокол IACUC #2017-0061 и протокол МКБ #IBC2016-0016), и эти эксперименты проводились в соответствии со стандартами, описанными в Руководстве NIH по уходу и использованию лабораторных животных.
1. Хроническое ингибирование РНК Пол II путем лечения флавопиридола-основная стратегия
2. Подтверждение иммуноблота анализ для оценки дефектной функции РНК Пол II и нарушение интерферона (IFN) пути и фактор некроза опухоли (TNF) путь сигнализации в сгенерированной мыши TEопределенно модели
3. Подтверждение ацензии для оценки дефектов обработки мРНК в сгенерированной модели мыши TEопределенно
4. Подтверждение асссы для оценки реакции мыши TEопределенно модель FasL опосредоподтвердили смерти клеток
5. Исследовательский асспой для оценки реакции мыши TEопределенно модель антигена конкретных цитотоксических Т-клеток атаки
Здесь мы предоставляем подробную схему (Рисунок 1) для создания TEопределенно клеточной модели, полученной хроническим суб-смертельным(Рисунок 2) лечение флавопиридолом на 25 нм. На рисунке 3, на 3 дня лечения флавопиридолом, B16 OVA клетки показывают частичные характеристики TEопределенно, но после одной недели лечения, B16/F10 OVA клетки показывают глубокую потерю фосфорилирования на засечение 2 позиции на CTD РНК Пол II вдоль со значительным снижением H3K36me3 - модификации гистона, замешанной в определении границ экзона и ингибитором захудалых загадочных транскрипций. Как следствие, TEопределенно клеточная модель показывает критические дефекты обработки мРНК с явно повышенным соотношением неправильно ограничен и не-поли-адениатерированных мРНК(рисунок 4A,B). Кроме того, конкретные репрессии ключевых воспалительных пути пути генов и FasL опосредованного пути смерти клеток видны на рисунке 5 и рисунке 6. Навязанная устойчивость к интерферону (IFN-я, IFN) и ТНФ-з стимулировала фосфорилирование STAT1 и NF-B, а устойчивость к клеточной смерти рецептором смерти ligand FasL резко снижает цитотоксичность нападения иммунных клеток против TEопределенно Опухоли. Эти подтверждающие методы предназначены для проверки степени влияния хронического возмущения удлинения транскрипции имеет на широкий спектр стимул-ответных генов, и является ли такое возмущение в данной модели линии мыши достаточно, чтобы подскакние острого недостатка функциональной мРНК в воспалительных реакции сигнализации генов, имитируя основные основы TEопределенно рака клинически. Основываясь на нашем исследовании лечения флавопиридола, подавление фосфорилирования на втором остатке серина (pSER2) РНК Пол II CTD имеет решающее значение, так как он знаменует транскрипции удлинения. Сублетальная доза для любой данной линии клеток карциномы мыши должна достичь снижения уровня pSER2 в дополнение к незначительному влиянию на темпы роста и жизнеспособность клеточной линии. Хотя мы постоянно видим снижение уровня pSER2 и H3K36me3 на 25 нм флавопиридолов лечения, это не гарантирует подавление как pSTAT1 и pNF -B уровня (на IFN-З, IFN и TNF-- стимуляции, соответственно). Каждая линия клеток карциномы мыши уникальна (B16/F10 OVA или CT26 клетки культивируются в различных лабораториях в течение определенного периода времени, возможно, слегка измененные эффекты), и они могут иметь либо JAK1 или CCNT1 частично спасая эффекты флавопиридола в подавлении воспалительные пути реакции генов. В таких случаях, кинетика уровней pSTAT1 и pNF-B, возможно, потребуется проверить в разных временных точках (5–70 минут), чтобы понять временность опосредованного эффекта флавопиридола и его спасение либо JAK1, либо CCNT1. Соответственно, для создания этой модели, возможно, потребуется сбить JAK1 и/или CCNT1.
После того, как модель флавопиридола устанавливается и характеризуется с помощью вышеупомянутых анализов, мы предоставляем исследовательский анализ, чтобы проверить, если TEопределенно клеточной модели дает устойчивость к цитотоксическомУ Т-клеток (CTL) атаки. Основываясь на нашем оптимизированном протоколе, флавопиридол лечил клетки B16/F10, уступив гену OVA (B16 OVA), совместно инкубированным с активированными CD8» CTL (специфическим для эпитопа OVA257-264), имеющим селективную токсичность для OVA-expressing клеток (подарок от Доктора. Лаборатория Стивена. Шёнбергера6) не были восприимчивы к OT-I CTL-опосредованного опухолевого лиза. Клетки B16/F10 OVA (не обработанные флавопиридолом) подверглись массовой клеточной смерти в этой системе, в то время как родительские клетки B16/F10 выжили, так как они не выражают антиген OVA(рисунок 7). Из результатов предлагаемого исследовательского исследования ясно, что хронический флавопиридол-индуцированных TEопределенно может даровать средства, чтобы избежать противоопухолевой иммунной атаки даже in vivo. Это может быть дополнительно протестировано в in vivo моделей опухоли, чтобы проверить склонность TEопределенно модели, чтобы избежать врожденных и адаптивных противоопухолевых иммунных реакций. Анти-азиало лечения могут быть использованы для регулирования деятельности НК-клеток in vivo в опухоли подшипников мышей. Кроме того, иммунная контрольная терапия (анти-CTLA4 и анти-PD1) может быть введена для TEопределенно опухоли подшипников мышей.
