CN111876385A - 一种小鼠肺癌kras突变细胞模型的构建方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物医药技术领域,具体涉及一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法及其应用;本发明首先通过特殊培养方法构建永生化小鼠肺癌mLU6054‑KRAS‑G12D细胞模型;然后在此基础上,使用CRISPR‑Cas9基因编辑方法将LKB1基因敲除或敲低,建立mLU6054‑KRAS‑G12D‑MLKBKO的特异型细胞模型;最后通过Western Blot和Sanger测序法鉴定得到细胞模型,使之成为一个稳定可靠的模型,用于KRAS‑G12D突变引起的肺癌靶向药物的临床前研究和开发。

Description

一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法及其应用
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域,具体涉及一种小鼠肺癌KRAS 突变细胞模型的构建方法及其应用。
技术背景
据2019年报告显示,2015年全国恶性肿瘤发病约392.9万人,较2014年的380.4万增加12.5万,增长率为3.2%。从发病人数看,肺癌位居我国恶性肿瘤发病首位,发病人数为78.4万。
2015年全国恶性肿瘤死亡例数约为233.8万例,较2014年的229.6万4.2万,增长率为1.8%。肺癌位居我国恶性肿瘤死亡第1位, 2015年我国因肺癌死亡人数约为63.1万例,死亡率为45.87/10万。
肺癌研究表明,50%的非小细胞肺癌的发生是由于一系列的驱动基因,包括EGFR,KRAS,ALK,Akt,MEK,PI3K,BRAF等。其中最常见的为EGFR和KRAS突变。过去十年里,疾病驱动基因包括 EGFR、ALK、ROS-1和BRAF以及靶向药物研发的进步,非小细胞肺癌的治疗取得了巨大的进展。然而,一个主要驱动基因仍没有相应的靶向治疗药物,那就是KRAS。KRAS基因已证实在约25%的非小细胞肺癌(NSCLC)中扩增,但仍没有成功的靶向KRAS药物临床应用于临床。
而对EGFR的靶向药物治疗中,KRAS如果突变,也会导致耐药性。
所以KRAS的突变细胞模型对于药物研究和开发具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题,提供一种构建肿瘤细胞模型mLU6054-KRAS-G12D-mLKB1KO工程细胞系的方法。
为实现本发明的目的,本发明采用如下技术方案:
一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,包括以下步骤:
1)构建永生化小鼠肺癌mLU6054-KRAS-G12D细胞模型;
2)使用CRISPR-Cas9基因编辑方法将步骤1中的细胞模型中的 LKB1基因敲除或敲低,建立mLU6054-KRAS-G12D-MLKBKO的特异型细胞模型。
上述一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,所述步骤2 之后还包括步骤3:通过Western Blot和Sanger测序法鉴定得到细胞模型。
上述一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,所述步骤1 具体包括以下详细步骤:
a)处死小鼠:将mLU6054鼠源肺癌移植瘤块的荷瘤小鼠脱颈处死,裸鼠浸泡入75%酒精消毒五分钟,非裸鼠浸泡10分钟;
b)剥取荷瘤:用眼科镊子和剪刀小心剥取瘤,迅速将瘤组织完全浸泡在带双抗的PBS中,并给瘤块编号,称重;
c)处理荷瘤:在6孔板中每孔加入2mL PBS,清洗并尽量剔去筋膜,弃去脓液、坏死及钙化组织,最后移至1.5mL灭菌离心管用剪刀剪碎成1mm3;将瘤块全部移至新的50mL离心管,加入10mL含胶原酶B(2.5mg/mL)和DNaseⅠ(1X)的消化液,37℃摇床50rpm 消化1h,使瘤块充分消化,将消化充分的瘤块和悬液移至70μm筛网上,滤入新的50mL离心管,PBS冲洗筛网并补至50mL,1500rpm 常温离心10min;红细胞较多时需裂红:移去上清,加入5-10mL ACKlysing buffer,常温裂解3-5min后,PBS补至50mL,1500rpm常温离心5min;弃上清,加入50mL PBS,1500rpm常温离心5min,清洗细胞沉淀1次;
d)重悬荷瘤细胞并传代培养:用5-10mL完全培养基重悬肿瘤细胞,并转移至细胞培养瓶进行培养,每隔3天换液,汇合度达到 80-100%时进行传代,传至>P10。
