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四环素作为可诱导基因表达的调控物实验

下面的方案分成 3 个阶段:用 pTet-tTAk 稳定转染成纤维细胞,稳定转染可诱导表达 tTA 的 NIH-3T3 细胞,分析转染细胞中的蛋白表达。稳定转染细胞系表达反式激活因子和靶基因分为两个阶段。本实验来源于分子克隆实验指南(第三版)下册,作者:〔美〕J. 萨姆布鲁克 D.W. 拉塞尔。


实验材料

pSV2-His带有靶基因开放阅读框的 pTet-Splice带有报道基因的 pTet-SpliqeNIH-3T3 细胞pPGKPuro可诱导表达自调控 tTA 的稳定细胞系

试剂、试剂盒

CaCl2小牛血清氯喹HEPES 缓冲液磷酸缓冲液合适的限制性内切酶胰酶-EDTADMEM 完全培养液选择培养液蛋白样品缓冲液抗体Tris-甘氨酸 SDS-聚丙烯酰胺凝胶

仪器、耗材

塑料克隆环聚丙乙烯管组织培养皿组织培养板沸腾的水浴锅聚偏二氟乙烯膜

实验步骤

阶段 1:pTet-tTAK 稳定转染成纤维细胞
材料
缓冲液和溶液

溶液过滤CJ,然后以毎份 5 ml 分装,贮存在-20°C。
小牛血清(10%)
氯喹(10 mg/ml)
氯喹溶于水,溶液过滤除然后贮存在-20°C 。





请见步骤 2。
1X 胰酶-EDTA
0.5 mmol/LEDTA(PH8.0)
培养液
DMEM 完全培养液(Dulbecco's modified Eagle's medium complete)
100 单位/ml 靑霉素
2 mmol/L 谷氨酰胺

四环素-HCl 溶于 70% 乙醇,浓度 10 mg/ml, 贮存于-20°C。本方案中使用的含有 0.5ug/ml 四环素-HCl 的 DMEM 完全培养液 (含有或不含有选择性试剂)在 4°C 可以避光保存太约 1 个月。
含有 L-组氨醇(L-histidind) 和 0.5ug/ml 四环素的选择培养液
100 单位/ml 青霉素
2 mmol/L 谷氧酰胺
125,250 或 500umol/L L-组氨醇(准备 125 mmol/L 贮液,在-20°C 贮存)
Irvine Scientific 公司(Santa Ana,California) 出售不含组氨酸的 DMEM。含有 0.5ug/ml 四环素-HCl 的选择培养液在 4°C 可以进光保存大约 1 个月。
特殊设备
塑料克隆环


这些方案可以缩小规模,那样需要的细胞少,使用的培养皿和培养板部小一些,并且所有组分按比例减少。
附加试剂
步骤 23 需要列在第 7 章方案 8 或附录 8 中的试剂。
载体和菌株
pSV2-His
关于 pSV2-Hia 的信息,请见 Damke 等(1995)。质粒 pTet-tTAk 和 pTet-Splice 在 Life Technologies 公司有售,其他带有选择标记的载体也有出售(如 Promege 公司有 pCI-neo,CLONTECH 公司有 pTK.HYG)。如果以其他载体代替 pSV2-His,要用适合该质粒所带选择标记的选择培养液。
带有靶基因开放阅读框的 pTet-Splice



本方案使用 NIH-3T3 细胞,但其他细胞当然也能用。细胞在合适的培养液中生长。
方法
培养和转染细胞
1. 在 DMEM 完全培养液中培养贴壁细胞。转染前一天,把细胞换到含有 0.5ug/ml 四环素-HCl(四环素)的 DMEM 完全培养液中。每个 10 cm 培养皿中加入足量细胞, 使转染那天,细胞可以有 33% 的汇合度。

如果要共转染靶基因,那么带有靶基因的 pTet-Splice 重组体的加入量与 pTet-tTAk 的摩尔数相等。

用磷酸钙转染细胞的更详细内容请见第 16 章方案 2 和 3。
4. 吸掉步骤 1 准备的细胞培养皿中的所有培养液。
5. 用巴斯德吸管混合 CaCl2-DNA 若干次。滴加混合物,使它均匀地盖在单层细胞上。
6. 细胞在 37°C,5%CO2 条件下培养 30 min,15 min 后摇动培养皿,保证 DNA 沉淀物的均匀覆盖。
7. 每个细胞培养皿中加入 10 ml 含有四环素的 DMEM 完全培养液。细胞在 37°C,5%CO2 条件下培养 4~5 h。


