نحن هنا وصف وضعت حديثا فيروس التهاب الكبد B (HBV) نظام مراسل لمراقبة مراحل مبكرة من دورة حياة الالتهاب الكبدي الوبائي. وهذا مبسطة في نظام المختبر مساعدة في فحص وكلاء مكافحة الالتهاب الكبدي الوبائي باستخدام استراتيجية عالية الإنتاجية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
نحن هنا وصف وضعت حديثا فيروس التهاب الكبد B (HBV) نظام مراسل لمراقبة مراحل مبكرة من دورة حياة الالتهاب الكبدي الوبائي. وهذا مبسطة في نظام المختبر مساعدة في فحص وكلاء مكافحة الالتهاب الكبدي الوبائي باستخدام استراتيجية عالية الإنتاجية.
حاليا ، من الممكن بناء أشكال مؤتلفة من فيروسات مختلفة ، مثل فيروس نقص المناعة البشرية 1 (HIV-1) وفيروس التهاب الكبد C (HCV) ، التي تحمل جينات غريبة مثل بروتين المراسل أو العلامة في جينوماتها. عادة ما تحاكي هذه الفيروسات المؤتلفة بأمانة دورة حياة الفيروس الأصلي في الخلايا المصابة وتظهر نفس الاعتماد على نطاق المضيف. يتيح تطور الفيروس المؤتلف الفحص الفعال للمثبطات وتحديد عوامل مضيفة محددة. ومع ذلك ، كان بناء فيروس التهاب الكبد B المؤتلف (HBV) صعبا حتى الآن بسبب قيود تجريبية مختلفة. القيد الرئيسي هو حجم الجينوم المضغوط لفيروس التهاب الكبد B ، وحجم الجينوم الصارم إلى حد ما الذي لا يتجاوز 1.3 حجم جينوم ، والذي يجب تعبئته في فيريونات. وبالتالي ، يجب أن يكون حجم الجين الأجنبي المراد إدخاله أصغر من 0.4 كيلو بايت إذا لم يتم إجراء حذف للحمض النووي للجينوم. لذلك ، للتغلب على هذا القيد في الحجم ، يلزم حذف بعض الحمض النووي لفيروس التهاب الكبد Bv. هنا ، نبلغ عن بناء فيروس التهاب الكبد B المؤتلف الذي يشفر جين المراسل لمراقبة المرحلة المبكرة من دورة النسخ المتماثل لفيروس التهاب الكبد B عن طريق استبدال جزء من منطقة الترميز الأساسية لفيروس التهاب الكبد B بجين المبلغ عن طريق حذف جزء من منطقة ترميز فيروس التهاب الكبد B pol. كان الكشف عن عدوى فيروس التهاب الكبد B المؤتلف ، الذي يراقبه نشاط المراسل ، شديد الحساسية وأقل تكلفة من الكشف باستخدام الطرق التقليدية المتاحة حاليا لتقييم العدوى بفيروس التهاب الكبد B. سيكون هذا النظام مفيدا لعدد من التطبيقات بما في ذلك الفحص عالي الإنتاجية لتحديد مثبطات مضادات التهاب الكبد B والعوامل المضيفة والخلايا المعرضة للفيروسات.
عدوى مزمنة بفيروس التهاب الكبد B (HBV) هو عامل خطر رئيسي لأمراض الكبد المزمنة 1. وعلى الرغم من الاستراتيجيات العلاجية الحالية القائمة على النظير النوكليوتيدات التي تمنع الالتهاب الكبدي الوبائي وظيفة بول و / أو إدارة من النوع الأول الإنترفيرون الذي ينشط الاستجابات المناعية عند الأفراد المصابين وكذلك قمع غير مباشرة انتشار الالتهاب الكبدي الوبائي من خلال حفز الانترفيرون وظائف الجينات 2، ويمكن لهذه العلاجات لا يلغي الالتهاب الكبدي الوبائي الحمض النووي تماما 3. وعلاوة على ذلك، فإن ظهور HBVs التي تقاوم عوامل مضادة للبول هو من القلق 4. وقد أظهرت إدارة جنبا إلى جنب العوامل المضادة للفيروسات التي تستهدف بشكل مباشر على الخطوات المختلفة لفيروس نقص المناعة البشري (HIV) أو التهاب الكبد الوبائي (سي) دورة الحياة لقمع بنجاح أو القضاء على فيروس (الخانات). مشابهة لهذه الفكرة، ووضع مكافحة الالتهاب الكبدي الوبائي وكيل (ق) التي تعمل مباشرة على مراحل مختلفة من Hدورة الحياة BV مهمة لتأسيس العلاجات الالتهاب الكبدي الوبائي في المستقبل.
