Method Article
Gene silencing by siRNA represents a convenient experimental strategy to analyze BRCA2-dependent biological functions with immediate implications to better understand cancer biology. A method to efficiently silence BRCA2, along with the experimental procedure to detect and quantify changes in BRCA2 protein expression by immunoblotting in human cell lines, is presented.
Tümör baskılayıcı protein BRCA2 ve konvansiyonel biyokimyasal analizler tarafından tespit susturma insan BRCA2 proteininin (yaklaşık 390 kDa) büyüklüğü sayesinde büyük bir teknik sorun oluşturmaktadır. Biz insan epitel hücre hatlarında sırasıyla endojen BRCA2 proteini, insan BRCA2 susturmak ve tespit etmek için standart siRNA transfeksiyon ve immunoblotting protokolleri değişiklikler rapor. Anahtar adımlar transfeksiyon reaktif oranı yüksek siRNA ve aynı deney içinde siRNA transfeksiyon birbirini takip eden iki mermi bulunmaktadır. Anti-BRCA2 antikorlar ile analiz immün tarafından değerlendirilecek sürekli olarak insan BRCA2 geninin fazla% 70 susturulması elde standart protokole bu ve diğer değişiklikler kullanma. Buna ek olarak, bunun yerine klasik 70-100 ° C ve immunoblotting prosedür diğer teknik iyileştirmeler 55 ° C'de hücre lizatlarının denatürasyon sağlam BRCA2 proteininin tespiti da WH izinbaşlangıç malzemesinin çok düşük miktarlarda en mevcuttur ya da BRCA2 protein ekspresyon seviyesi çok düşük olduğunda. Insan hücrelerinde BRCA2 etkin susturulması, tümör hücreleri de dahil olmak üzere sağlam BRCA2, hücrelerde BRCA2 fonksiyonunu bozmaya yeni moleküler yollar ve tümör patojenik BRCA2 mutasyonu etkilenebilir hücre fonksiyonlarını incelemek için değerli bir strateji vardır. Verimli susturma ve BRCA2 gibi diğer 'büyük' protein analizi için bu protokolün Adaptasyon kolayca ulaşılabilir olmalıdır.
BRCA2 (Meme Kanseri yatkınlık geni-2) gen rekombinaz enzimi Rad51 1 işlevini düzenleyen DNA çift iplikli sonları onarımında önemli bir rol oynayan bir tümör baskılayıcı protein kodlayan. BRCA2 aynı zamanda transkripsiyonun modülasyonu ve hücre döngüsü kontrol 2 implike edilmiştir. BRCA2 geninin germline mutasyonlar için diğer kanser türleri 3,4 otozomal dominant erkeklerde meme ve kadınlarda yumurtalık kanseri ve prostat kanseri olan yatkınlığı, hem de yatkınlığı neden olur. Ancak, bastırmak ya da DNA hasarına neden olan 5-7 kemoterapötik ajanların kanser hücrelerinin daha hassas hale getirebilir BRCA2 fonksiyonunu azaltmak kanser, BRCA2 mutasyonları gelişmekte riski rağmen. Sporadik kanserler o BRCA2 protein düşündüren, BRCA2 proteininin azaltılmış düzeylerinin bazı kanser türlerinde tespit edilmiştir rağmen BRCA2 mutasyonları (<% 3) düşük bir oran sergilemektedirolmayan mutasyon bağımlı mekanizmalar 7,8 ile sporadik kanserlerde tümör oluşumu sırasında kaybolmuş olabilir. Bu nedenle, tam Kanser biyolojisinde bağlamında gibi diğer biyolojik ortamlarda BRCA2 fonksiyonlarını anlamak önemlidir.
