Entwicklung von Zell-spezifischen Anti-HIV-gp120-Aptamere für siRNA
Summary
Mehrere 2'-Fluoro RNA-Aptamere gegen HIV-1Ba-L gp120 mit Nanomol Affinität von einer RNA-Bibliothek isoliert durch<em> In-vitro-</em> SELEX Verfahren. Ein neuer Dual-hemmende Funktion anti-gp120 Aptamer-siRNA-Chimäre wird erstellt und zeigt viel versprechend für die systemische Anti-HIV-Therapie.
Abstract
Die globale Epidemie der HIV-Infektion hat ein dringender Bedarf für neue Klassen von antiretroviralen Wirkstoffen erstellt. Die starke Fähigkeit von small interfering (si) RNAs, die Expression der komplementären RNA-Transkripte verhindern wird als eine neue Klasse von Therapeutika für eine Vielzahl von Krankheiten, einschließlich HIV ausgenutzt. Viele frühere Berichte haben gezeigt, dass neue RNAi-basierte anti-HIV/AIDS therapeutische Strategien sehr vielversprechend sind, jedoch ist ein zentrales Hindernis für die erfolgreiche therapeutische Anwendung und klinische Umsetzung von siRNAs effiziente Lieferung. Besonders, wenn man die Sicherheit und Wirksamkeit von RNAi-basierten Therapeutika, ist es höchst wünschenswert, um eine gezielte intrazelluläre siRNA Ansatz für spezifische Zellpopulationen oder Geweben entwickeln. Die HIV-1 gp120-Protein, einem Glykoproteinumhüllung auf der Oberfläche des HIV-1, spielt eine wichtige Rolle in Eindringen des Virus in CD4-Zellen. Die Interaktion von gp120 und CD4, dass HIV-1-Eintrag löst und initiiert Zellfusion wurde als klinisch relevant anti-virale Strategie für die Wirkstoffforschung validiert.
Im Folgenden stellen wir zunächst besprechen die Auswahl und Identifizierung von 2'-F modifiziert Anti-HIV-gp120 RNA-Aptameren. Mit einem herkömmlichen Nitrocellulosefilter SELEX-Methode wurden mehrere neue Aptamere mit nanomolaren Affinität von einem 50 zufällige nt RNA-Bibliothek isoliert. Um erfolgreich zu erhalten gebundenen Spezies mit höherer Affinität, ist die Auswahl Stringenz sorgfältig durch Einstellen der Bedingungen gesteuert. Die selektierten Aptamere spezifisch binden können und schnell in Zellen, die das HIV-1 Hüllprotein internalisiert werden. Darüber hinaus können die Aptamere allein neutralisieren HIV-1 Infektiosität. Basierend auf den besten Aptamer A-1, erstellen wir auch einen neuartigen dualen hemmende Funktion anti-gp120 Aptamer-siRNA-Chimäre, in denen sowohl die Aptamer und die siRNA Teile haben starke anti-HIV-Aktivitäten. Darüber hinaus nutzen wir die gp120 Aptamer-siRNA Chimären für die Zell-spezifische Auslieferung der siRNA in HIV-1 infizierten Zellen. Diese Doppelfunktion Chimäre zeigt ein erhebliches Potenzial für die Kombination von verschiedenen Nukleinsäure-Therapeutika (Aptamer-und siRNA) in der Unterdrückung von HIV-1-Infektion, so dass die Aptamer-siRNA Chimären attraktive therapeutische Kandidaten für Patienten, bei denen hochaktive antiretrovirale Therapie (HAART).
Protocol
Discussion
Aptamere sind in vitro entwickelt Nukleinsäuren, die spezifische und stabile dreidimensionale Formen annehmen, wodurch eine sehr spezifische, enge Bindung an gezielten Moleküle 8. Die niedrigen nanomolaren Bindungsaffinität und exquisite Spezifität der Aptamere, um ihre Ziele machen vielseitige Werkzeuge für Diagnose, Bildgebung in vivo, und Therapeutika 9. Mit dem Aufkommen der Aptamer-Technologie zur gezielten siRNA Anlieferung ist es nun möglich, die Aptamer-Bindung-Funkt…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir bedanken uns bei Britta Hoehn, Guihua Sun, Harris Soifer und Lisa Scherer für hilfreiche Diskussionen. Die CHO-EE-und CHO-Zellen gp160: Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse der National Institutes of Health AI29329 und HL07470 verliehen Folgende Reagenzien JJR wurden durch die NIH AIDS Research and Reference Reagent Program, Division of AIDS, NIAID, NIH erhalten Unterstützung Linie, die pNL4-3 luc-Vektor; HIV-1 BaL gp120 aus DAIDS, NIAID.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
|---|---|---|---|
| MF-Millipore membrane filter | Millipore | HAWP01300 | Pore size 0.45 μm |
| Swinnex Filter holder | Millipore | SX0001300 | 13 mm diameter |
| QIAquick Gel Extraction Kit | QIAGEN | 28706 | DNA purification |
| Microcon YM-30 column | Millipore | 42410 | RNA concentration |
| Bio-spin 30 column | Bio-Rad | 732-6250 | RNA purification |
| Taq PCR DNA polymerase | Sigma-Aldrich | D1806 | |
| ThermoScript RT-PCR system | Invitrogen | 11146-024 | |
| DuraScribe T7 transcription Kit | EpiCentre | DS010925 | |
| dNTP for PCR | Roche | 1 581 295 | |
| Ribonucleic acid, transfer from E.coli | Sigma-Aldrich | R1753 | tRNA competitor |
| HIV-1Ba-L gp120 protein | the AIDS Research and Reference Reagent Program | 4961 | Target protein |
| Silencer siRNA labeling kit – Cy3 | Ambion | 1632 | |
| Acid phenol/chloroform 5/1 solution (pH 4.5) | Ambion | AM9720 | |
| Chloroform/Isopropanol 24/1 solution | Sigma | C0549 | |
| Calf intestinal phosphatase (CIP) | New England BioLab | M0290L | |
| T4 polynucleotide kinase | New England BioLab | M0201L | |
| Glycogen | Roche | 10 901 393 001 | RNA precipitation |
| Gamma-P32-ATP | MP Biomedical | 013502002 | Radiactivity |
| 40% AccuGel 19:1 | National Diagnostics | EC-850 | |
| 10xTBE | National Diagnostics | EC-860 | |
| N,N,N,N’-Tetramethylethylenediamine (TMEMD) | Sigma-Aldrich | T9281 | |
| Ammonium persulfate (APS) | Sigma-Aldrich | A3678 | |
| L-methioine sulfoximine | Sigma-Aldrich | M5379-250 mg | |
| RPMI Media 1640 | Invitrogen | 11835-030 | |
| Sodium Bicarbonate solution, 7.5% w/v | Invitrogen | 25080-094 | |
| Minimum Essential Medium (MEM) (10) | Invitrogen | 11430-030 | |
| MEM non-essential amino acid (100) | Invitrogen | 11140-050 | |
| TA cloning kit with pCR 2.1 | Invitrogen | K2040-01 |
References
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