上述一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,所述所述步骤d的传代培养具体包括以下步骤:
每次传代记录代次,并冻存P0、P1、P2、P10细胞;P0冻存3-5 支于一级种子罐中;P1、P2各冻存10支于次级种子罐中;复苏与冻存顺序相反;P2用于将来扩增冻存工作库;冻存P0时瓶瓶取支原体样品,送检时取混合样,有问题时,再送单瓶样品;P0冻存后,若支原体阴性,则着手做SNP测试,以确定是目标鼠源肺癌细胞;鉴定成功后,永生化细胞模型命名为mLU6054-KRAS-G12D。
上述一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,所述mLU6054-KRAS-G12D用DMEM+10%FBS培养基培养。
上述一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,所述步骤2 具体包括以下步骤:
a)设计并合成相应带GFP标记的gRNA,其核苷酸序列为SEQ ID NO:1;
b)转染前准备:
转染前一天,细胞传代准备,用0.25%胰蛋白酶消化KRAS-G12D 细胞,以含10%血清的DMEM培养基调整细胞密度并计数后,按照每孔6~8×105cells接种到6孔板中,置于培养箱37℃5%CO2培养; 16h~24h后待细胞密度生长到90%~95%时即可用于转染;转染前0.5-1h,更换无双抗的培养基;
c)转染:转染时,取1.5ml灭菌EP管,按照一定比例取脂质体 Lipofectamine3000溶于200μl的OPTI-MEM中,轻轻混匀,室温孵育5min;将DNA溶液和脂质体溶液轻轻混匀,室温孵育10min后,向6孔板中逐滴缓慢加入DNA-脂质体复合物,置于37℃5%CO2孵箱中孵育过夜;
d)分选:第二天上午移去含DNA-脂质体复合物培养基,更换新的普通培养基培养48h,观察GFP信号并进行单细胞流式分选;
e)鉴定:分选所得单细胞扩大培养后进行Western blot检测目的蛋白表达情况,不表达目的蛋白的细胞株即为敲除成功的单克隆细胞系。
上述一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,所述步骤e 之后,还包括确认步骤:将敲除成功的单克隆细胞系提取DNA进行测序,比对基因组DNA序列突变情况,在DNA水平进一步确认敲除成功。
上述一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,所述DNA 测序中所用的引物分别为MKRASF3和MKRASR3;其序列分别为 SEQ ID NO:2和SEQ ID NO:3。
上述一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法在 KRAS-G12D突变引起的肺癌靶向药物的临床前研究和开发中的应用。
本发明有如下有益效果:
本发明首先通过特殊培养方法构建永生化小鼠肺癌 mLU6054-KRAS-G12D细胞模型。然后在此基础上,使用 CRISPR-Cas9基因编辑方法将LKB1基因敲除或敲低,建立mLU6054-KRAS-G12D-MLKBKO的特异型细胞模型。最后通过 Western Blot和Sanger测序法鉴定得到细胞模型,使之成为一个稳定可靠的模型,用于KRAS-G12D突变引起的肺癌靶向药物的临床前研究和开发。
附图说明
图1为本发明实施例1中构建永生化小鼠肺癌 mLU6054-KRAS-G12D细胞模型的流程图;
图2为本发明实施例2中设计并合成相应带GFP标记的用于敲除LKB1基因的gRNA的原理图;
图3为本发明实施例2Western blot检测目的蛋白表达情况;
图4为本发明实施例2中敲除成功的 mLU6054-KRAS-G12D-MLKBKO特异型细胞模型的DNA测序鉴定结果。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制;下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例
实施例1
通过特定培养方法构建永生化小鼠肺癌mLU6054-KRAS-G12D 细胞模型。实验流程见附图1所示:
a)处死小鼠:将mLU6054鼠源肺癌移植瘤块的荷瘤小鼠脱颈处死,裸鼠浸泡入75%酒精消毒五分钟;
b)剥取荷瘤:用眼科镊子和剪刀小心剥取瘤,迅速将瘤组织完全浸泡在带双抗的PBS中,并给瘤块编号,称重;
