RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
فيروس التهاب الكبد C (HCV) هو أحد مسببات الأمراض البشرية الرئيسية التي تسبب اضطرابات الكبد، بما في ذلك تليف الكبد والسرطان. يعد نظام زراعة الخلايا المعدية لفيروس التهاب الكبد C ضروريا لفهم الآلية الجزيئية لتكاثر فيروس التهاب الكبد C وتطوير مناهج علاجية جديدة. نصف هنا بروتوكولا للتحقيق في مراحل مختلفة من دورة تكرار فيروس التهاب الكبد C.
التهاب الكبد C فيروس (HCV) يؤثر على 3٪ من سكان العالم ويسبب أمراض خطيرة في الكبد بما في ذلك التهاب الكبد المزمن، تليف الكبد، وسرطان الكبد. سي هو فيروس الحمض النووي الريبي يلفها ينتمون إلى عائلة الفيروسات المصفرة. العلاج الحالية ليست فعالة تماما ويسبب آثار جانبية ضارة. لا يوجد لقاح التهاب الكبد الوبائي المتاحة. وبالتالي، مطلوب جهد استمر لتطوير لقاح وعلاج أفضل. خلية نظام الثقافة HCV أمر بالغ الأهمية لدراسة مختلف مراحل النمو بما في ذلك دخول الفيروس HCV، وتكرار الجينوم، والتغليف، والخروج. في الإجراء الحالي قدم، كنا فيروس من النوع البري intragenotype 2A خيالية، FNX-HCV، والمؤتلف فيروس FNX-Rluc يحمل Renilla luciferase المراسل مراسل الجينات لدراسة تكاثر الفيروس. خط الخلية الكبدي الإنسان كان يستخدم لترنسفكأيشن في المختبر (7 هوه القائم) كتب HCV الرنا الجيني. supernatants ثقافة خالية من الخلايا، لست] البروتين ورتم حصادها RNA OTAL في وقت مختلف النقاط بعد ترنسفكأيشن لتقييم النمو HCV. تم تقييم HCV الجينوم حالة النسخ المتماثل التي كتبها الكمي RT-PCR وتصور وجود HCV RNA المزدوج تقطعت بهم السبل. تم التحقق من التعبير البروتين HCV بواسطة وصمة عار والمقايسات المناعي الغربية باستخدام الأجسام المضادة المحددة لHCV NS3 وNS5A البروتينات. وقد تم قياس الخلايا المصابة بالعدوى بالنقل HCV RNA صدر الجسيمات المعدية في طاف الثقافة وعيار الفيروسية. واستخدمت المقايسات luciferase المراسل لتقييم مستوى التكرار والعدوى مراسل سي. في الختام، فإننا نقدم مختلف المقايسات الفيروسية لوصف المراحل المختلفة من دورة النسخ المتماثل HCV.
التهاب الكبد الوبائي (HCV) يسبب تليف الكبد وسرطان الكبد. فإنه يؤثر على 170 مليون شخص في جميع أنحاء العالم مع 350،000 شخص يموتون سنويا 1-3. HCV هو حبلا إيجابية فيروس الحمض النووي الريبي مع حجم الجينوم من 9.6 كيلو بايت. تتم ترجمة الجينوم HCV باعتبارها واحدة من polyprotein ~ 3،000 الأمينية بقايا حمض التي المشقوق proteolytically من قبل مختلف البروتياز الخلوية والفيروسية في 10 البروتينية. سي هو فيروس النموذج في جنس Hepacivirus وينتمي إلى عائلة الفيروسات المصفرة 4. عند التعرض، HCV يحدد عدوى مزمنة في 80٪ من الأفراد. العدوى بدون أعراض في الغالب والتشخيص في الوقت المناسب يمكن أن تسمح التدخل العلاجي لمنع تدهور الكبد. العلاج الحالي هو الأمثل وأي لقاح متاح 5،6.