甘油休克后,细胞看上去有些碎碎的是正常的。使用氯喹(步骤 7) 会进一步减低细胞的完整程度,但会提高转染效率。
10. 恰好在 2.5 min 的时候吸掉甘油溶液。操作得快一点,因为甘油对细胞毒性很大。
作为一般规則,细胞休克的最长时间应该允许有大约 50% 的细胞存活。
11. 立即又轻又快地加入 10 ml 含有四环素的 DMEM 完全培养液洗细胞。立即吸掉培养液,再重复洗涤。


转染后一共在 37°C 培养 48 h(即步骤 12 和 13 的总培养时间)。
转染细胞的筛选和克隆
14. 转染后 48 h, 细胞用几种稀释度分到含有 125umol/L 组氨醇和 0.5ug/ml 四环素-HCl 的培养液中。细胞密度为每个 10 cm 培养皿大约 1X106 到 3X104。含有大约 1X105 细胞的培养皿需要培养若干个。
15. 细胞在选择培养液中培养 4 天后,接着用 3~4 ml 含有 125umol/L 组氨醇和 0.5ug/ml 四环素-HCl 的选择培养液培养。
16. 集落形成后(通常经过大约 10~12 天选择培养),换成含有 250umol/L L-组氨醇和 0.5ug/ml 四环素-HCl 的选择培养液。

重要: 用 pTet-tTAk 稳定转染后,为了防止 tTA 表达及随后筛选髙表达 tTA 的克隆时的毒性作用,细胞必须在含有 0.5ug/ml 四环素的培养液中培养。
18. 用大约 100ul 磷酸缓冲液很快地洗克隆。为了使细胞脱落,加 2 滴 1X 胰酶-EDTA(~100ul) 并放置 30~60s。用巴斯德吸管上下吹打使细胞变松。每个集落转移到 24 孔组织培养板的一个孔中,每个孔中有 1 ml 含 250umol/LL 组氨醇和四环素的选择培养液。

NIH-3T3 细胞可以在大约 4~7 天生长到 80% 汇合度;但是不同细胞系甚至不同克隆生长到 80% 汇合度所需的时间是不同的。
20. 细胞在含有 500umol/L L-组氨醇和四环素的选择培养液中扩大培养(通常细胞进行 1:5 到 1:10 稀释)。
细胞进行蛋白诱导表达测试
21. 当单层细胞再次生长到大约 80% 汇合度,每个细胞克隆收集一部分,在液氮中冻存。余下的细胞进行传代培养,直到数量足够用于测试蛋白的诱导表达。





23. 通过 Northern 分析或免疫印迹法测试细胞中 tTA 的诱导表达。然后如阶段 2 所述,用靶质粒转染表达 tTA 的细胞系。

阶段 2: 四环素调控的靶基因稳定转染可诱导表达 tTA 的 NIH-3T3 细胞
材料
缓冲液和溶液
小 牛 血 清( 10%)
HEPES 缓冲液
磷酸缓冲液
酶和缓冲液
合适的限制性内切酶
1X 胰酶-EDTA
0.5 mmol/LEDTA(pH8.0)
培养液
不含组氰酸的 DMEM
100ug/ml 链霉素
10% 小牛血清
0.5ug/ml 四环素-HC1(溶于 70% 乙醇,浓度 10mg/ml, 贮存于-20°C。)
适当的时候加 3ug/ml 嘌呤霉素。
特殊设备
塑料克隆环







所有质粒都用 CaCl-液化乙锭梯度平衡离心(第 1 章方案 10)或层析柱纯化(第 1 章方案 9)。

带有靶基因开放阅读框的 pTet-Splice
细胞和组织
可诱导表达自调控 tTA 的稳定细胞系 (阶段 1)
方法
培养和转染细胞
1. 在含有 500umol/LL-组氨醇和 0.5ug/ml 四环素-HCl 的完全选择培养液中培养可以诱导表达自身调控的 tTA 的稳定细胞系(阶段 1 中分离得到)。转染前一天,把细胞传代到含有完全选择培养液的 10 cm 组织培养皿中。每个培养皿转入足量细胞,使转染那天单层细胞可以有 33% 的汇合度。