c)处理荷瘤:在6孔板中每孔加入2mL PBS,清洗并尽量剔去筋膜,弃去脓液、坏死及钙化组织,最后移至1.5mL灭菌离心管用剪刀剪碎成1mm3;将瘤块全部移至新的50mL离心管,加入10mL含胶原酶B(2.5mg/mL)和DNaseⅠ(1X)的消化液,37℃摇床50rpm 消化1h,使瘤块充分消化,将消化充分的瘤块和悬液移至70μm筛网上,滤入新的50mL离心管,PBS冲洗筛网并补至50mL,1500rpm 常温离心10min;红细胞较多时需裂红:移去上清,加入5-10mL ACKlysing buffer,常温裂解3-5min后,PBS补至50mL,1500rpm常温离心5min;弃上清,加入50mL PBS,1500rpm常温离心5min,清洗细胞沉淀1次;
d)重悬荷瘤细胞并传代培养:用5-10mL完全培养基重悬肿瘤细胞,并转移至细胞培养瓶进行培养,每隔3天换液,汇合度达到 80-100%时进行传代,传至>P10。
每次传代记录代次,并冻存P0、P1、P2、P10细胞。P0冻存3-5 支于一级种子罐中。P1、P2各冻存10支于次级种子罐中。复苏与冻存顺序相反。P2用于将来扩增冻存工作库。冻存P0时瓶瓶取支原体样品,送检时取混合样,有问题时,再送单瓶样品。P0冻存后,若支原体阴性,则着手做SNP测试,以确定是目标鼠源肺癌细胞。鉴定成功后,该株细胞建系成功了。
建系成功的永生化细胞系命名为mLU6054-KRAS-G12D,可换用普通DMEM+10%FBS培养基培养。
实施例2
使用CRISPR-Cas9基因编辑方法将步骤1中的细胞模型中的 LKB1基因敲除或敲低,建立mLU6054-KRAS-G12D-MLKBKO的特异型细胞模型。
a)设计并合成相应带GFP标记的用于敲除LKB1基因的gRNA,设计方法为CRISPR-Cas9基因编辑,原理如图2所示,其核苷酸序列为SEQ ID NO:1=5’TGTGGACGTGCTGTACAATG3’;
b)转染前准备:
转染前一天,细胞传代准备,用0.25%胰蛋白酶消化KRAS-G12D 细胞,以含10%血清的DMEM培养基调整细胞密度并计数后,按照每孔6~8×105cells接种到6孔板中,置于培养箱37℃5%CO2培养; 16h~24h后待细胞密度生长到90%~95%时即可用于转染;转染前0.5-1h,更换无双抗的培养基;
c)转染:转染时,取1.5ml灭菌EP管,按照一定比例取脂质体Lipofectamine3000溶于200μl的OPTI-MEM中,轻轻混匀,室温孵育5min;将DNA溶液和脂质体溶液轻轻混匀,室温孵育10min后,向6孔板中逐滴缓慢加入DNA-脂质体复合物,置于37℃5%CO2孵箱中孵育过夜;所述脂质体的使用比例参考下表1。
表1脂质体使用比例。
Figure RE-GDA0002665606570000081
Figure RE-GDA0002665606570000091
d)分选:第二天上午移去含DNA-脂质体复合物培养基,更换新的普通培养基培养48h,观察GFP信号并进行单细胞流式分选;
e)鉴定:分选所得单细胞扩大培养后进行Western blot检测目的蛋白表达情况,不表达目的蛋白的细胞株即为敲除成功的单克隆细胞系。所述鉴定结果见图3所示,证明LKB1基因成功敲除。
f)进一步确认:将敲除成功的单克隆细胞系提取DNA进行测序,比对基因组DNA序列突变情况,在DNA水平进一步确认敲除成功。所述DNA测序中所用的引物分别为MKRASF3和MKRASR3;其序列分别为SEQ ID NO:2=5’CAGTCTCAGGGCTGACCTTC 3’和SEQ ID NO:3=5’ACGTAGGCTGTGCAACCTCT 3’;所述鉴定结果见图 4所示,证明LKB1基因成功敲除。
以上结果说明本发明所述的一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法稳定可靠可以验证,可以用于KRAS-G12D突变引起的肺癌靶向药物的临床前研究和开发。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 中美冠科生物技术(太仓)有限公司
<120> 一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法及其应用
<130> 20200730
<160> 3
<170> PatentIn version 3.3
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acgtaggctg tgcaacctct 20

Claims (9)

1.一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)构建永生化小鼠肺癌mLU6054-KRAS-G12D细胞模型;
2)使用CRISPR-Cas9基因编辑方法将步骤1中的细胞模型中的LKB1基因敲除或敲低,建立mLU6054-KRAS-G12D-MLKBKO的特异型细胞模型。