Memeli hücrelerinde gen yeni işlevleri belirlemek için kullanılan güçlü bir araçtır ifadesini susturma etmektir. Bir örnek olarak, normal epitel hücrelerinin çeşitli susturma BRCA2 sentezleme en son anoikis direnci, kanser hücresi invaziv ve metastatik yeteneği 9 edinilmesi sırasında önemli bir aşama düzenleyici olarak BRCA2 yeni bir fonksiyon belirlenmesine yol açmıştır. Gen susması hücrelerin küçük müdahale (si) RNA ya da özel bir geni hedef alan kısa bir saç tokası (sh) RNA molekülleri ya sokulması ile elde edilebilir. Yüksek siRNA gücü ve kullanım kolaylığı kritik biyolojik süreçler içine yeni anlayışlar kazanma amaçlı deneyler susturmak için onu tercihli aracı yapmak birnd yeni tedavi hedefleri tespit etmek. Ancak, gen ekspresyonunun etkili bir yok etme tüm genler kolaylıkla elde olmayabilir ve hücre türüne bağımlı olarak oldukça değişken olabilir. Hücre içi protein seviyelerinde bir azalma araştırılmaktadır en uygun fenotip olduğu için, gen ürününün analizi immün gen susmasını ölçmek için son derece önemlidir. Bu bağlamda, BRCA2 proteininin bir başka meydan okuma sunuyor: Büyük bir protein (yaklaşık 390 kDa) olan, teknik zorluklar immunoblotting dahil olmak üzere geleneksel biyokimyasal analiz için mevcut.
Biz burada insan epitel hücre hatlarında BRCA2 verimli susturulması için ve analiz immün demonte BRCA2 proteininin hızlı ve başarılı tespiti için optimize edilmiş bir protokol rapor.
1. siRNA çözümleri hazırlayın
İnsan epitelyal hücre hattı olduğunu 2. Tohum
SiRNA ile 3. Transfect hücreleri
Immunoblotting analizi için 4. Hücreleri,
5. BRCA2 immunoblotting analizi
Hücre fonksiyonları üzerine BRCA2 susturma etkisini incelemek üzere bir biyolojik / biyokimyasal tahlil geçmeden önce, ilk adım bir şifreli siRNA (siRNA olmayan hedefleme) BRCA2 siRNA ile yan yana (Şekil 1A kullanarak susturma özgünlüğünü doğrulamak için ). Bu BRCA2 susturma yüksek verim elde etmek için yüksek bir siRNA / transfeksiyon oranı ile siRNA transfeksiyon ikinci tur gerçekleştirmek için önemlidir. Gerçekten de, siRNA transfeksiyon tek aşama performans ya da daha düşük, yok etme etkisi (Şekil 1B) neden olur ikinci turda (siRNA 25 pmol ve transfeksiyon reaktifi 6 ul) transfeksiyon oranı için daha düşük bir siRNA kullanılarak. İkinci adım gen susturma en üst düzeyde elde etmek için en uygun minimum zaman değerlendirmektir. Hücre tipine bağlı olarak, bu siRNA transfeksiyon ikinci tur sonra 24 ila 48 saat değişebilir. Örneğin, 24 saat Nthy tiroit hücreleri için yeterli olan, ancak en fazla 48HR PNT1A prostat hücrelerinde en verimli BRCA2 demonte (Şekil 2A) için gereklidir. BRCA2 susturma, ikinci transfeksiyon döngüsü (Şekil 2B) sonraki 7. günde kadar oldukça stabildir. Dikkat çekici bir şekilde, 55 ° C'de (5 dakika için 100 ° C) üstünde bir sıcaklıkta, hücre lizatları denatüre nedeniyle BRCA2 11 ısısal için BRCA2 protein (Şekil 2C), en fazla% 50 kayıp ile sonuçlanır.
