Modelado de la distrofia miotónica 1 en las células C2C12 mioblastos
Summary
En este protocolo, se presentan los procedimientos para establecer modelos de distrofia miotónica de mioblastos 1, incluyendo el mantenimiento optimizado C2C12 celular, transfección de genes / transducción, y la diferenciación de los miocitos.
Abstract
La distrofia miotónica 1 (DM1) es una forma común de distrofia muscular. Aunque se han establecido varios modelos animales para DM1, modelos celulares de mioblastos son todavía importantes debido a que ofrecen una alternativa eficiente celular para el estudio de eventos celulares y moleculares. Aunque las células de mioblastos C2C12 se han utilizado ampliamente para estudiar la miogénesis, resistencia a la transfección de genes, o transducción viral, obstaculiza la investigación en las células C2C12. A continuación, describimos un protocolo optimizado que incluye procedimientos de mantenimiento diario, transfección y transducción para introducir genes en mioblastos C2C12 y la inducción de la diferenciación de los miocitos. Colectivamente, estos procedimientos permiten mejores eficacias de transfección / transducción, así como los resultados de diferenciación consistentes. El protocolo descrito en el establecimiento de modelos celulares de mioblastos DM1 beneficiaría al estudio de la distrofia miotónica, así como otras enfermedades musculares.
Introduction
La distrofia miotónica (DM) es una enfermedad autosómica dominante que afecta a múltiples sistemas, más notablemente los músculos cardíaco y esquelético 1. Hay dos subtipos de esta enfermedad, DM1 y DM2. DM1 es más común y tiene una manifestación más grave que DM2 2. La mutación genética subyacente DM1 es una expansión de repeticiones de tripletes CUG ubicadas en la región no traducida 3 '(UTR) del gen de la proteína quinasa DM (DMPK) 3. El número de repetición CUG en individuos no afectados varía de 5 a 37. Por el contrario, aumenta a más de 50, y a veces hasta miles de personas en los pacientes con DM1 4. Como resultado, las proteínas de unión a ARN, como muscleblind tipo 1 (MBNL1), CUGBP, y Elav-1 como de la familia (Celf1), son misregulated. Debido a la secuestro en las repeticiones CUG expandido, MBNL1 pierde su capacidad para regular splicing alternativo 5. Celf1, por el contrario, está regulado hasta 6,7. La sobreexpresión de Celf1 se asocia con la pérdida de músculoy debilidad, que no se atribuye a la pérdida de la función MBNL1. Los modelos animales que simulan alteraciones relacionadas-DM1, incluyendo DMPK 3'-UTR de expansión CUG, pérdida de MBNL1, y la sobreexpresión de Celf1, se han establecido. Sin embargo, el modelado de la DM1 en mioblastos ofrece una alternativa eficiente, especialmente para la disección de eventos celulares y moleculares relacionados con DM1.
C2C12 línea celular de mioblastos fue aislado por primera vez a partir de músculo de ratón C3H heridos y ampliamente utilizado para estudiar la diferenciación miogénica 8,9. células C2C12 proliferan rápidamente en el suero bovino fetal (FBS) que contienen los medios de comunicación y fácilmente experimentan diferenciación cuando se agote el FBS. Sin embargo, el uso de este modelo de diferenciación de mioblastos presenta dos retos: las células C2C12 son a menudo resistente a la transfección de genes / transducción viral; y ligeras variaciones en el manejo celular y la diferenciación procedimiento pueden conducir a cambios marcados en la formación de miotubos.
Nuestro laboratorio utiliza rutinariamente mioblastos C2C12 como acell modelo y ha desarrollado protocolos que transmitan efectivamente los genes de plásmido transfección, transducción retroviral, y la transducción lentiviral en la línea celular C2C12 10. En el video, que demuestran los procedimientos optimizados para la transfección / transducción de células C2C12 y el mantenimiento de la coherencia de diferenciación en el establecimiento de modelos de mioblastos DM1.
Protocol
Representative Results
Discussion
Línea celular C2C12 se ha utilizado como un modelo para estudiar la miogénesis 11-14. Estas células conservan un aspecto similar a fibroblastos, proliferan rápidamente en medios que contienen suero bovino fetal 20% y fácilmente diferencian en medios que contienen 2% de suero equino 15. El rápido crecimiento y la diferenciación son características ventajosas en un modelo celular miogénesis. Aquí, se demuestra el uso de plásmido, retroviral, y vectores lentivirales para introducir ADNc, 3&…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Drs. Tom Cooper from the Baylor College of Medicine, Mani S. Mahadevan from the University of Wisconsin-Madison, and Didier Trono from the University of Geneva for reagents. This work is supported by a University of Houston startup fund (YL), American Heart Association grant (YL, 11SDG5260033), and the National Natural Science Foundation of China (XP, 81460047).
Materials
| DMEM, high glucose | Life Technologies | 11965-084 | for culture medium |
| Fetal Bovine Serum – Premium | Atlanta Biologicals | S11150 | for culture medium |
| Penicillin-Streptomycin-Glutamine (100X) | Life Technologies | 10378-016 | for culture medium |
| Insulin from bovine pancreas | Sigma Aldrich | I6634-100MG | for differentiation medium |
| equine serum | Atlanta Biologicals | S12150 | for differentiation medium |
| FuGENE HD Transfection Reagent | Promega | E2311 | for transfection |
| G418 sulfate | Gold Biotechnology | G-418-10 | for drug resistant selection |
| Puromycin dihydrochloride | Sigma Aldrich | sc-108071 | for drug resistant selection |
| NuPAGE Novex 4-12% Bis-Tris Protein Gels, 1.0 mm, 15 well | Life Technologies | NP0323BOX | for western blot |
| NuPAGE Transfer Buffer (20X) | Life Technologies | NP00061 | for western blot |
| NuPAGE MES SDS Running Buffer (20X) | Life Technologies | NP0002 | for western blot |
| Amersham Protran Supported 0.2 NC, 300mmx4m | GE healthcare life science | 10600015 | for western blot |
| MF 20 | Developmental Hybridoma Bank | MF 20 | primary Ab for immunostaining |
| Goat anti-Mouse IgG (H+L) Secondary Antibody, Texas Red-X conjugate | Thermo Fisher Scientific | T-862 | secondary Ab for immunostaining |
| One step qRT-PCR MasterMix | AnaSpec | 05-QPRT-032X | for qRT-PCR |
| TriPure Isolation Reagent | Roche | 11667165001 | for RNA isolation |
| CUG-BP1 Antibody (3B1) | santa cruz | sc-20003 | primary Ab western blot |
| Actin Antibody | santa cruz | sc-1615 | goat polyclonal IgG for loading control |
| 293T Ecopack | Clontech | 631507 | cells for retrovirus preparation |
| pMSCV-puro | Clontech | 634401 | empty retroviral vector for retrovirus preparation |
| pMSCV-Celf1Flag-puro | house-constructed | not available | retroviral vector encoding Celf1Flag, used in retrovirus preparation |
| psPAX2 | gift from Didier Trono | not available | for lentivirus preparation |
| pMD2.G | gift from Didier Trono | not available | for lentivirus preparation |
| GFP-CUG5 | gift from M.S. Mahadevan | not available | details in reference 10 |
| GFP- CUG200 | gift from M.S. Mahadevan | not available | details in reference 10 |
| Triton X-100 | Sigma Aldrich | X100 | for immunostaining |
| paraformaldehyde | Sigma Aldrich | P6148 | for immunostaining |
| TWEEN 20 | Sigma Aldrich | P9416 | for immunostaining |
| DAPI | Sigma Aldrich | D9542 | for immunostaining |
References
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