Summary

利用小鼠脑肿瘤球的原发染色质沉淀

Published: January 29, 2018
doi:

Summary

后生机制在胶质瘤中经常被改变。染色质沉淀可用于研究基因改变的后果, 胶质瘤的改变导致的组蛋白修饰, 调节染色质结构和基因转录。本协议描述了小鼠脑肿瘤球的原发染色质沉淀。

Abstract

后生修饰可能参与胶质瘤的发展和进展。癌基因和肿瘤抑制因子的促发和调控区的甲基化和再乙酰性的改变, 可能会导致在脑肿瘤的发病机制中的表达改变, 并发挥重要作用。原生染色质沉淀 (芯片) 是一种流行的技术, 允许检测的修改或其他蛋白质紧紧绑定到 DNA。与交联芯片不同的是, 在原生芯片中, 细胞不能用甲醛来将蛋白质与 DNA 进行共价键连接。这是有利的, 因为有时交联可能修复的蛋白质, 只有短暂的互动与 DNA, 并没有功能意义的基因调控。此外, 抗体通常是针对不固定的多肽。因此, 原片中抗体特异性增加。然而, 重要的是要记住, 本机芯片只适用于研究组蛋白或其他与 DNA 紧密结合的蛋白质。本协议描述了鼠脑肿瘤球的原染色质沉淀。

Introduction

后生事件在胶质瘤中很常见, 可能在肿瘤发病中起重要作用。的确, 在儿科高级别胶质瘤中, 基因组蛋白变体 H3.3 和 H3.1 编码的突变通常发生在1。突变影响组蛋白修饰, 并有主要的后生后果2,3。在青春期到成人频谱, 复发突变的异脱氢酶基因 1/2 (IDH1/2), 一种突变, 抑制α公斤依赖组蛋白和 DNA de methylasaes, 以及基因改变的其他染色质调节器, 如 ATRX 和 DAXX 发生4. 因此, 研究影响后生调节因子的突变是如何改变染色质结构和调节组蛋白修饰的至关重要的, 而这反过来又会对肿瘤细胞的转录产生巨大的影响。

染色质沉淀 (芯片) 是一种功能强大的工具, 用于评估在基因组5,6,7中表观遗传修饰的影响。在原生芯片中, 染色质是用 micrococcal 核酸 (MNase) 消化的, immunoprecipitated 使用对感兴趣的蛋白质提出的抗体, 然后从 immunoprecipitated 染色质复合体6中纯化出 DNA。细胞在过程中没有固定, 因此这种技术只适用于与 DNA6紧密交互的蛋白质的研究。缺乏交叉链接艾滋病抗体特异性, 因为抗体通常是针对不固定的多肽或蛋白质7。此外, 由于没有交叉链接的步骤, 这就减少了固定非特定的瞬时蛋白质-DNA 相互作用的几率, 而不是规范的7,8。芯片可以用来识别在特定的基因组区域中蛋白修饰的丰富性。在这里, 我们详细介绍了一个在球 (NS) 中由基因改造的小鼠胶质瘤模型来执行本机芯片的协议。

Protocol

这里描述的所有方法都得到了密歇根大学机构动物保育和使用委员会 (IACUC) 的批准。 1. 产生脑肿瘤 NS 和培养条件。 准备神经干细胞培养基 (国安局) 与 Dulbecco 的改良鹰 Medium/F12B27 补充剂 (1x), N2 补充剂 (1x), 和抗菌试剂。在与人类重组内皮生长因子 (EGF) 和碱性成纤维细胞生长因子 (增殖素) 的使用日, 在最终浓度为 20 ng/毫升时, 补充国安局培养基。 利用睡眠美容?…