В совокупности, TEопределенно подтверждающие анализы вместе с предлагаемым исследовательским анализом вместе продемонстрировать полезность включения этой модели т.д.определенно клеточной в целом ряде других опухолевых иммунных условий тестирования. Эта модель может помочь разобрать молекулярные детали в результате дефектной транскрипционной удлинение в опухолевых клетках и их ответ на иммунные клетки взаимодействия.
Рисунок 1: Схематическое представление рабочего потока. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 2: Характеристики роста клеток Клеток клеток клеток B16 OVA хронически обработаны с низкими дозами флавопиридола: Жизнеспособность (измеренная реагентом жизнеспособности) контроля и флавопиридолов лечения клеток B16 OVA в указанные дни после лечения. Эта цифра была изменена от Modur и др.3. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 3: Подтверждающий анализ для оценки РНК Пол II и гистон профиля: Иммуноблоты указал гистон и РНК Пол II марок в B16 OVA клеток, обработанных флавопиридол в течение 72 ч или 1 неделю. Эта цифра была изменена от Modur и др.3. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 4: Подтверждающий аттестинг для оценки серьезных дефектов в обработке мРНК. Коэффициенты от 5 "непокрытые до 5" крышкой (A) и 3 "не-полиаденетилированных до 3"-полиаденила(B) концентрации мРНК после истощения rRNA в указанных клеточных линий. Бары ошибок представляют собой стандартное отклонение на основе трех технических повторений. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 5: Подтверждающий ассоциационный осмотр для оценки профиля стимуляции цитокинов. Иммуноблоты STAT1, pSTAT1, НФЗБ и НФЗБ в контроле и флавопиридоле предварительно обработанных клеток B16 OVA, стимулируемых с помощью IFN-з, IFN или TNF-я в течение 30 мин при 5 нг/мл. Эта цифра была изменена от Modur и др.3. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 6: Подтверждающий анализ для оценки устойчивости к FasL опосредошной смерти клеток в пробирке. Контроль и флавидидол предварительно обработанных B16 OVA клеток, обработанных FasL для 24 h считывание измеряется жизнеспособностью асссе. Эта цифра была изменена от Modur и др.3. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 7: Исследовательский анализ для оценки устойчивости TEопределенно модели антигена ограниченный цитотоксический Т-клеток опосредоченной атаки в пробирке. Слева: схематическая схема исследовательского исследования. Справа: относительная жизнеспособность клеток B16/F10-OVA, совместно культурных с активированными CD8 и CTL (коэффициент 1:1), изолированными от селезенок мышей OT-I. P: Уэлч два образца t-тест. Эта цифра была изменена от Modur и др.3. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Контроль удлинения РНК Пол II стал решающим рычагом для регулирования стимул-ответных экспрессии генов в пользу злокачественных клеток5,7,8. Преодоление промоутер-проксимальной паузы на удлинение и последующее производство мРНК требует киназы деятельности P-TEFb9,10,11. Наша модель использует флавидидол (25 нм), ингибитор основных циклин-зависимых киназы CDK9, чтобы имитировать дефекты, наблюдаемые во время удлинения Пол II в TEопределенно рака-ранее неизвестный фенотип в раковых заболеваниях, обнаруженных нашей группой ранее3.
CDK9 киназы деятельности уже давно известно, что имеет важное значение для фосфорилирования остатков серина 2 в CTD большого подразделения Pol II. Критически, мы преуспели в оптимизации флавопиридола лечение хронического ингибирования CDK9 (25 нм в течение 1 недели) в B16/F10 OVA таким образом, что, в дополнение к ингибированию ЦТД фосфорилирования, 25 нМ flavopiridol лечение в течение 1 недели предотвращает надлежащее посттранскрипции модификации мРНК непредвиденным образом и фактически аннулирует p-TEFb-зависимое продуктивное удлинение вдоль длинных генов, таких как провоспалительные сигнальные гены, значительно изменяя их модели выражения как на мРНК, так и уровень белка. Насколько нам известно, в литературе нет другой модели, которая эффективно добивается того же.