بشكل عام، وإنشاء بسيط في نظام الثقافة المختبر من الفيروس هدف يسهل تطوير عوامل مضادة للفيروس. ومع ذلك، هناك اثنين على الاقل من الحواجز التي تحول دون تطوير نظم الاستزراع في المختبر لفحص عوامل مضادة للالتهاب الكبد البائي. الأول هو عدم وجود نظام في المختبر زراعة الخلايا مناسب لفيروس التهاب الكبد B عدوى / انتشار الأسلحة النووية. على عكس غيره من الفيروسات، مثل فيروس نقص المناعة البشرية والتهاب الكبد الوبائي، والتي تم نشرها في خطوط الخلايا المعمول بها، فإنه من الصعب زراعة الالتهاب الكبدي الوبائي في المختبر بسبب القيود التجريبية بما في ذلك مجموعة المضيف ضيق. استخدام نظم محددة ثقافة الخلية مثل خط خلية الكبدي البشري HepaRG، الذي هو عرضة للعدوى الالتهاب الكبدي الوبائي، 5، 6، وقد وضعت 7 إلى التغلب على هذه المشاكل. وعلاوة على ذلك، فإن الخلايا PXB، معزولة عن يوروكيناز-تايالمؤسسة العامة المنشط plasminogen المعدلة وراثيا / الفئران SCID تلقيح مع الكبدية الإنسان الأساسية (PHH) عرضت، لتكون عرضة للعدوى الالتهاب الكبدي الوبائي وتكرار 8. ومع ذلك، مستويات تكرار الالتهاب الكبدي الوبائي في HepaRG تعتمد على حالة التمايز الخلوي بعد والثقافة، والذي يمكن أن يسبب نتائج غير متناسقة وirreproducible من مستويات العدوى / تكرار الالتهاب الكبدي الوبائي. يستخدم PXB عادة للتجارب العدوى ولكن محدودة بسبب توافره. والالتهاب الكبدي الوبائي محرض خط خلية التعبير التتراسيكلين، HepAD38، كما تم استخدامها على نطاق واسع لدراسة تكرار الالتهاب الكبدي الوبائي، ولكن هذا النظام يسمح فقط تقييم بعد النسخ وليس في خطوة دخول العدوى 9. في الآونة الأخيرة، سمحت تحديد ببتيد الصوديوم توروكولات cotransporting (NTCP) بمثابة مستقبلات وظيفية لHBV تطوير نظام الثقافة HBV متغير 10. في الواقع، NTCP التعبير في خلايا سرطانة الكبد غير عرضة مثل Huh7 وHepG2 تمكن عدوى الالتهاب الكبدي الوبائي (10) وبالتالي، تم توسيع وتنويع اختياراتك في خطوط الخلايا عرضة HBV، وحل العديد من القيود التجريبية. المشكلة الثانية هي عدم وجود نظام فحص بسيط لتقييم العدوى والتكرار. وعادة ما يتم إجراء تقييم العدوى عن طريق تحليل HBV DNA و RNA والبروتينات. ومع ذلك، وتحديد حجم هذه العلامات الفيروس هو مضيعة للوقت، في كثير من الأحيان مكلفا وليس بسيطا دائما. لذلك، وتطوير نظام فحص بسيط، مثل استخدام الجينات المراسل، قد تغلب على المشاكل المرتبطة بنظم HBV فحص.
ومع ذلك، لأن حجم الجينوم التي يمكن تعبئتها إلى القفيصة HBV محدودة - أقل من 3.7 كيلو بايت 11 - حجم الجين مراسل يجب أن تكون قصيرة قدر الإمكان. وعلاوة على ذلك، فإن وجود عناصر رابطة الدول المستقلة المتعددة المنتشرة في جميع أنحاء الجينوم، التي تعتبر ضرورية لتكاثر الفيروس، يحد من الوظائف المتاحة لفي sertion من الجين مراسل في الجينوم. وقد حاول العديد من التقارير لادخال الجينات الغريبة، بما في ذلك فيروس نقص المناعة البشرية-1 تات والأخضر بروتين فلوري، وعن dsRed، في جينوم فيروس الالتهاب الكبدى ب 11 و 12 و 13. ومع ذلك، هذه HBVs المؤتلف ليست مفيدة لفحص الالتهاب الكبدي الوبائي عدوى / التكرار، أو لفحص عالية الإنتاجية من العوامل التي تؤثر عدوى الالتهاب الكبدي الوبائي / النسخ المتماثل. هذا هو السبب الرئيسي لانخفاض الإنتاجية من الفيروسات المؤتلف وانخفاض كثافة التعبير مراسل الجينات التي تسببها إنتاج فيروس فعالة.
للتغلب على هذه القضايا، فإننا شيدت HBV مراسل مع ارتفاع العائد من إنتاج فيروس. هذا الفيروس حساس للغاية لرصد المراحل المبكرة من دورة النسخ المتماثل HBV، من الدخول إلى النسخ. ولتحقيق ذلك، تم اختيار NanoLuc (NL) باسم الجينات علامة لأنه هو صغير (171 الأحماض الأمينية) هندستها مراسل الانارةالطبقة = "XREF"> 14. وعلاوة على ذلك، NL ما يقرب من 150 أضعاف أكثر إشراقا من يراعة أو Renilla وسيفيراز، وردود الفعل الانارة هو ATP مستقل، مما يشير إلى أن معدل ضرب كاذبة سوف تكون منخفضة للكشف عن الإنتاجية العالية. كفاءة إنتاج HBV المؤتلف حوالي 1/5 من الوالد الالتهاب الكبدي الوبائي، وتشبه إلى مستويات ذكرت بحثا عن الفيروسات المؤتلف HBV السابقة؛ ومع ذلك، فإن سطوع NL يتغلب على قضايا الإنتاجية فيروس لذلك يمكن استخدامها لفحص كتلة من عوامل مضادة للالتهاب الكبد البائي.