Optimal susturma süresi belirlendikten sonra, BRCA2 protein kaybının etkileri, pek çok tayinde yararlanılabilir. DNA hasarı, 15-18 neden olan diğer kemoterapötik ilaçlara gibi PARP önleyicileri duyarlılığı arttıran BRCA2 fonksiyonunun kaybına yol in vivo mutasyonu için, ortak bir deney PARP önleyicisi rucaparib için BRCA2 -silenced hücrelerinin duyarlılığını tespit etmektir veya oloparib. Şekil 3'te belirtilen deneyde, PNT1A hücreler o tükenmişsiRNA ile ön BRCA2 protein hücre proliferasyonu MTT-bazlı hücre proliferasyon deneyi ile değerlendirilmiştir sonra 24 saat boyunca 10 uM rucaparib ile muamele edilmiştir. Rucaparib tedavisi (Şekil 3) sonra hücre çoğalması, zamana bağlı bir azalmaya BRCA2 proteini sonuçları tükenmesi.
Şekil 1. transfeksiyon reaktif oranı transfeksiyon ve yüksek siRNA'nın iki tur BRCA2 susturulması geliştirmek. (A) BRCA2 susturma Özgünlük BRCA2 protein düzeylerinin karşılaştırılması için bir kontrol olarak karıştırılmış siRNA (CTRL) kullanılarak transfeksiyon ikinci turu sonrasında analizi 24 saat immün Nthy hücrelerinde doğrulandı. Moleküler ağırlık belirteçleri sol tarafta rapor edilir. (B) PNT1A hücreleri BRCA2 s 1 ya da 2 döngüsüne tabi tutulmuşturprotokol açıklanan [Döngüler (#) 1 ve 2] ve BRCA2 protein tükenmesi immunoblotting tarafından ölçüldü olarak IRNA transfeksiyonu. Karıştırılmış siRNA ile transfeksiyon iki döngü Kontrol (CTRL) olarak kullanılmıştır. 2b'de, PNT1A hücreleri modifikasyon (25 pmol siRNA / 6 ul transfeksiyon reaktifi) ikinci çevrimde transfeksiyon reaktifi oranı için daha düşük bir siRNA kullanılarak BRCA2 siRNA transfeksiyon, iki döngüsüne tabi tutulmuştur. Tüm durumlarda, BRCA2 protein düzeyleri, ikinci döngüden sonra 48 saat analiz edildi. En altta, BRCA2 protein seviyelerinin ölçümü BRCA2 / tubulin oranı olarak bildirilmiştir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
BRCA2 demonte 2. Optimizasyon Şekil. (A) Optimal BRCA2 demonte ikinci siRNA transfeksiyon devrinden sonra 24 ila 48 saat gerektirebilir. İki farklı hücre hatları (PNT1A ve Nthy) BRCA2 demonte 24 saat karıştırıldı ve analiz immün ikinci siRNA transfeksiyon döngüsünden sonra 48 saat boyunca değerlendirilmiştir. Alt kısımda, BRCA2 protein seviyeleri 100 Veriler, üç bağımsız deneyin ortalamasını temsil etmektedir ± SE olarak belirlenmiştir, zaman 0 saat sonra seviyelerinin yüzdesi olarak rapor edilmiştir. (B) BRCA2 demonte 7 gün boyunca stabildir. PNT1A hücreleri immunoblotting tarafından ikinci siRNA transfeksiyon döngüsünden sonra 196 saat kadar BRCA2 demonte açısından değerlendirildi. Tübülin sinyaline BRCA2 oranı dibinde bildirilmiştir. (C) BRCA2 protein termosensitif olduğunu. Sigara transfekte PNT1A hücreleri protokole göre (yaklaşık% 70 ortak akışkanlığa) kaplama 24 saat sonra toplandı ve lize edilmiştir. Aynı hücre lizatı (15 ug toplam protein), iki alikotları, 10 dakika boyunca, 100 ve # 55 ° C 'de, ya denatüre edilmiştir176; 5 dakika ve BRCA2 protein düzeyleri Cı immunoblotting ile değerlendirildi. En altta, tubulin sinyali BRCA2 oranı bildirilmiştir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 3. BRCA2 susturma PARP önleyicisi rucaparib hücre hassasiyetini arttırmaktadır. PNT1A hücreler ya Kontrol (CTRL) ya da BRCA2 siRNA ile transfekte transfeksiyondan sonra 48 saat toplandı ve 96-çukurlu plaka içinde kaplandı (2000 hücre / oyuk). 