3. 进行阶段 1 中的步骤 3~13。


可以在几天内杀死所有未转染细胞的嘌呤霉素的ZD浓度需要在转染前依靠经验确定,而且随着细胞类型不同而有不同。3ug/ml 嘌呤霉素足以筛选转染的 NIH-3T3 细胞。嘌呤霉素在到的浓度范围内可以有效地杀死大多数类型细胞。
5. 细胞在选择培养液中培养 4 天后,接着用 3~4 ml 含有 500umol/L L-组氨醇、3ug/ml 嘌呤霉素和 0.5ug/ml 四环素的选择培养液培养。
6. 集落长好以后(选择培养 12~14 天),在培养皿的底部用圆画出每个集落的边界。吸掉培养液,在培养皿的单个克隆上放置无菌的塑料克隆环。每个挑选的集落重复这个步骤。从培养皿中挑选细胞,要求单个集落隔得比较开,而且易于分辨。
7. 用大约 100ul 磷酸缓冲液很快地洗克隆。为了使细胞脱落,加 2 滴 1X 胰酶-EDTA(~100ul) 并放置 30~60s。用巴斯德吸管上下吹打使细胞变松。每个集落转移到 24 孔组织培养板的一个孔中,每个孔中有1ml 含有 500umol/L L-组氨醇、3ug/ml 嘌呤霉素和0.5ug/ml 四环素的选择培养液。

NIH-3T3 细胞可以在大约 4~7 天生长到 80% 汇合度;但是不同细胞系甚至不同克隆生长到 80% 汇合度所需的时间是不同的。
9. 细胞在含有 500umol/LL-组氨醇、3ug/ml 嘌呤霉素和 0.5ug/ml 四环素的选择培养液中扩大培养(通常细胞进行 1:5 到 1:10 稀释)。
10. 当单层细胞再次生长到大约 80% 汇合度,每个细胞充隆收集一部分,在液氮中冻存。余下的细胞进行传代培养,直到数量足够用于测试靶基因蛋白的诱导表达。测试方法在阶段 3 介绍。

阶段 3: 分析转染钿胞中的蛋白质表达
材料
缓冲液和溶液

磷酸缓冲液
1X 蛋白样品缓冲液
抗体


灌胶所用的丙烯酰胺浓度要适于靶蛋白的观察,见附录 8。
培养液
含有 500umol/L L-组氨醇、3ug/ml 嘌呤霉素的选择培养液(含或不含 0.5ug/ml 四环素)
100 单位/ml 育霉素
2 mmol/L 谷氨酰胺
500umol/L L-组氨醇(由 125 mmol/L 贮液稀释,在-20°C 贮存)
Irvine Scientific 公司(Santa Ana,California) 出售不含组氨酸的 DMEM。












在稳定转染的 NIH-3T3 细胞中,通常诱导 6 h 后有 tTA 和靶基因的表达,诱导大约 12 h 后表达达到峰值。


如果用胰酶收获细胞,先用冷的不含钙和镁盐的磷酸缓冲液洗细胞,然后用冷的含有 10% 小牛血淸的选择培养液(根据需要,含或不含四环素)终止胰酶的作用。管子立即移到冰桶中。
5. 每个克隆和对照都转移 0.5X106 细胞到离心管中,然后所有管子在 4°C 以 3000r/min(低或中速)离心 5 min。
6. 加 1 ml 冰冷的磷酸盐缓冲液洗细胞。如步骤 5 洗细胞,轻轻吸掉上清,不要扰动细胞沉淀。
7. 细胞沉淀放在冰浴上,在离心管架上方的孔中轻快地旋动管于使沉淀变松,然后把它冻存在-70°C。
准备裂解物
8. 细胞沉淀用 30ul 蛋白样品缓冲液重悬,轻轻地吹打细胞,然后振荡管子。



如果细胞裂解物不立即加到凝胶上,可以在-20°C 贮存,但是在上样前需要再次煮沸。
12. 用合适的时间跑胶(请见附录 8)。
13. 蛋白从 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电转移到 PVDF 膜上,用合适的抗体检测(请见附录 8)。



仪器参考

  • TLC板
2016-03-25
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