Usando RNA-interferenza per Indagare sulla risposta immunitaria innata in mouse macrofagi
Summary
In this protocol, we describe methods to efficiently transfect murine macrophage cell lines with siRNAs using the Amaxa Nucleofector 96-well Shuttle System, stimulate the macrophages with lipopolysaccharide, and monitor the effects on inflammatory cytokine production.
Abstract
Macrophages are key phagocytic innate immune cells. When macrophages encounter a pathogen, they produce antimicrobial proteins and compounds to kill the pathogen, produce various cytokines and chemokines to recruit and stimulate other immune cells, and present antigens to stimulate the adaptive immune response. Thus, being able to efficiently manipulate macrophages with techniques such as RNA-interference (RNAi) is critical to our ability to investigate this important innate immune cell. However, macrophages can be technically challenging to transfect and can exhibit inefficient RNAi-induced gene knockdown. In this protocol, we describe methods to efficiently transfect two mouse macrophage cell lines (RAW264.7 and J774A.1) with siRNA using the Amaxa Nucleofector 96-well Shuttle System and describe procedures to maximize the effect of siRNA on gene knockdown. Moreover, the described methods are adapted to work in 96-well format, allowing for medium and high-throughput studies. To demonstrate the utility of this approach, we describe experiments that utilize RNAi to inhibit genes that regulate lipopolysaccharide (LPS)-induced cytokine production.
Introduction
In questo protocollo, si descrivono i metodi efficaci per inibire i geni in linee cellulari di macrofagi del mouse utilizzando siRNA e monitorare gli effetti di questi trattamenti sulla risposta immunitaria innata. Queste procedure vengono eseguite in formato a 96 pozzetti, consentendo schermi RNAi in modo medio o high-throughput.
In risposta alle infezioni, gli esseri umani montare una risposta immunitaria innata immediata e una risposta immunitaria adattativa lento ma più preciso. Questa rapida risposta immunitaria innata coinvolge il reclutamento e l'attivazione delle cellule immunitarie innate fagociti, tra cui i macrofagi 1. Classicamente macrofagi attivati sono coinvolti nelle risposte infiammatorie acute e producono proteine antimicrobiche e composti, citochine e chemochine, e presentano antigeni 2,3. In alternativa macrofagi attivati svolgono un ruolo nella regolazione del sistema immunitario, mantenendo la tolleranza, la riparazione dei tessuti e la guarigione delle ferite 4-8. A causa della loro vasta gamma di funzioni, I macrofagi possono svolgere un ruolo in numerose malattie tra cui l'aterosclerosi, artrite, cancro e 9. Pertanto, lo studio dei macrofagi è stata un'area chiave di ricerca per un certo tempo in un'ampia varietà di campi malattia.
Nonostante la loro importanza nella risposta immunitaria innata, i macrofagi può essere difficile cellule con cui lavorare. In particolare, è difficile ottenere trasfezione efficiente utilizzando reagenti lipidici nei macrofagi senza tossicità associata 10,11. Inoltre, anche quando siRNA è efficiente consegnato macrofagi, la robustezza del gene RNAi indotta atterramento spesso può essere abbastanza moderato e può variare da gene a gene.
Per superare queste sfide tecniche, abbiamo ottimizzato la trasfezione e tecniche di atterramento 12-16 in due linee cellulari di macrofagi del mouse, RAW264.7 17 e J774A.1 18. Questo approccio utilizza la Amaxa Nucleofector 96 pozzetti Sistema navetta per la trasfezione; questo sistemautilizza una combinazione di reagenti specializzati e elettroporazione per trasfettare cellule in formato a 96 pozzetti 19. A seguito di trasfezione, si descrivono i metodi per massimizzare il recupero delle cellule e la vitalità e per massimizzare la successiva gene knockdown siRNA-indotta. Per illustrare l'utilità di questo approccio, si descrive un protocollo per la consegna di siRNA a queste linee cellulari di macrofagi, stimolare queste cellule con lipopolisaccaride (LPS), e monitorare la risposta immunitaria innata a livello della produzione di numerose citochine pro-infiammatorie. Forniamo dati di esempio in cui TARGET famiglia dei recettori Toll-like (TLR), i cui membri percepire LPS e altri modelli molecolari patogeni associati (PAMP), per regolare l'immunità innata.
Protocol
Representative Results
Discussion
Numerosi studi sono stati pubblicati in cui i singoli geni sono stati presi di mira da siRNA in macrofagi murini. Mentre trasfezione lipidico-mediata è stato utilizzato per fornire siRNA di linee cellulari di macrofagi su base individuale, questi metodi soffrono di potenziali effetti sulla vitalità, limitata knockdown gene, e la variabilità da gene a gene. Per sviluppare analisi più robusti che potrebbero essere utilizzati ai geni della moda medio o alto-rendimento obiettivo, abbiamo ottimizzato le tecniche che util…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Thanks to Brad Lackford for assistance optimizing some of the techniques described in this manuscript.
Materials
| Amaxa nucleofector 96-well shuttle system | Lonza | AAM-1001S | |
| Amaxa SF cell line 96-well nucleofector kit | Lonza | V4SC-2096 | |
| RAW264.7 mouse macrophage cell line | ATCC | TIB-71 | |
| J774A.1 mouse macrophage cell line | ATCC | TIB-67 | |
| siGenome smartpool siRNA | Dharmacon | varies depending on gene | |
| Non-targeting control siRNA pool | Dharmacon | D-001206-13-20 | |
| Block-iT fluorescent oligo for electrooration | Invitrogen | 13750062 | |
| Ultrapure E. coli O111:B4 LPS | List Biological Laboratories | 421 | |
| DMEM, high glucose | Invitrogen | 11995-065 | |
| RPM1-1640 | Invitrogen | 11875-093 | |
| Penicillin-Streptomycin Solution (Pen/Strep) | Fisher | SV30010 | |
| 0.25% Trypsin-EDTA | Invitrogen | 25200072 | |
| 96 well tissue culture plates | Fisher | 07-200-89 | |
| 96 well round bottom sterile plates (not coated) | Fisher | 07-200-745 | |
| Mouse IL-6 Duoset ELISA kit | R&D Biosystems | DY406 | |
| Mouse TNFa Duoset ELISA kit | R&D Biosystems | DY410 | |
| Fluorescein diacetate | Sigma-Aldrich | F7378 | |
| RLT Bufer | Qiagen | 79216 | |
| Rneasy mini kit | Qiagen | 74134 | |
| Vybrant Phagocytosis Assay Kit | Invitrogen | V-6694 |
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