وكان أول وصف مسببات التهاب الكبد C في عام 1989 7. دراسة النسخ المتماثل HCV المهم لقاح التهاب الكبد C والبحوث العلاج، ولكن كان عليهأعاق طويلة من عدم وجود نظام الثقافة الفيروسية كفاءة. وقد أظهرت استنساخ الجزيئي للفيروس (سي) لتكون معدية في الشمبانزي على التلقيح داخل الكبد 8. في وقت لاحق، وصفت replicons HCV الفرعية الجيني، مما سمح لتشريح الفيروسية مرحلة تكرار الجينوم في 9،10 نظام خلية ثقافة. اكتشاف HCV الوراثي 2A عزل JFH-1 (اليابانية التهاب الكبد مداهم-1)، القادرة على إصابة خلية ثقافة فتحت آفاقا جديدة للبحث تكرار HCV 11-13. سلالة النمط الجيني 2A JFH-1 استنادا الفيروسات خيالية بين وداخل الوراثي والنمط الجيني 1 HCV هي أنظمة الثقافة المعدية استنادا المتاحة، فضلا 14-18.
وقد استخدمنا بنجاح JFH-1 سلالة وHCV intragenotype 2A الفيروس خيالية للحصول على دقة عالية خارطة التنميط وظيفية من المجالات البروتين ورابطة الدول المستقلة المفعول عناصر الحمض النووي الريبي 19،20. وفقا لهذا، ونحن هنا تصف نظام الثقافة فعالة تستخدم بشكل روتيني أن يسمحدراسة مراحل مختلفة من دورة النسخ المتماثل HCV والتفاعل المضيف الممرض. نقدم فحوصات الفيروسية لتقييم تكرار الجينوم الفيروسي والعدوى نوفو دي من intragenotype 2A سي ومراسل سي Renilla luciferase المراسل القائمة.
ويتضح A المخطط العام للبروتوكول في الشكل 1.
1. خلايا
2. الفيروسات ويبني البلازميد
3. HCV RNA في المختبر النسخ
4. HCV RNA ترنسفكأيشن وجمع العينات
5. عكس النسخ كمي PCR (RT-QPCR) لتقييم النسخ HCV الجينوم
6. تحليل الغربية التنشيف للكشف عن HCV التعبير البروتين (الشكل 3C)
7. المناعي الفحص (IFA)
8. عيار قياس الفيروسات
9. Renilla luciferase المراسل مراسل الفحص لالفيروسية الجينوم النسخ المتماثل والعدوى
فيروس التهاب الكبد C هو فيروس الحمض النووي الريبي. وبالتالي لغرض التلاعب الجيني، وقد تم استنساخ [كدنا] HCV الجيني في البلازميد ناقلات البكتيرية. وقدم تسلسل الحمض النووي الريبي بوليميراز المروج T7 مباشرة قبل 5 'نهاية الجينوم HCV. ويرد المخطط العام للتحليل HCV سير العمل في الشكل 1. HCV RNA لتوليد الجيني مع الدقيق 'نهاية 3، يتم قطع الجينوم تحتوي على البلازميد مع HCV Xba أنا تقييد انزيم وتم إنشاؤها قلل من عبء واحد الذين تقطعت بهم السبل مع الفول مونج نوكلياز الهضم . وتم تقييم نوعية البلازميد HCV خطي من قبل الاغاروز الكهربائي للهلام (الشكل 2B). تعرض الحمض النووي HCV RNA T7 إلى البلمرة بوساطة النسخ في المختبر والحمض النووي الريبي الناتجة أسفرت عن منتج واحد عند 9.6 كيلو قاعدة (الشكل 2C).