24 saat sonra, 10 uM rucaparib hücreleri 96 saat kadar, ilacın yokluğunda tutulmuş, sonra 24 saat için hücrelere ilave edildi. 690 nm - Hücre proliferasyonu 550 nm'de absorbans ölçülerek MTT tahlili kullanılarak, belirtilen zamanda değerlendirildi. Each zaman noktası, bir temsili deneyden üç kuyu ortalama ± SD'sini gösterir. Ctrl siRNA, mavi çizgi, BRCA2 siRNA, kırmızı çizgi. Üst kısmında, BRCA2 siRNA transfekte hücrelerde BRCA2 protein profili bildirilmiştir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Kadın ve erkek meme kanseri, yumurtalık kanseri, prostat kanseri, pankreas kanseri ve melanom 3,4 dahil olmak üzere birçok kanser türleri, risk artışına BRCA2 geni kurşun germline mutasyonlar, çok sayıda çalışma biyolojik işlevini anlamak için yapılmıştır Çünkü BRCA2 protein. Bu çalışmaların çoğu nedeniyle BRCA2 gibi dev bir protein analiz teknik zorluklar genetik temelli çoğunlukla. BRCA2 protein ekspresyonu susturma ve analiz edilmesi için burada tarif edilen metot, biyolojik tahliller, geniş bir spektrum içinde BRCA2 tümör baskılayıcı gen işlevlerini araştırılması için etkili bir araç sağlar. susturma protokol henüz BRCA2 başarılı ve tutarlı demonte birkaç önemli değişiklikler yanı sıra ipuçları içerir, standart siRNA transfeksiyon prosedürleri dayanmaktadır. siRNA transfeksiyon protokolü genellikle len kullanan shRNA, farklı, güvenli, hızlı ve verimli veantiviral vektörler, belirli biyogüvenlik prosedürleri gerekmez ve kolayca hücre kültürü tesisi ile donatılmış herhangi bir laboratuvarda yapılabilir. Benzer şekilde, immunoblotting protokolü BRCA2 gibi büyük bir proteinin etkin bir şekilde tespiti için optimize edilmiştir. immunoblotting protokolü de heterolog maya hücreleri 9 eksprese edilen rekombinant insan BRCA2 proteinin tespit edilmesi için onaylanmıştır.
SiRNA verimli verme için çeşitli önemli faktörler burada rapor edilmektedir. Özellikle ikinci çevrim iki transfeksiyonun döngüleri ve transfeksiyon reaktifi oranı yüksek bir siRNA içerir. Transfeksiyon prosedürü önce antibiyotik ve sırasında yokluğu başka önemli faktördür. Ancak bu işlem bakteriyel kontaminasyon riski kültür hücreleri ortaya; Böylece ekstra önlemler tüm adımlarda sterilite yüksek bir standart garanti alınmalıdır. Belirtilmelidir, hücre tipine bağlı olarak, etkili bir gen knockdo buwn tipik ikinci döngüden sonra 24-48 saat gerektirir. Geçerli yöntem, en azından gün 7 ikinci transfeksiyon döngüsü sonrasına kadar oldukça istikrarlı susturulması geni tutma avantajına sahiptir. Bu, farklı kemoterapötik ilaçlara hücresel yanıt da dahil olmak üzere, biyolojik tahliller, çeşitli demonte BRCA2 etkilerinin çalışma sağlar. Bununla birlikte, bu tekniğin bir sınırlama eksojen siRNA molekülleri genomuna entegre değildir gerçeği ile temsil edilir, gen ekspresyonu ve böylece stabil bir yok etme elde edilemez. Seçenek olarak ise, sabit bir demonte elde etmek için, shRNA lentiviral enfeksiyonu laboratuar ilave biyo-güvenlik gereksinimleri (BSL-2 standartları, NIH talimatlarına göre) için hazırlanmış olması şartıyla, gerçekleştirilebilir. Transfeksiyon, belirli bir hücre türü, gen fonksiyonunu incelemek için (örn., T lenfositler) uygulanabilir bir yaklaşım değildir Buna ek olarak, hücre spesifik koşullu BRCA2 knockout farelerde kullanımı, sadece altern kalır19 ative.