فحص وكلاء مكافحة الالتهاب الكبدي الوبائي باستخدام خلايا الكبد الأولية، قد يكون HepaRG، HepAD38 وخلايا الكبد NTCP-transduced مفيدة لفحص وكلاء مكافحة الالتهاب الكبدي الوبائي من الطريقة التقليدية (ق). ومع ذلك، فإن النظام المذكور هنا له مزايا عديدة مثل معالجة بسيطة، وحساسية عالية، والتكلفة المنخفضة للفحص. هذه المزايا هي مناسبة لفحوصات إنتاجية عالية لتطوير وتحديد عوامل الالتهاب الكبدي الوبائي الجديد لأغراض علاجية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إنتاج المؤتلف HBV ترميز البروتين مراسل
2. العدوى من فيروس التهاب الكبد B المؤتلف
3. تحليل
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويبين الشكل 1 تخطيطي للجينوم فيروس التهاب الكبد B، الرنا كتب والبروتينات الفيروس والمنطقة الترميز على الجينوم. وأشار أيضا الجين مراسل وموقعها في الجينوم. ويبين الشكل 2 HBV البلازميد مراسل ومساعد البلازميد التي تحتوي على الجين المراسل. شيد مراسل pUC1.2HBV / NL بحذف مواقف النوكليوتيدات 223-811 من موقع بدء النسخ من preCore مرنا من pUC1.2HBV 16 ثم ادخال الجين المراسل. تم إنشاء pUC1.2HBVdelta مع ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الجينوم HBV أربعة إطارات الابتدائية مفتوحة القراءة (ORFS) بما في ذلك النواة، البلمرة، السطحية وX ORFS (الشكل 1). وينظم النسخ من هذه ORFS أربعة HBV بإحكام من قبل أربعة مروجين: المروج precore / الأساسية التي تحتوي على محسن الثاني، S1 المروج، والمروج S2 وX المروج التي تحتوي على محسن عمري 18 سنة. وترجم من mRNAs 3.5 كيلو بايت و 3.4 كيلوبايت إلى PreCore والأساسية البروتينات، على التوالي. يتم إنتاج بروتين ظرف كبير (L) من أكبر مرنا subgenomic (2.5 ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.
تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل برنامج أبحاث التهاب الكبد التابع للوكالة اليابانية للبحث والتطوير الطبي (AMED) والمنح في الإيدز للبحث العلمي من وزارة التعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا (MEXT) اليابانية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Nano-Glo Luciferase Assay Regent | Promega | N1110 | |
| Penicillin-Streptomycin Mixed Solution | Nacalai tesque | 09367-34 | |
| محلول الأحماض الأمينية غير الأساسية MEM | 11140050 | Thermo Fisher Scientific | |
| DMEM | Thermo Fisher Scientific | 11995065 | |
| Opti-MEM I مصل منخفض متوسط | حراري فيشر Scientific | 31985070 | |
| 100 مم / طبق مطلي بالكولاجين | Iwaki | 4020-010 | |
| Lipofectamine 3000 كاشف | تعداء حراري فيشر L3000001 | ||
| بولي إيثيلين جلايكول (PEG) 6000 ؛ | سيجما ألدريتش | 81255 | |
| بولي إيثيلين جلايكول (PEG) 8000 ؛ | Sigma-Aldrich | 89510 | |
| NaCl | Nacalai tesque | 31319-45 | |
| 0.5 مول / لتر EDTA Solution | Nacalai tesque | 06894-14 | |
| Tris-HCl | Nacalai tesque | 35434-21 | |
| Millex-HP ، 0.45 & م ، بولي إيثر سلفون ، مرشح | ميرك ميليبور | SLHP033RS | |
| ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) | سيجما ألدريتش | D2650 | |
| الكولاجين المطلي بلوحة 96 بئر | Corning | NO3585 | |
| التحلل السلبي 5x العازلة | Promega | E1941 | |
| GloMax 96 Microplate Luminometer | Promega | E6501 | |
| السكروز | Nacalai tesque | 30403-55 | |
| لوحة مقياس الإضاءة | Greiner bio-one | 655075 | |
| HepG2-NTCP1-myc-clone22 | - | المرجع 15 | |
| pUC1.2HBV دلتا إبسيلون | - | المرجع 15 | |
| pUC1.2HBV / NL | - | المرجع 15 | |
| أنبوب 50 مل | Violamo | 1-3500-02 | |
| Anti-Myc الأجسام المضادة | سيجما ألدريتش | C3956 | |
| HBIG | منظمة منتجات الدم | اليابانية-IFN | |
| -& بيتا; | موشيدا للأدوية | 14987224005413 | |
| الهيبارين | سيجما ألدريتش | H3393 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.