اختبرنا حركية النمو من intragenotype 2A HCV (الشكل60، 3). و electroporated الخلايا هوه 7.5.1 مع الحمض النووي الريبي في المختبر كتب البرية من نوع (WT) والبلمرة الفيروسات فارغة. قمنا بتقييم بمعنى تكرار الجينوم الفيروسي عن طريق RT-QPCR. وأشارت النتائج إلى أن الفيروس WT نسخ الجينوم بكفاءة (أرقام 3A 3B و). من النوع البري أظهرت مستوى 1-3 سجل أعلى النسخ المتماثل الجينوم مقارنة بما كان عليه من بول الفيروسات. الفيروس WT تنتج البروتين NS3 (الشكل 3C) التي تشارك في الانقسام البروتين الفيروسي (نشاط الأنزيم البروتيني)، وتكرار الجينوم (النشاط helicase). كما أعرب عن فيروس WT البروتين NS5A وفقا لتقييم المناعي فحص (الشكل 3D). البروتين NS5A هو جزء من الحمض النووي الريبي معقدة المتنسخة HCV. لتصور تكرار الجينوم الفيروسي، درسنا وجود المزدوج تقطعت بهم السبل (س) HCV RNA باستخدام جسم مضاد يعترف تحديدا الرنا المزدوج الجديلة. خلال HCV الجينوم التضخيم، والحمض النووي الريبي حبلا الشعور هو جopied لمكافحة الشعور الجينوم، وبالتالي فإن مضاعفة الحمض النووي الريبي الذين تقطعت بهم السبل وسيطة موجودة في الخلية السيتوبلازم المصابة. البروتين NS5A والرنا المزدوج الجديلة المشترك يموضع في السيتوبلازم الخلوي (الشكل 3D) WT من الخلايا المصابة بالعدوى بالنقل مما يدل على تكاثر الفيروس النشط. أخذت معا، أنشأ الفيروس WT تكرار النشطة في transfected هوه 7.5.1 الخلايا.
وكان التقدم في مجال البحوث HCV تم محدودة بسبب عدم وجود نظام زراعة الخلايا المعدية. اكتشاف JFH-1 سلالة من فيروس (سي) وتوصيف سلالات اللاحقة المختبر خيالية سمح لنا للتحقيق في دورة النسخ المتماثل HCV كامل في الثقافة الخلية بما في ذلك دخول الفيروس، ترجمة الحمض النووي الريبي، وتكرار الحمض النووي الريبي وتشكيل ذرية الفيروسية المعدية. لتقييم عيار سي دي والعدوى نوفو، ونحن تلقيح supernatants خلية ثقافة تحصد من الحمض النووي الريبي transfected خلايا سي. وقد تصور فيروس التهاب الكبد الوبائي عن طريق الكشف عن البروتين NS5A HCV ويحسبعيار الفيروسية عن طريق عد البؤر المعدية (الشكل 4). رأيناها العنقودية المعزولة من الخلايا (خلايا أكثر من 2) إيجابية لNS5A باعتباره بؤرة واحدة. وأشارت النتائج إلى أن الفيروس WT هو المعدية وتنتج أكثر من 10 4 بؤر تشكيل وحدة / مل من الجسيمات المعدية.
أنشأنا أيضا HCV الفيروس مراسل إيواء Renilla luciferase المراسل (Rluc) الجين مراسل (الشكل 5A). A HCV مراسل يمكن استخدامها لاختبار عدد كبير من الفيروسات متحولة وكذلك لارتفاع محتوى فحوصات الفرز. نحن هنا تقديم تقييم الظواهر نمو WT والفيروسات بول المراسل. إذا يعيد الجينوم الفيروسي، فإن luciferase النشاط زيادة الوقت بدل الضائع ترنسفكأيشن آخر. زيادة مستويات تكرار الجينوم يمكن استخلاصه من زيادة luciferase النشاط. وبالتالي، فإن luciferase النشاط يوفر بشكل غير مباشر بقياس مستوى تكرار الجينوم. ولست] تحصد من WT أو بول السادستم اختبار الحمض النووي الريبي راؤول الخلايا المصابة بالعدوى بالنقل في نقاط زمنية للأنشطة المشار luciferase المراسل. في 6 ساعة بعد ترنسفكأيشن، كان كل WT وبول الفيروسات الأنشطة luciferase المراسل مماثلة، مشيرا إلى مستوى المدخلات مماثلة من الحمض النووي الريبي transfected التي ترجمت (الشكل 5B). ولكن في 48 ساعة و 96 ساعة بعد ترنسفكأيشن، فإن الفيروس WT معارضها زيادة مستويات تكرار الجينوم مقارنة بما كان عليه من بول الفيروسات. أيضا، فإن الفيروس تنتج البروتين WT NS3 الفيروسية كما تم التحقق منها من خلال تحليل النشاف الغربية (الشكل 5C). في وقت لاحق، ونحن اختبار العدوى من الفيروسات وWT بول مراسل، فحقن السذاجة هوه 7.5.1 الخلايا مع supernatants خالية من الخلايا التي تم جمعها من 48 ساعة و 96 ساعة، transfected آخر الثقافات الخلية. كان بول الفيروسات luciferase النشاط على مستوى القاعدة، في حين كان مستوى الفيروس WT 2-3 سجل أعلى من النسخ المتماثل إلى أن فيروس بول مراسل (الشكل 5D). تثبت النتائج أن لدينا قوية HCV المعدية cultu الخلية إعادة النظام.

