人呼吸道合胞病毒(HRSV)可导致婴幼儿严重的细支气管炎。严重HRSV疾病发病机制的一部分由宿主免疫反应引起。利用HRSV刺激原代人免疫细胞,可提供一种快速且可重复的模型系统,用于研究炎症通路的活化及感染过程。
人呼吸道合胞病毒(HRSV)可导致婴幼儿严重的细支气管炎。严重HRSV疾病发病机制的一部分由宿主免疫反应引起。利用HRSV刺激原代人免疫细胞,可提供一种快速且可重复的模型系统,用于研究炎症通路的活化及感染过程。
人类呼吸道合胞病毒(HRSV)感染的疾病严重程度表现多样,从轻度感染到危及生命的细支气管炎不等。严重疾病发病机制的重要组成部分是增强的免疫反应,导致免疫病理损伤。
在此,我们描述了一种用于研究人类免疫细胞对HRSV感染免疫应答的实验方案。首先,我们介绍了HRSV的培养、纯化及定量方法。随后,我们描述了一种人类 体外 外周血单个核细胞(PBMC)经活体人呼吸道合胞病毒(HRSV)刺激的模型可用于研究多种可能影响疾病严重程度的参数,包括先天性和适应性免疫应答。这些应答可在转录和翻译水平进行检测。此外,可通过流式细胞术便捷地检测细胞的病毒感染情况。综上所述,利用活体HRSV刺激PBMC提供了一种快速且可重复的模型系统,用于探究HRSV诱导疾病的潜在机制。
人呼吸道合胞病毒(HRSV)是儿童下呼吸道感染最常见的病因。每年,有超过3300万名五岁以下儿童感染HRSV,导致超过300万例住院病例和近20万例死亡1。越来越多的证据表明,HRSV对老年人以及患有基础慢性疾病的成人也构成重大威胁2。
大多数婴幼儿感染HRSV后表现为轻微症状,类似于普通感冒,无需临床干预。然而,少数患者因重症毛细支气管炎需要住院治疗和机械通气。
HRSV 疾病发病机制的一部分是宿主对感染产生过度且不充分的免疫反应3,4。这一点可通过多项观察得到说明。病情最严重的时期通常出现在病毒感染达到高峰之后,更密切地与感染组织中的细胞浸润以及炎性细胞因子的释放相一致3。另一条证据来自20世纪60年代的甲醛灭活HRSV(FI-RSV)疫苗试验。该疫苗非但未能在婴幼儿中诱导保护作用,反而引发了过度的免疫反应,导致呼吸道疾病加重以及更高的发病率和死亡率。
为了研究人呼吸道合胞病毒(HRSV)感染的发病机制,已开发出多种模型。连续传代细胞系(如 HEp-2 和 A549)已被广泛用于体外研究 HRSV 感染。in vitro。上皮细胞是 HRSV 感染的主要靶细胞5,因此大量研究集中于这些细胞类型。然而,in vivo 的情况更为复杂,并不限于单一细胞类型。为了探究这些复杂的相互作用,已开发出多种动物感染模型用于研究 HRSV 的发病机制。迄今为止,已采用两种不同的策略,分别聚焦于异源(非人类)模型以及同源宿主-肺病毒模型。HRSV 的异源模型包括黑猩猩、绵羊、棉鼠和小鼠。在自然宿主中研究 RSV 感染时,分别使用牛 RSV 和肺病毒在牛和小鼠中进行研究。
尽管这些模型各自为疾病发病机制的研究提供了重要见解,但人呼吸道合胞病毒(HRSV)高度适应于人类宿主。因此,除了目前常用的细胞系和动物模型外,我们建议采用人原代外周血单个核细胞(PBMCs)作为HRSV刺激的模型。人PBMCs可来源于不同个体,有助于针对特定的研究问题开展研究,包括婴幼儿群体。6免疫功能低下者以及健康成人7 或老年个体8外周血单个核细胞(PBMCs)可用于研究感染的固有免疫特征以及针对病毒的适应性免疫应答。与人呼吸道合胞病毒(HRSV)疾病发病机制相关的重要炎症通路可在mRNA和蛋白质水平进行研究。此外,可通过流式细胞术检测病毒对(特定亚群)免疫细胞的感染情况。我们此前已利用该模型鉴定了HRSV感染与细菌配体胞壁酰二肽(MDP)协同作用在诱导促炎性细胞因子中的效应。7我们建议采用人原代PBMCs的HRSV刺激作为一种可靠、简便且快速的方法 体外 用于研究HRSV疾病发病机制中炎症通路的模型。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
注意:
HRSV 实验必须在生物安全二级实验室的生物安全柜中进行。由于存在生物危害,所有病毒废弃物及接触过病毒的材料均需收集并妥善处理。
使用可能被感染的人类血液时,必须采取特殊预防措施。
在整个实验方案中,必须使用无内毒素的试剂。
1. 人呼吸道合胞病毒 A2 株的培养
2. 人呼吸道合胞病毒(HRSV)的纯化
注意:在使用超速离心机之前,需了解其为一种潜在危险的设备。请阅读操作手册,并在有经验人员的监督下进行首次超速离心操作。
3. 人呼吸道合胞病毒(HRSV)的定量
注意:为确保数据可重复,至少重复定量实验3次,每次设2个复孔。
3.1. A549 细胞的感染
3.2. FACS 准备
3.3. FITC-50 计算

4. 从健康志愿者血液中分离外周血单个核细胞(PBMC)
5. 使用活体人呼吸道合胞病毒刺激外周血单个核细胞
6. 刺激信号的读取
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
本文所述的HRSV A2培养与纯化方法可获得每毫升2 × 107至2 × 108个经FITC-50定量的感染性病毒颗粒。显微镜分析结果(计数FITC染色的感染细胞,结果未显示)与FACS定量结果进行了比较(图1)。两种方法所得滴度相似,但FACS方法在不同实验间的标准偏差显著更低,且操作更为简便。