Representative Results

在图 1中, 在脑肿瘤细胞 Katushka 阳性的脑瘤中产生的肿瘤 NS 的图示。图 2是整个芯片技术的示意图表示。图 3显示了来自脑肿瘤 NS 的染色质的代表性结果, MNase 为12分钟, 产生了大多数单、di 和三核。在芯片上, 可以对芯片进行 qPCR, 并输入 DNA 样本。图 4显示了来自 qPCR glyceraldehyde-3-phosp…

Discussion

这里提供的协议将使用户能够在来自基因工程脑肿瘤的 NS 上执行本机芯片。与交叉连接芯片相比, 这个协议是有限的研究与 DNA 紧密关联的蛋白质6。所使用的单元格数可以根据需要进行修改, 并且可以扩展协议。我们每 IP 使用 1 X 106单元, 但是, 本机芯片也可以执行, 只要有 4 X 104单元格5。在本协议中, 我们通过 qPCR 分析芯片 DNA;然而, 该协议也可?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作得到了国立卫生研究院/国家神经疾病 & 中风研究所 (NIH/一) 的资助, R37-NS094804、R01-NS074387、R21-NS091555 M.G.C.;NIH/一授予 R01-NS076991、R01-NS082311 和 R01-NS096756 P.R.L.;NIH/一 R01-EB022563;神经外科部;利亚快乐的心, 和乍得虽然基金会 M.G.C. 和 P.R.L. RNA 生物医学补助金 F046166 M.G.C. F.M.M. 是支持 F31 NIH/NINDS-F31NS103500。R.I.Z.-五。由 NIH/研究院资助5T34GM007821-37。

Materials

Agilent 2100 Bioanalyzer Agilent G2946-90004 bioanalyzer
AccuSpin Micro 17R, refrigerated Fisher Scientific 13-100-676
C57BL/6 Taconic B6-f C57BL/6 mouse
Calcium Chloride Aldrich 22350-6 buffer reagent
D-Luciferin, Potassium Salt Goldbio LuckK-1g
DiaMag1.5 magnetic rack Diagenode B04000003 for magnetic bead washes
DiaMag Rotator EU Diagenode B05000001 rotator
DMEM/F-12 Gibco 11330-057 NSC component
Dynabeads Protein A Thermo Fisher Scientific 10001D protein A magnetic beads
Dynabeads Protein G Thermo Fisher Scientific 10003D protein G magnetic beads
EGF PeproTech AF-100-15 prepare 20 μg/mL stock in 0.1% BSA and aliquot.
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) Sigma E-4884 buffer reagent
ethylene glycol-bis(β-aminoethyl ether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid) (EGTA) Sigma E-4378 buffer reagent
Fast SYBR Green Master Mix Applied Biosystems 4385612 qPCR reagent
Fetal Bovine Serum Gibco 10437028 for freezing cells
FGF PeproTech 100-18b Prepare 20 μg/mL stock in 0.1% BSA and aliquot.
Forceps Fine Science Tools 11008-13 for dissection of tumor
Glycerol, MB Grade EMD- Millipore 356352
H3K4me3 Abcam Ab8580
H3K27me3 Millipore 07-449
HBSS Gibco 14175-103 balanced salt solution
Fluriso VETone 501017 inhalation anesthetic
Ivis Spectrum Perkin-Elmer 124262 in vivo optical imaging system
Hyqtase HyClon SV3003001 cell detachment media
Lithium Chloride Sigma L8895 buffer reagent
Low binding microtubes Corning Costar CLS3207 low protein binding microcentrifuge tube
Microcentrifuge tube Fisher 21-402-903 regular microcentrifuge tube
Micrococcal Nuclease Thermo Fisher Scientific, Affymetrix 70196Y each batch may differ; purchase sufficient amount for experiments and aliquot.
N2 Gibco 17502-048 NSC component
Normal Rabbit IgG Millipore 12-372
Normocin Invivogen NOL-36-063 anti-microbial agent, use at 0.1 mg/mL.
NP-40 (Igepal CA-630) Sigma 18896-50ML buffer reagent
Kimble Kontes Pellet Pestle Fisher Scientific K749515-0000
Protease Inhibitor Cocktail Sigma-Aldrich P8340 aliquot and store at -20 °C.
Protinase K Sigma-Aldrich P2308 make 10 mg/mL stock in water; aliquot and store at -20 °C.
QIAquick PCR Purification Kit Qiagen 28104 DNA purification kit
Scalpel Fine Science Tools 10007-16 for dissection of tumor
Sodium Chloride VWR 0241-5KG buffer reagent
Sodium Deoxycholate Sigma-Aldrich D670-25G buffer reagent
Sodium Dodecyl sulfate (SDS) Sigma L-4390 buffer reagent
Tris Base Thermo Fisher Scientific Bp152-1 buffer reagent
Triton X-100 Thermo Fisher Scientific BP 151-500 polyethylene glycol octylphenyl ether
Standard Mini Centrifuge Fisherbrand 12-006-901 standard mini centrifuge
SZX16 microscope Olympus SZX16 flourescent dissecting microscope
ViiA 7 Real-Time PCR System with Fast 96-Well Block Applied Biosystems 4453535
Nanodrop One Thermo-Fisher Scientific ND-ONEC-W

References

  1. Schwartzentruber, J., et al. Driver mutations in histone H3.3 and chromatin remodelling genes in paediatric glioblastoma. Nature. 482 (7384), 226-231 (2012).
  2. Bjerke, L., et al. Histone H3.3. mutations drive pediatric glioblastoma through upregulation of MYCN. Cancer Discov. 3 (5), 512-519 (2013).
  3. Bender, S., et al. Reduced H3K27me3 and DNA hypomethylation are major drivers of gene expression in K27M mutant pediatric high-grade gliomas. Cancer Cell. 24 (5), 660-672 (2013).
  4. Maleszewska, M., Kaminska, B. Is glioblastoma an epigenetic malignancy?. Cancers (Basel). 5 (3), 1120-1139 (2013).
  5. Gilfillan, G. D., et al. Limitations and possibilities of low cell number ChIP-seq. BMC Genomics. 13, 645 (2012).
  6. Thorne, A. W., Myers, F. A., Hebbes, T. R. Native chromatin immunoprecipitation. Methods Mol Biol. 287, 21-44 (2004).
  7. Turner, B. . Mapping Protein/DNA Interactions by Cross-Linking. , (2001).
  8. Tseng, Z., Wu, T., Liu, Y., Zhong, M., Xiao, A. Using native chromatin immunoprecipitation to interrogate histone variant protein deposition in embryonic stem cells. Methods Mol Biol. 1176, 11-22 (2014).
  9. Calinescu, A. A., et al. Transposon mediumted integration of plasmid DNA into the subventricular zone of neonatal mice to generate novel models of glioblastoma. J Vis Exp. (96), (2015).
  10. Sambrook, J., Russell, D. W. Estimation of cell number by hemocytometry counting. CSH Protoc. 2006 (1), (2006).
  11. Landt, S. G., et al. ChIP-seq guidelines and practices of the ENCODE and modENCODE consortia. Genome Res. 22 (9), 1813-1831 (2012).
  12. Kubista, M., et al. The real-time polymerase chain reaction. Mol Aspects Med. 27 (2-3), 95-125 (2006).
  13. Hwang, W. W., et al. Distinct and separable roles for EZH2 in neurogenic astroglia. Elife. 3, e02439 (2014).
  14. Haring, M., et al. Chromatin immunoprecipitation: optimization, quantitative analysis and data normalization. Plant Methods. 3, 11 (2007).
check_url/57016?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Mendez, F. M., Núñez, F. J., Zorrilla-Veloz, R. I., Lowenstein, P. R., Castro, M. G. Native Chromatin Immunoprecipitation Using Murine Brain Tumor Neurospheres. J. Vis. Exp. (131), e57016, doi:10.3791/57016 (2018).

View Video