الشكل 1. مخطط العام للنسخ المتماثل HCV تحليل سير العمل. خطي البلازميد HCV RNA T7 بناء تحتوي على البلمرة المروج (T7P) تعرض لفي المختبر النسخ. وelectroporated وHCV RNA تنقية الجينوم في الخلايا هوه 7.5.1 ومطلي في قوارير و48 لوحة جيدا. في 4 ساعات و 48 ساعة، و 96 ساعة بعد ترنسفكأيشن، يتم حصاد RNA الخلوية وsupernatants الثقافة من القوارير. وتستخدم الخلايا من لوحة 48 جيدا للحصاد البروتين المحللة وثابتة لفحص المناعي. تحليل عدد نسخ الجينوم بواسطة RT-QPCR، تتم الغربية النشاف وقياس عيار الفيروسية لتقييم تكرار HCV.
1362fig2highres.jpg "العرض =" 400 "/>
الشكل 2. إنتاج الرنا HCV الجيني عن طريق النسخ في المختبر من السلطات الوطنية المعينة البلازميد التي شيدت. A) منظمة الجينوم من الفيروسات خيالية J6CF/JFH-1 intragenotype 2A، FNX-HCV-HCV وFNX بول فارغة. ويصور المنطقة J6CF سلالة (5'NTR إلى جزء من NS2) في الرمادي الداكن والمنطقة سلالة JFH-1 (جزء من NS2 ل3'NTR) يتم عرضها في الرمادي الفاتح. يشار NS5B البلمرة طفرة مجال الحفاز (GDD لمجموعة الاهلي) مع النجمة. ب) الخطوات المتبعة في توليد خطي HCV البلازميد. يظهر في الصورة من هلام خطي، حادة السلطات الوطنية المعينة البلازميد العضوية التي تنتجها Xba الأول ومونج الفول نوكلياز الهضم، وعلى استعداد لفي المختبر النسخ. تم استخدام 0.8٪ agarose هلام لحسم الحمض النووي. C) صورة جل يصور الرنا HCV الجيني التي تنتجها في المختبر باستخدام الحمض النووي الريبي النسخ نظام البلمرة T7. WT: من النوع البري؛ بول: فارغة البلمرة؛ M:علامة.