进行PBMC刺激实验时,我们推荐使用刺激物-组分法。该方法将实验条件分为刺激物条件和组分条件(图2)。刺激物条件为标准条件(例如 RPMI和HRSV),组分条件为测试条件(例如 RPMI、MDP和LPS)。每次实验均应包含阴性对照和阳性对照。本实验中,LPS为阳性对照,RPMI为阴性对照。当检测如TNFα和IL-1β等促炎性细胞因子时,LPS通常可用作阳性对照。刺激物-组分法可避免遗漏重要的对照条件。
刺激24小时后,外周血单个核细胞(PBMC)中不同细胞类型的感染率呈现剂量依赖性(
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
本研究中,我们证明了用HRSV感染PBMC是一种快速且可靠的模型系统,可用于研究炎症通路。为了刺激PBMC,需要制备并定量HRSV病毒原液。
多种细胞系均易受人呼吸道合胞病毒(HRSV)感染。用于培养HRSV最常用的细胞系包括HEp-2、HeLa 和Vero细胞。然而,我们不推荐使用Vero细胞培养HRSV,因为已有研究表明,在Vero细胞中培养HRSV会导致HRSV的G蛋白发生截短10。此外,由于存在产生缺陷型干扰颗粒(defective interfering particles, DIPs)的风险,进行病毒培养时应始终使用较低的病毒感染量11。缺陷型干扰颗粒是指缺失部分或全部基因组的病毒颗粒,因此无法独立引发感染,必须依赖完整的感染性病毒才能复制。由于其基因组较小,DIPs的复制效率高于完整病毒,可能导致大量非感染性颗粒的产生。这些DIPs无法通过依赖病毒复制的定量技术检测出来,但在免疫细胞刺激实验中可能被识别。因此,必须尽可能将DIPs的水平控制在最低。Treuhaft 等的研究表明,当使用0.1的感染...
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
我们没有需要披露的内容。
RSV A2 由荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯医学中心(Erasmus MC)的 R. de Swart 博士惠赠。MV 和 GF 得到了由荷兰政府项目编号 FES0908 资助的 Virgo 联盟以及荷兰基因组倡议(Netherlands Genomics Initiative,NGI)项目编号 050-060-452 的支持。资助方在研究设计、数据收集与分析、发表决定或稿件撰写过程中均未发挥任何作用。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 试剂 | |||
| PBS | Lonza | BE17-516F | 不含 Ca2+、Mg2+ 和酚红的 PBS |
| HBSS | Invitrogen | 14025-100 | 含钙、镁,不含酚红的 HBSS |
| DMEM | Invitrogen | 31966-047 | 高糖 DMEM,含 GlutaMAX 和丙酮酸钠 |
| RPMI | Invitrogen | 72400054 | RPMI 1640 培养基,含 GlutaMAX 和 HEPES |
| 低血清培养基(Opti-MEM) | Invitrogen | 51985-026 | Opti-MEM I 低血清培养基,含 GlutaMAX |
| FCS | Greiner Bio-one | 胎牛血清(FBS) | |
| BSA | Sigma Aldrich | A7030 | 牛血清白蛋白 |
| P/S | Invitrogen | 15140-122 | 青霉素-链霉素溶液(液体) |
| 胰蛋白酶 | Invitrogen | 25300-054 | 0.05% 胰蛋白酶-EDTA(1×),含酚红 |
| HeLa 细胞 | ATCC | CCL-2 | |
| A549 细胞 | ATCC | CCL-185 | |
| 蔗糖 | Sigma Aldrich | S7903 | 生物级蔗糖(BioXtra),≥99.5% |
| IgG2 抗小鼠-FITC | BD Pharmingen | 555057 | 小鼠 IgG2b κ FITC 同型对照 |
| 抗 RSV-NP-FITC | Abcam | ab25849 | 抗呼吸道合胞病毒抗体 [671](FITC 标记) |
| 密度梯度介质(Lymphoprep) | Axis-Shield | 1114545 | |
| EDTA 抗凝管 | BD Biosciences | 367525 | |
| 丙酮 | Merck Millipore | 1000141000 | 分析纯丙酮 |
| 材料 | |||
| 离心管 | Beckman Coulter | 326823 | 薄壁聚丙烯离心管,38.5 ml,25 mm × 89 mm |
| SureSpin 630 转子(带 36 ml 吊篮) | Sorvall | 79368 | 摆动式钛合金转子 |
| Sorvall WX80 超速离心机 | Sorvall | 46900 | |
| CB 150l CO2 培养箱 | Binder |
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
申请许可以重复使用本 JoVE 文章的文本或图表
申请许可