2.根据权利要求1中所述的一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,其特征在于,所述步骤2之后还包括步骤3:通过Western Blot和Sanger测序法鉴定得到细胞模型。
3.根据权利要求1所述的一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,其特征在于,所述步骤1具体包括以下详细步骤:
a)处死小鼠:将mLU6054鼠源肺癌移植瘤块的荷瘤小鼠脱颈处死,裸鼠浸泡入75%酒精消毒五分钟,非裸鼠浸泡10分钟;
b)剥取荷瘤:用眼科镊子和剪刀小心剥取瘤,迅速将瘤组织完全浸泡在带双抗的PBS中,并给瘤块编号,称重;
c) 处理荷瘤:在6孔板中每孔加入2mL PBS,清洗并尽量剔去筋膜,弃去脓液、坏死及钙化组织,最后移至1.5mL灭菌离心管用剪刀剪碎成1mm3;将瘤块全部移至新的50mL离心管,加入10mL含胶原酶B(2.5mg/ mL)和DNaseⅠ(1X)的消化液, 37℃摇床50 rpm消化1h,使瘤块充分消化,将消化充分的瘤块和悬液移至70μm筛网上,滤入新的50mL 离心管,PBS冲洗筛网并补至50mL,1500rpm常温离心10min;红细胞较多时需裂红:移去上清,加入5-10mL ACKlysing buffer,常温裂解3-5min后,PBS补至50mL,1500rpm 常温离心5min;弃上清,加入50mL PBS ,1500rpm 常温离心5min,清洗细胞沉淀1次;
d)重悬荷瘤细胞并传代培养: 用5-10mL完全培养基重悬肿瘤细胞,并转移至细胞培养瓶进行培养,每隔3天换液,汇合度达到80-100%时进行传代,传至>P10。
4.根据权利要求3所述的一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,其特征在于,所述步骤d的传代培养具体包括以下步骤:
每次传代记录代次,并冻存P0、P1、P2、P10细胞;P0冻存3-5支于一级种子罐中;P1、P2各冻存10支于次级种子罐中;复苏与冻存顺序相反;P2用于将来扩增冻存工作库;冻存P0时瓶瓶取支原体样品,送检时取混合样,有问题时,再送单瓶样品;P0冻存后,若支原体阴性,则着手做SNP测试,以确定是目标鼠源肺癌细胞;鉴定成功后,永生化细胞模型命名为mLU6054-KRAS-G12D。
5.根据权利要求4所述的一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,其特征在于,所述mLU6054-KRAS-G12D用DMEM+10%FBS培养基培养。
6.根据权利要求1所述的一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,其特征在于,所述步骤2具体包括以下步骤:
a)设计并合成相应带GFP标记的gRNA,其核苷酸序列为SEQ ID NO :1;
b) 转染前准备:
转染前一天,细胞传代准备,用0.25%胰蛋白酶消化KRAS-G12D 细胞,以含10%血清的DMEM培养基调整细胞密度并计数后,按照每孔6~8×105 cells接种到6孔板中,置于培养箱37℃, 5%CO2培养;16h~24h后待细胞密度生长到90%~95%时即可用于转染;转染前0.5-1h,更换无双抗的培养基;
c)转染:转染时,取1.5ml灭菌EP管,按照一定比例取脂质体Lipofectamine3000溶于200μl的OPTI-MEM中,轻轻混匀,室温孵育5min;将DNA溶液和脂质体溶液轻轻混匀,室温孵育10min后,向6 孔板中逐滴缓慢加入DNA-脂质体复合物,置于37℃, 5%CO2孵箱中孵育过夜;
d) 分选:第二天上午移去含DNA-脂质体复合物培养基,更换新的普通培养基培养48h,观察GFP信号并进行单细胞流式分选;
e)鉴定:分选所得单细胞扩大培养后进行Western blot检测目的蛋白表达情况,不表达目的蛋白的细胞株即为敲除成功的单克隆细胞系。
7.根据权利要求6所述的一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,其特征在于,所述步骤e之后,还包括确认步骤:将敲除成功的单克隆细胞系提取DNA进行测序,比对基因组DNA序列突变情况,在DNA水平进一步确认敲除成功。
8.根据权利要求7所述的一种小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法,其特征在于,所述DNA测序中所用的引物分别为MKRASF3和MKRASR3;其序列分别为SEQ ID NO:2和SEQ IDNO:3。
9.如权利要求1-8任一项所述的小鼠肺癌KRAS突变细胞模型的构建方法在KRAS-G12D突变引起的肺癌靶向药物的临床前研究和开发中的应用。
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