Bu yöntem aynı zamanda rapor immünoblotlama ile bir yüksek molekül ağırlıklı protein başarılı bir şekilde saptanması için çeşitli ipucu ve yüksek ve düşük bolluk proteinleri hem de uygundur. Nedeniyle BRCA2 protein ısısal, özellikle de, bir düşük denatüre sıcaklığı önceki bir çalışmada 11 ile uyumlu olarak, optimal tespiti için kritik önem taşır. Bu teknik trick ', standart bağışıklık beneklenme protokolleri ile algılama başarısız ispatlanmış olan diğer proteinler için yararlı olabilir. Biz bu yöntem susturulması ve diğer pek çok zorlu proteinlerin saptanmasını kolaylaştırabilir ve böylece genel geçerlilik ipuçları içerir ve öngörmekteyiz.
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by FIRB-Merit grants RBNE08YFN3_005 and RBNE08HWLZ_012, and the Italian Ministry of Economy and Finance to the CNR for the Project “FaReBio di Qualità”.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
BRCA2 siRNA | Dharmacon | L-003462-00 | SMARTpool: ON-TARGETplus BRCA2 siRNA |
Ctrl siRNA | Dharmacon | D-001810-10-05 | ON-TARGETplus Non-targeting Pool |
Lipofectamine RNAiMAX Reagent | Life Technologies | 13778075 | Transfection Reagent |
OPTI-MEM I Reduced Serum Medium | Life Technologies | 31985-070 | Medium for transfection procedure |
NuPAGE Tris-Acetate 3-8% 1,5 mm Gel precast | Life Technologies | EA0378 | Gel for protein electrophoresis |
NuPAGE LDS Sample buffer | Life Technologies | NP0007 | Reagent for protein electrophoresis |
NuPAGE Sample Reducing agent (10x) | Life Technologies | NP0004 | Reagent for protein electrophoresis |
NuPAGE Antioxidant | Life Technologies | NP0005 | Reagent for protein electrophoresis |
HiMark Pre-stained protein standard | Life Technologies | LC5699 | Prestained marker for gel electrophoresis |
XCell SureLoc Mini-Cell System | Life Technologies | EI0002 | Equipment for protein electrophoresis/transfer |
NuPAGE Tris-Acetate SDS Running Buffer | Life Technologies | LA0041 | Reagent for Western blotting |
PVDF membrane | Millipore | IPVH00010 | Reagent for Western blotting |
NuPAGE Transfer Buffer | Life Technologies | NP0006-1 | Reagent for Western blotting |
BRCA2 H-300 rabbit polyclonal antibody | Santa Cruz Biotechnology | sc-8326 | 1:300 dilution |
Beta-tubulin monoclonal antibody | Sigma Aldrich | T4026-100UL | 1:1,000 dilution |
Skim Milk powder | Sigma Aldrich | 70166 | Reagent for Western blotting |
Tween-20 | Sigma Aldrich | P1379 | Reagent for Western blotting |
SuperSignal West Pico/Femto Chemiluminescent Substrate | Pierce Thermo Scientific | 34080/34096 | Chemiluminescence system |
PNT1A cells | SIGMA Aldrich (for ECACC) | 95012614 | PNT1A human, normal prostate epithelium immortalized with SV40 |
Nthy cells | SIGMA Aldrich (for ECACC) | 90011609 | Nthy-ori 3-1 Cell Line human, thyroid follicular epithelial cells |
Cell Proliferation Kit I (MTT) | Roche | 11465007001 | Kit for cell proliferation assays |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır