哺乳動物生物發光,一般是將Firefly luciferase基因(由554個氨基酸構成,約50KD)即熒光素酶基因整合到預期觀察的細胞染色體DNA上以表達熒光素酶,培養出能穩定表達熒光素酶的細胞株,當細胞分裂、轉移、分化時, 熒光素酶也會得到持續穩定的表達。將標記好的細胞接種到實驗動物體內后,當外源(腹腔或靜脈注射)給予其底物熒光素(luciferin),即可在幾分鐘內產生發光現象。這種酶在ATP,氧存在的條件下,催化熒光素的氧化反應才可以發光,因此只有在活細胞內才會產生發光現象,并且發光光強度與標記細胞的數目線性相關。
采用慢病毒表達系統GFP(mCherry)和Luciferase2雙標記表達細胞系,通過2A序列連接GFP(mCherry)和Luciferase2,可同時等量表達GFP(mCherry)和Luciferase2,便于體外觀察和體內示蹤;mCherry可用于體內示蹤,與新一代Luciferase2結合,可方便的監測細胞在體內的生長和變化。
轉染方法與標記過程的描述(慢病毒轉染Hygromycin篩選):
(一) 質粒部分
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:上述酶切產物DNA電泳, TAKARA試劑盒膠回收,回收產物取少量電泳鑒定。
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.轉化:感受態菌One Shot Stbl3在冰上融化后,加入連接產物,靜置25min后在水浴42℃,45sec熱休克,后加入250ul無抗培養基225轉搖菌1h,將轉化的菌鋪于有氨芐抗性平板37度過夜。
5.挑取單克隆:觀察平板后挑取15個單克隆至含2ml氨芐抗性 LB培養基搖菌管中,255轉搖菌6.5h。
6.小抽質粒與鑒定:使用堿裂解法小抽,質粒用25ul含RNA酶ddH2O溶解;酶切鑒定: 重組質粒用通過酶切鑒定。
7.熒光素表達鑒定: 重組質粒pSin-hyg-GFP/luc2(以下簡稱Gluc)或pSin-hyg-mCherry/luc2(以下簡稱Mluc) 轉染293T細胞:DNA定量后,使用PEI轉染Gluc或Mluc至24孔板已預鋪的293T細胞中。轉染采用脂質體法轉染,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粒管中,室溫孵育20min。將脂質體包繞DNA的混合液加入需要轉染的24孔內,37 ℃、5 % CO2條件下培養,8小時后換培養液。
8.報告基因檢測:Passive Lysis Agent裂解細胞,加入熒光素酶作用底物,將轉染質粒的細胞與陰性,陽性對照共同進行單報告基因檢測。
9.質粒中抽:取1ml轉染報告基因檢測正確的菌液加入100ml氨芐抗性的LB培養基中搖菌過夜,使用Invitrogen試劑盒中抽,產物電泳鑒定,-20℃保存。
(二) 慢病毒包裝部分
1. 質粒共轉染細胞:轉染前一天, 293T在10cm培養盤中的細胞達到90%,胰酶消化后,1:3傳入新10cm培養盤中。轉染時,細胞在培養盤中密度達到80%。采用脂質體PEI轉染法使編碼慢病毒包膜蛋白的質粒VSV G, Packaging Mix以及構建的Gluc或Mluc質粒15µg共轉染。6h后換新鮮DMEM培養基。
2.提取病毒上清:轉染48-72hours后,將含有病毒液的培養基轉移到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),消化目的細胞并計數,將細胞鋪于24孔板中(以便在感染前細胞達到30%-50%的匯合度),37°C過夜孵化細胞。
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加入細胞中。
3.向每孔加入Polybrene達到終濃度6ug/ml,晃勻孔板,37度孵化過夜。
4.(Day3)移去含有慢病毒的培養基,加入500µl完全培養基。
5.(Day4)換液,加入300µg/ml Hygromycin(Sigma)來選擇穩定感染的細胞克隆。
6.(Day4-7),每24h換液,300µg/ml Hygromycin(Sigma)來選擇穩定感染的細胞克隆。
維持培養。
7.(Day8-12)細胞逐漸由24孔板傳入6孔板、6cm盤和10cm盤中100µg/mlHygromycin維持培養。
8. 目的細胞-Gluc/Mluc細胞系鑒定: 取5×104細胞,用Passive Lysis裂解液裂解,加入熒光素酶作用底物,將轉染質粒的細胞與陰性,陽性對照共同進行單報告基因檢測。GFP和mCherry表達通過熒光顯微鏡觀察。