Summary

piggyBac转座子初级人类T细胞系统改造

Published: November 05, 2012
doi:

Summary

我们描述了一种方法,初级人类T细胞的转基因使用的非病毒基因修饰<em>座子</em>转座子系统。修改,以使用的T细胞<em>座子</em转座系统具有稳定的转基因表达。

Abstract

piggyBac转座子系统自然是积极的,最初来自甘蓝尺蠖蛾1,2。质粒基于此非病毒的系统,是最常用的利用两个质粒与表达一个的piggyBac转座酶和转座子的质粒转染的基因(s)之间的反向重复元件所必需的基因转移活性景点PiggyBac转介导的基因转移通过“剪切和粘贴”机制转座整合到基因组中的目标小区(s)的权益。转座子段PiggyBac转已表现出高效率的基因转运活性在多种昆虫1,2,哺乳动物3-5,和人cells6包括初级人类T细胞7,8。近日,“恨铁不成钢”的座子转座产生,提高转基因效率9,10。

人类T淋巴细胞的临床欢迎有兴趣过继免疫治疗癌症的11日。值得注意的是,第一次临床试验涉及使用睡美人转座子系统的人类T细胞的转座子修改已批准12。我们先前已经评价piggyBac的人类T细胞的遗传修饰的非病毒方法的效用。我们发现piggyBac转是高效率的在带记者基因和非免疫原性诱导的自杀基因7的人类T细胞的遗传修饰。基因组的整合位点的分析,揭示了缺乏或称为原癌基因附近的偏好整合到13。我们使用piggyBac转基因修改细胞毒性T淋巴细胞,以进行针对肿瘤抗原的HER2的嵌合抗原受体,并发现,基因修饰的T细胞介导的有针对性的杀害在原位小鼠模型的HER2阳性肿瘤细胞在体外体内 14。我们也使用座子以产生耐雷帕霉素的人类T细胞,这应该是有用的癌症疗法,其中雷帕霉素是利用15。

在这里,我们描述了使用座子基因修饰初级人类T细胞的方法。这包括分离的外周血单核细胞(PBMCs)培养,基因修饰,和活化的T细胞随后从人类血液。对于本报告而言,T细胞进行了修改与一个报告基因(EGFP)基因表达的流式细胞仪分析和量化。

PiggyBac转可用于与感兴趣的基因的各种修改的人T细胞。虽然我们已经使用piggyBac转指示T细胞对肿瘤抗原14,我们也使用piggyBac转添加诱导型安全开关,以消除基因修饰的细胞,如果需要7。大货的piggyBac的能力,也使转基因的大雷帕霉素抗mTOR的分子(15 KB)15。因此,我们提出了一种稳定的基因改性的初级人T细胞,用于各种各样的目的的非病毒方法。

Protocol

0天 1。从人血中分离单核细胞收集20毫升的人新鲜血液,使用静脉穿刺到的Na-肝素的真空采血管管。 混合血液和高级的RPMI 1640,在1:1(体积/体积)的比例。 加入到50ml离心管中(25℃)的20毫升淋巴制剂介质。慢慢层25-30毫升血液RPMI 1640混合的lymphoprep顶部。 在400 XG离心40分钟,没有踩刹车。 收集到10毫升的1×PBS(25℃)用一次性移液管的两个不?…

Representative Results

遗传修饰与报告基因(绿色荧光蛋白)的人T淋巴细胞中的步骤的示意性展示图1中所示。这些质粒可根据作者的要求。展示的步骤与报告基因(EGFP)转基因人类T淋巴细胞是一个schemtic舒如图2所示。激活T细胞,以获得它们分裂,扩大和传播文化,这是必要的。修改人类T细胞,然后培养,并用流式细胞仪分析的第1天,7天的基因表达。所示的结果在图3中从一个?…

Discussion

本文所描述的方法,使稳定的转基因修饰的初级人T淋巴细胞。我们之前测试过的piggyBac转座子系统的使用,修改T细胞表达的报告基因(超过4周),一个非免疫原性自杀的基因,过继免疫治疗的嵌合抗原受体(超过100天),工程师免疫抑制药物的抗7,13-15。非病毒的T细胞过继免疫治疗和其他应用程序的修改应该是更便宜,因此,更广泛地利用比逆转录病毒转导。新的过动座子?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

SS支持到研究生培训津贴由霍华德休斯医学研究所医学通过TBMM计划的一部分。 MHW是支持的,部分的职业发展奖的博士和夫人的Harold M. Selzman从退伍军人事务部的大力支持。也支持这项工作是由美国国立卫生研究院淋巴瘤SPORE授予P50CA126752和NIH R01 DK093660。

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
Lympholyte Cedarlane CL5015  
Advanced RPMI 1,640 LifeTechnologies 12633020  
Hyclone Fetal Bovine Serum Fisher Scientific SH3008803  
GlutaMAX-I Supplement LifeTechnologies 35050-061  
Human IL-15 Recombinant Protein eBioscience 14-8159  
EndoFree Plasmid Maxi Kit Qiagen 12362  
Amaxa Nucleofector Lonza AAD-1001S  
Human T Cell Nucleofector Kit Lonza VPA-1002  
CD8-APC Southern Biotech 9536-11  
Anti-Human CD3 eBioscience 16-0037-81  
Anti-Human CD28 BD Pharmingen 555725  
24 Well Tissue Culture Treated Plate BD Falcon 353047  
24 Well Non Tissue Culture Treated Plate BD Falcon 351147  
      Complete T cell media composition
1x Advanced RPMI 1,640
5% Heat Inactivated Fetal Bovine Serum
2 mM GlutamaxIM-I

Referências

  1. Cary, L. C. Transposon mutagenesis of baculoviruses: analysis of Trichoplusia ni transposon IFP2 insertions within the FP-locus of nuclear polyhedrosis viruses. Virology. 172 (1), 156 (1989).
  2. Fraser, M. J. Assay for movement of Lepidopteran transposon IFP2 in insect cells using a baculovirus genome as a target DNA. Virology. 211 (2), 397 (1995).
  3. Ding, S. Efficient transposition of the piggyBac (PB) transposon in mammalian cells and mice. Cell. 122 (3), 473 (2005).
  4. Saridey, S. K. PiggyBac transposon-based inducible gene expression in vivo after somatic cell gene transfer. Mol. Ther. 17 (12), 2115 (2009).
  5. Nakanishi, H. piggyBac transposon-mediated long-term gene expression in mice. Mol. Ther. 18 (4), 707 (2010).
  6. Wilson, M. H., Coates, C. J., George, A. L. PiggyBac Transposon-mediated Gene Transfer in Human Cells. Mol. Ther. 15 (1), 139 (2007).
  7. Nakazawa, Y. Optimization of the PiggyBac transposon system for the sustained genetic modification of human T lymphocytes. J. Immunother. 32 (8), 826 (2009).
  8. Raja Manuri, P. V. piggyBac transposon/transposase system to generate CD19-specific T cells for treatment of B-lineage malignancies. Hum. Gene Ther. 21 (4), 427 (2010).
  9. Doherty, J. E. Hyperactive piggyBac gene transfer in human cells and in vivo. Hum. Gene Ther. , (2011).
  10. Yusa, K. A hyperactive piggyBac transposase for mammalian applications. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108 (4), 1531 (2011).
  11. Bonini, C. Genetic modification of T cells. Biol. Blood Marrow Transplant. 17, S15-S20 (2011).
  12. Hackett, P. B., Largaespada, D. A., Cooper, L. J. A transposon and transposase system for human application. Mol. Ther. 18 (4), 1531 (2010).
  13. Galvan, D. L. Genome-wide mapping of PiggyBac transposon integrations in primary human T cells. J. Immunother. 32 (8), 837 (2009).
  14. Nakazawa, Y. PiggyBac-Mediated Cancer Immunotherapy Using EBV-Specific Cytotoxic T-Cells Expressing HER2-Specific Chimeric Antigen Receptor. Mol. Ther. 19 (12), 2133 (2011).
  15. Huye, L. E. Combining mTor Inhibitors With Rapamycin-resistant T Cells: A Two-pronged Approach to Tumor Elimination. Mol. Ther. 19 (12), 2239 (2011).
  16. Vera, J. F. Accelerated production of antigen-specific T cells for preclinical and clinical applications using gas-permeable rapid expansion cultureware (G-Rex). J. Immunother. 33 (3), 305 (2010).
  17. Kahlig, K. M. Multiplexed transposon-mediated stable gene transfer in human cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (4), 1343 (2010).
check_url/pt/4235?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Saha, S., Nakazawa, Y., Huye, L. E., Doherty, J. E., Galvan, D. L., Rooney, C. M., Wilson, M. H. piggyBac Transposon System Modification of Primary Human T Cells. J. Vis. Exp. (69), e4235, doi:10.3791/4235 (2012).

View Video