الرقم 3. تقييم الظواهر نمو بنيات HCV. أ) تقييم حركية تكرار الجينوم البرية من نوع (WT) والبلمرة فارغة (بول) فيروسات. يتم عرض الأرقام نسخة جينوم الحمض النووي الريبي حبلا الشعور المقررة من قبل RT-QPCR في الرسم البياني بار. انخفض نسخ الجينوم الفيروسي من بول الفيروسات على مدى فترة من الزمن مما يدل تكرار النمط الظاهري ناقص. B) ومقارنة الجينوم النسبية مستوى تكرار البرية من نوع سي إلى أن من بول الفيروسات. C) تحليل لطخة غربية من البروتين HCV التعبير. تم الكشف عن بروتين سي NS3 ويستخدم بيتا الأكتين كعنصر تحكم الخلوية. د) الفحص المناعي للتحقيق في تكاثر الفيروس. في 96 ساعة بعد electroporation تم إصلاح الخلايا والتعرض للIMMunostaining للبروتين HCV RNA وNS5A المزدوج تقطعت بهم السبل (س RNA)، وهو علامة لHCV RNA سيطة النسخ المتماثل. وتصور نوى مع هويشت صمة عار (شريط مقياس 50 ميكرون). HPT: ساعة بعد ترنسفكأيشن الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4. فحص العدوى من التهاب الكبد الوبائي من النوع البري وقياس عيار الفيروس. أ) استخدمت الخلايا السذاجة هوه 7.5.1 للدراسات العدوى. وتعرض طاف خالية من الخلايا التي تم جمعها في 48 و 96 ساعة بعد ترنسفكأيشن (HPT) من HCV RNA إلى 10 أضعاف التخفيف المتسلسل وإضافتها إلى الخلايا في لوحة 96 جيدا في ثلاث نسخ. 72 ساعة بعد الإصابة، تم إصلاح الخلايا وimmunostained لبروتين سي NS5A. الخلايا مع Nيصاب S5A تلطيخ إيجابية (الحمراء) مع الفيروس. لتقييم تشكيل وحدة البؤر (FFU)، وقد عد البؤر الإيجابية على أعلى التخفيف. وتظهر لوحات ممثل الصور (شريط مقياس 100 ميكرون). ب) يتم عرض متوسط القيم والانحرافات المعيارية من عيار الفيروسية في FFU في الملليمتر الواحد في الرسم البياني. لم متحولة فارغة البلمرة لا تنتج جزيئات معدية. WT: من النوع البري؛ بول:. فارغة البلمرة الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 5. تقييم تكرار الجينوم والعدوى مراسل سي. A) ويرد الكرتون من intragenotype 2A الفيروس مراسل خيالية. والجين luciferase المراسل Renilla هو إدراج inframويرد الإلكترونية بين 5'NTR والأساسية. ب) حركية تكرار الجينوم من نوع البرية والفيروسات مراسل بول متحولة في الوقت المشار إليه يشير آخر ترنسفكأيشن في الرسم البياني. تم حصادها لست] البروتين في 6 ساعة، 48 ساعة و 96 ساعة نقاط زمنية لقياس Renilla luciferase المراسل النشاط الأنزيمي. يتم عرض المتوسط والانحراف المعياري وتحسب من ثلاث نسخ Renilla القيم luciferase المراسل (RLV) لكل الفيروس في الرسم البياني. C) يبين لوحة النشاف الغربية البروتين التعبير HCV NS3. A مستضد غير محددة الكشف عنها بواسطة NS3 الأجسام المضادة الأولية بمثابة تحكم التحميل. البرية من نوع (WT) فيروس مراسل تنتج مستوى عال من البروتين NS3. D) تحليل العدوى بالفيروس. تم تلقيح السذاجة هوه 7.5.1 مع الخلايا طاف خالية من الخلايا التي تم الحصول عليها من ثقافة transfected في 48 ساعة و 96 نقطة الساعة ساعة. تم قياس أنشطة luciferase المراسل Renilla من الخلايا المصابة في 48 ساعة بعد العدوى.يتم عرض القيم المتوسطة مع انحراف معياري في الرسم البياني. الفيروس بول مراسل المصابين زيارتها خلايا مستوى الخلفية فقط من luciferase النشاط، في حين WT الفيروس مراسل أظهرت مستوى عال من العدوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
فيروس التهاب الكبد C (HCV) هو أحد مسببات الأمراض البشرية الرئيسية التي تسبب اضطرابات الكبد، بما في ذلك تليف الكبد والسرطان. يعد نظام زراعة الخلايا المعدية لفيروس التهاب الكبد C ضروريا لفهم الآلية الجزيئية لتكاثر فيروس التهاب الكبد C وتطوير مناهج علاجية جديدة. نصف هنا بروتوكولا للتحقيق في مراحل مختلفة من دورة تكرار فيروس التهاب الكبد C.