Это легко установить, обобщаемая модель TEопределенно может быть использовано для вскрытия, как транскрипционные и эпигенетические изменения, позволяющие TEопределенно рака адаптироваться к иммунной опосредоченной атаки клеток. Кроме того, эта модель мурина сохраняет свой TEопределенно-как сокращение общего и фосфо-РНК Пол II уровнях 21 дней после флавопиридола релиз в in vivo анализа роста3 (не упоминается в протоколе здесь), предлагая степень стабильности этого негенетической модели для дальнейших экспериментов в vivo. Тем не менее, необходимо позаботиться о том, чтобы оптимизировать точную сублетальную дозу флавопиридола для других линий мурина (например, около 20 нм флавопиридола лечение в течение 1 недели является сублетальной дозой для линии карциномы MC38 murine; не используется в этом протоколе), влияние изменения в клетках плотность покрытия, культурные условия и условия стимуляции цитокинов могут варьироваться для различных линий мурин. Описанный здесь протокол дает базовую основу для минимизации переменных, которые, как известно, имеют решающее значение для генерацииTE, каки особенности хронического торможения CDK9. Кроме того, человеческие линии клеток карциномы, такие как T47D и CAL51 были протестированы с краткосрочными (3 дня) флавопиридола лечения, что приводит к аналогичным TEопределенно-как РНК Пол II профилей, что свидетельствует о полезности флавопиридола основе хронического ингибирования CDK9 опосредоченной транскрипции удлинение в создании даже модели человеческих линий для изучения TEопределенно.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была частично поддержана NCI (CA193549) и CCHMC Research Innovation Pilot награды Какаджан Комуров, и Министерство обороны (BC150484) награду Навнит Сингх. Содержание является исключительно ответственностью авторов и не обязательно представляют официальные взгляды Национального института рака или Министерства обороны. Спонсоры не принимали никакого значения в разработке, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
hhis6FasL | Cell Signaling | 5452 | |
10X TBS | Bio-Rad | 170-6435 | |
12 well plates | Falcon | 353043 | |
20% methanol | Fisher Chemical | A412-4 | |
24-well plates | Falcon | 351147 | |
4–18% SDS polyacrylamide gel | Bio-Rad | 4561086 | |
4% Paraformaldehyde | Thermo Fisher Scientific | AAJ19943K2 | |
5% dry milk | Bio-Rad | 170-6404 | |
7-Methylguanosine antibody | BioVision | 6655-30T | |
96-well plates | Cellstar | 655180 | |
AF647-conjugated mouse CD8 | Biolegend | 100727 | |
antibiotic and antimycotic | Gibco | 15240-062 | |
anti-His antibody | Cell Signaling | 2366 P | |
Anti-Rabit | Cell Signaling | 7074 | Dilution 1:5000 |
Anti-Rat | Cell Signaling | 7077S | Dilution 1:5000 |
Bradford assay Kit | Bio-Rad | 5000121 | |
BSA | ACROS Organics | 24040-0100 | |
BV421-conjugated mouse CD45 | Biolegend | 109831 | |
crystal violet | Sigma | C3886-100G | |
DMEM | Gibco | 11965-092 | |
Dynabeads Oligo (dT)25 | Ambion | 61002 | |
FBS | Gibco | 45015 | |
Fixable Live/Dead staining dye e780 | eBioscience | 65-0865-14 | |
Flavopiridol | Selleckchem | S1230 | |
H3k36me3 | Abcam | ab9050 | Dilution 1:2000 |
IFN-α | R&D systems | 12100-1 | |
IFN-γ | R&D systems | 485-MI-100 | |
IMDM | Gibco | 12440053 | |
Immobilon Western Chemiluminescent HRP Substrate | Millipore | WBKLS0500 | |
MojoSort Mouse CD8 T Cell Isolation Kit | Biolegend | 480007 | |
NF-κB | Cell Signaling | 8242s | Dilution 1:1000 |
PBS | Gibco | 14190-144 | |
p-NF-κB | Cell Signaling | 3033s | Dilution 1:1000 |
p-Ser2-RNAPII | Active Motif | 61083 | Dilution 1:500 |
p-Ser5-RNAPII | Active Motif | 61085 | Dilution 1:1000 |
p-STAT1 | Cell Signaling | 7649s | Dilution 1:1000 |
RiboMinu Eukaryote Kit | Ambion | A10837-08 | |
RIPA buffer | Santa Cruz Biotechnology | sc-24948 | |
RNAPII | Active Motif | 61667 | Dilution 1:1000 |
STAT1 | Cell Signaling | 9175s | Dilution 1:1000 |
TNF-α | R&D systems | 410-MT-010 | |
total H3 | Cell Signaling | 4499 | Dilution 1:2000 |
Tri reagent | Sigma | T9424 | |
Triton | Sigma | T8787-50ML | |
Tween 20 | AA Hoefer | 9005-64-5 | |
β-Actin | Cell Signaling | 12620S | Dilution 1:5000 |
β-ME | G Biosciences | BC98 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены