哺乳動物生物發(fā)光,一般是將Firefly luciferase基因(由554個氨基酸構(gòu)成,約50KD)即熒光素酶基因整合到預(yù)期觀察的細(xì)胞染色體DNA上以表達(dá)熒光素酶,培養(yǎng)出能穩(wěn)定表達(dá)熒光素酶的細(xì)胞株,當(dāng)細(xì)胞分裂、轉(zhuǎn)移、分化時, 熒光素酶也會得到持續(xù)穩(wěn)定的表達(dá)。將標(biāo)記好的細(xì)胞接種到實(shí)驗(yàn)動物體內(nèi)后,當(dāng)外源(腹腔或靜脈注射)給予其底物熒光素(luciferin),即可在幾分鐘內(nèi)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。這種酶在ATP,氧存在的條件下,催化熒光素的氧化反應(yīng)才可以發(fā)光,因此只有在活細(xì)胞內(nèi)才會產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象,并且發(fā)光光強(qiáng)度與標(biāo)記細(xì)胞的數(shù)目線性相關(guān)。
采用慢病毒表達(dá)系統(tǒng)GFP(mCherry)和Luciferase2雙標(biāo)記表達(dá)細(xì)胞系,通過2A序列連接GFP(mCherry)和Luciferase2,可同時等量表達(dá)GFP(mCherry)和Luciferase2,便于體外觀察和體內(nèi)示蹤;mCherry可用于體內(nèi)示蹤,與新一代Luciferase2結(jié)合,可方便的監(jiān)測細(xì)胞在體內(nèi)的生長和變化。
轉(zhuǎn)染方法與標(biāo)記過程的描述(慢病毒轉(zhuǎn)染Hygromycin篩選):
(一) 質(zhì)粒部分
1.酶切載體:pGL4.10(luc2)由酶切獲得1400bp的luc2基因片斷;EGFP和mCherry片段由PCR擴(kuò)增獲得700-800bp左右片段;pSin-hyg-T2A載體酶切線性化。
2.電泳和膠回收:上述酶切產(chǎn)物DNA電泳, TAKARA試劑盒膠回收,回收產(chǎn)物取少量電泳鑒定。
3.連接載體與目的片段:使用Invitrogen T4連接酶連接luc2、EGFP或mCherry片段和pSin-hyg-T2A線性化載體,連接使用20ul體系,25℃,10min。
4.轉(zhuǎn)化:感受態(tài)菌One Shot Stbl3在冰上融化后,加入連接產(chǎn)物,靜置25min后在水浴42℃,45sec熱休克,后加入250ul無抗培養(yǎng)基225轉(zhuǎn)搖菌1h,將轉(zhuǎn)化的菌鋪于有氨芐抗性平板37度過夜。
5.挑取單克。河^察平板后挑取15個單克隆至含2ml氨芐抗性 LB培養(yǎng)基搖菌管中,255轉(zhuǎn)搖菌6.5h。
6.小抽質(zhì)粒與鑒定:使用堿裂解法小抽,質(zhì)粒用25ul含RNA酶ddH2O溶解;酶切鑒定: 重組質(zhì)粒用通過酶切鑒定。
7.熒光素表達(dá)鑒定: 重組質(zhì)粒pSin-hyg-GFP/luc2(以下簡稱Gluc)或pSin-hyg-mCherry/luc2(以下簡稱Mluc) 轉(zhuǎn)染293T細(xì)胞:DNA定量后,使用PEI轉(zhuǎn)染Gluc或Mluc至24孔板已預(yù)鋪的293T細(xì)胞中。轉(zhuǎn)染采用脂質(zhì)體法轉(zhuǎn)染,試劑采用JetPEI (Polyplus公司)。兩管EP管中分別加入50ul生理鹽水,其中一管加入1ug量的質(zhì)粒(DNA體積=1ug/DNA濃度),輕輕震蕩混勻,再輕微離心;在另一管中加入PEI 2ul輕輕震蕩混勻,輕微離心,然后把PEI管中的溶液加入含有的質(zhì)粒管中,室溫孵育20min。將脂質(zhì)體包繞DNA的混合液加入需要轉(zhuǎn)染的24孔內(nèi),37 ℃、5 % CO2條件下培養(yǎng),8小時后換培養(yǎng)液。
8.報告基因檢測:Passive Lysis Agent裂解細(xì)胞,加入熒光素酶作用底物,將轉(zhuǎn)染質(zhì)粒的細(xì)胞與陰性,陽性對照共同進(jìn)行單報告基因檢測。
9.質(zhì)粒中抽:取1ml轉(zhuǎn)染報告基因檢測正確的菌液加入100ml氨芐抗性的LB培養(yǎng)基中搖菌過夜,使用Invitrogen試劑盒中抽,產(chǎn)物電泳鑒定,-20℃保存。
(二) 慢病毒包裝部分
1. 質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染細(xì)胞:轉(zhuǎn)染前一天, 293T在10cm培養(yǎng)盤中的細(xì)胞達(dá)到90%,胰酶消化后,1:3傳入新10cm培養(yǎng)盤中。轉(zhuǎn)染時,細(xì)胞在培養(yǎng)盤中密度達(dá)到80%。采用脂質(zhì)體PEI轉(zhuǎn)染法使編碼慢病毒包膜蛋白的質(zhì)粒VSV G, Packaging Mix以及構(gòu)建的Gluc或Mluc質(zhì)粒15µg共轉(zhuǎn)染。6h后換新鮮DMEM培養(yǎng)基。
2.提取病毒上清:轉(zhuǎn)染48-72hours后,將含有病毒液的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到15ml離心管中,在低溫4攝氏度條件下,3000rpm,離心10min去除片狀沉淀的細(xì)胞碎片。
3.濃縮病毒:將病毒上清用0.45um濾器過濾至濃縮離心管中,2000rpm,4℃,15min離心。濃縮液收集于500µl離心管中,-80℃保存。
(三) 慢病毒感染&篩選
1.感染前一天(Day1),消化目的細(xì)胞并計數(shù),將細(xì)胞鋪于24孔板中(以便在感染前細(xì)胞達(dá)到30%-50%的匯合度),37°C過夜孵化細(xì)胞。
2.(Day2) 解凍低溫保存的慢病毒液,并且制備1:2病毒稀釋液200µl加入細(xì)胞中。
3.向每孔加入Polybrene達(dá)到終濃度6ug/ml,晃勻孔板,37度孵化過夜。
4.(Day3)移去含有慢病毒的培養(yǎng)基,加入500µl完全培養(yǎng)基。
5.(Day4)換液,加入300µg/ml Hygromycin(Sigma)來選擇穩(wěn)定感染的細(xì)胞克隆。
6.(Day4-7),每24h換液,300µg/ml Hygromycin(Sigma)來選擇穩(wěn)定感染的細(xì)胞克隆。
維持培養(yǎng)。
7.(Day8-12)細(xì)胞逐漸由24孔板傳入6孔板、6cm盤和10cm盤中100µg/mlHygromycin維持培養(yǎng)。
8. 目的細(xì)胞-Gluc/Mluc細(xì)胞系鑒定: 取5×104細(xì)胞,用Passive Lysis裂解液裂解,加入熒光素酶作用底物,將轉(zhuǎn)染質(zhì)粒的細(xì)胞與陰性,陽性對照共同進(jìn)行單報告基因檢測。GFP和mCherry表達(dá)通過熒光顯微鏡觀察。