نشكر F. Chisari على توفير خط خلية Huh-7.5.1. نود أن نشكر جوستين هو على تحرير المخطوطة. تم دعم هذا العمل من قبل جائزة البحوث البرنامجية المؤسسية لمركز Cedars-Sinai الطبي والمركز الوطني للنهوض بالعلوم الانتقالية ، UL1TR000124 Grant to V.A.
| دولبيكو s النسر المعدل s medium (DMEM) | Fisher Scientific | 10-017-CV | |
| حمض أميني غير أساسي | فيشر Scientific | MT25025CI | |
| HEPES | Life Technologies | 15630080 | |
| Glutamax | Life Technologies | 35050061 | |
| Opti-MEM Reduced Serum Medium ، لا يوجد Phenol Red | Life Technologies | 11058-021 | |
| Huh-7.5.1 | معهدسكريبس للأبحاث | تم تقديم خط الخلية من قبل الدكتور فرانسيس تشيساري للدكتور أروموغاسوامي بموجب MTA المنفذة بين معهد سكريبس للأبحاث ومركز سيدارز سيناي | |
| الطبي بلازميدات (pFNX-HCV و pFNX-HCV Pol null و pFNX-Rluc و pFNX-Rluc Pol null)   ؛ | مركزسيدارز سيناي الطبي | تم تصنيع بلازميدات فيروس التهاب الكبد C بواسطة الدكتور أروموغاسوامي باستخدام أوليغو نيوكليوتيدات متداخلة. | |
| شركة XbaI | New England Biolabs Inc. | R0145S | |
| مونج فول نوكليز | نيو إنجلاند بيولابز إنك. | نظام إنتاج الحمض النووي الريبيM0250S | |
| T7 RiboMAX Express على نطاق | واسعPromega | P1320 | |
| Rneasy Mini Kit | Qiagen | 74104 | |
| Nanodrop 2000 | Thermo Scientific | Nanodrop 2000 | |
| Electroporation Cuvette (4 مم) | Bioexpress | E-5010-4 | |
| Gene Pulser Xcell Total System | Bio-Rad | 165-2660 | |
| الفأر أحادي النسيلة المضاد للجسم المضاد dsRNA J2 & nbsp ؛ | الإنجليزية & الاستشارات العلمية Kft. | 10010200 | |
| الماعز المضاد للأرانب IgG Alexa Fluor 488 | Life Technologies | A11008 | |
| الماعز المضاد للأرانب IgG Alexa Fluor 594 | Life Technologies | A11020 | |
| حزمة غشاء PVDF | Bio-Rad | 162-0263 | |
| النشاف الصف الحليب الجاف غير الدسم | Bio-Rad | 170-6404XTU | |
| Tween-20 | Bio-Rad | 170-6531XTU | |
| المضاد لفيروس التهاب الكبد C NS3 [8 G-2] | Abcam | ab65407 | |
| المضاد لفيروس التهاب الكبد C NS3 [H23] | Abcam | ab13830 | |
| الماعز المضاد للفأر IgG المقترن ببيروكسيداز الفجل الحار (HRP) | شركةجاكسون لمختبرات الأبحاث المناعية | 115-035-003 | |
| Amersham ECL Prime Western Blotting Recodes | جنرال إلكتريك للرعاية الصحية لعلوم الحياة | RPN2236 | |
| SUPERSCRIPT III RT | Life Technologies | 18080085 | |
| SYBR QPCR SUPERMIX W / ROX | Life Technologies | 11744500 | |
| ViiA 7 نظام PCR في الوقت الفعلي | Life Technologies | NA | |
| Renilla Luciferase نظام الفحص | Promega | E2810 | |
| RNase | Free DNase Promega | M6101 | |
| GloMax-Multi Detection System (مقياس الإضاءة) | بروميجا |