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Research Article
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Erratum Notice
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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
在这里,我们提供了生产,纯化和定量高滴度重组新城疫病毒的详细程序。该方案始终产生>6×109 个斑块形成单位/ mL,提供适合体内动物研究 的 病毒量。描述了确保 体内 安全性的其他质量控制测定。
新城疫病毒(NDV),也称为禽原原变异病毒血清型-1,是一种阴性单链RNA病毒,已被开发为溶瘤病毒和病毒载体疫苗。NDV是一种有吸引力的治疗和预防药物,因为它具有良好的反向遗传学系统,有效的免疫刺激特性和出色的安全性。当作为溶瘤病毒或病毒载体疫苗给药时,NDV会引起强大的抗肿瘤或抗原特异性免疫反应,激活免疫系统的先天性和适应性臂。
鉴于这些理想的特征,NDV已在许多临床试验中进行了评估,并且是研究最充分的溶瘤病毒之一。目前,有两项涉及NDV的注册临床试验:一项评估用于SARS-CoV-2(NCT04871737)的重组NDV载体疫苗,另一项评估编码白细胞介素-12的重组NDV与抗PPD-L1抗体Durvalumab(一种抗PD-L1抗体(NCT04613492)的组合。为了促进这种非常有前途的病毒载体的进一步发展,需要简化用于生成高滴度, 体内级重组NDV(rNDV)的方法。
本文描述了在特定无病原体(SPF)胚胎化鸡蛋中扩增rNDV和从尿囊液中纯化rNDV的详细程序,并改进以减少纯化过程中的损失。还包括推荐的质量控制测定的描述,应进行这些测定以确认缺乏污染物和病毒完整性。总体而言,该详细程序能够合成、纯化和储存高滴度、 体内级、重组、致慢和中生 NDV,用于临床前研究。
新城疫病毒,也称为禽原原病毒-1,是一种包膜性禽副粘液病毒,有可能用作溶瘤病毒或病毒载体疫苗1,2,3,4,5,6,7。最近,设计用于表达SARS-CoV-2的刺突蛋白的NDV已被描述为小鼠和仓鼠挑战模型7,8,9中的有效鼻内疫苗。当用作癌症免疫疗法时,它导致先天免疫细胞的募集,特别是自然杀伤细胞,产生I型干扰素,并产生抗肿瘤特异性T细胞10,11,12,13。除了这些有效的免疫刺激特性外,NDV还具有很强的安全性,并且具有完善的反向遗传学系统14,15。这些理想的特征促使在众多临床前和人体临床试验(NCT04871737,NCT01926028,NCT04764422)16,17中评估NDV。为了进一步发展这种非常有前途的免疫刺激病毒载体,需要详细的方法来生产和纯化可以在 体内安全施用的高滴度超纯NDV。
由于NDV是一种禽副粘病毒,因此最常在胚胎鸡蛋中扩增。虽然有基于细胞的系统可用于繁殖NDV,但大多数系统无法产生类似于胚胎鸡蛋18中达到的滴度。然而,在鸡蛋中生产NDV存在一些缺点,包括基于鸡蛋的生产冗长且不易扩展,采购大量SPF鸡蛋可能会有问题,并且存在鸡蛋过敏原污染的可能性13,18,19,20.最近,一组研究表明,在无血清培养基中悬浮液中生长的Vero细胞可以支持NDV的复制,其滴度与纯化21之前在鸡蛋中达到的滴度相当。然而,这需要病毒的连续传代以使病毒适应Vero细胞,并且仍然需要优化从悬浮液Vero细胞纯化NDV的方法21。
如前所述,用于纯化高滴度 体内级病毒的方法因问题22中的病毒而异。有一个完善的反向遗传学系统可用于产生重组NDV。该过程涉及使用cDNA克隆,辅助质粒和表达T7 RNA聚合酶的帮助病毒,先前已详细描述15,23。该方案可应用于致慢性或中源性 NDV。该方案中描述的病毒是一种重组中观NDV,编码来自 维多利亚 水母的绿色荧光蛋白(GFP),作为单独的转录单元插入病毒P和M基因之间,因为这以前被描述为外来转基因插入24的最佳位点。
封闭的方法根据其大小(范围为100至500nm)和密度15概述了NDV的纯化。这使得从接收卵到最终滴度,在大约3周内产生 体内级高滴度的NDV储液。描述了大规模生产基于鸡蛋的病毒时经常使用的技术,例如切向流过滤,深度过滤和密度梯度超速离心,从而使这些方法能够转化为更大规模的生产。前面描述的用于纯化NDV的技术已经通过掺入病毒稳定缓冲液,在密度梯度超速离心期间使用碘克沙醇以及描述各种质量控制措施来确保 体内级质量15而得到改进。这使得 体内级NDV的纯化达到3×10 10 PFU / mL从0.8至1.0L 的尿囊流体中达到3×PFU / mL。
所有涉及使用动物的工作均由圭尔夫大学动物护理委员会根据加拿大动物护理委员会批准。所有工作均在加拿大的生物安全2级(BSL2)实验室进行,其中中胚层NDV是风险组2病原体。为了安全和无菌目的,NDV扩增和纯化所涉及的所有步骤都应在IIA型生物安全柜中进行。
1. 使用指定的无病原体胚胎鸡蛋扩增NDV
2. 从尿囊液中纯化NDV
3. 质量控制分析
(1)收获尿囊液
由于尿囊液是从胚胎鸡蛋中收获的,它应该看起来清晰透明。如果流体显示为不透明和黄色,则表示存在污染物。在纯化过程中加入这种尿囊流体会阻碍纯化过程,因为压力会迅速上升并超过10 psi,导致病毒剪切和传染性病毒的丢失。出现血性的尿囊液表明卵子接种了过多的病毒PFU。这批卵子的产量将大大低于预期,并且这种病毒不太可能 在体内使用。 接种有致近性NDV的卵子在72小时后仍应具有明显的脉管系统,并且胚胎不应死亡,如图 1所示。如果他们有,这表明胚胎已经以某种方式受损或污染。
碘克沙醇密度梯度超速离心
超速离心后,高滴度,白色,含NDV的条带应位于10%至20%梯度之间(图4B)。
SDS-PAGE 凝胶的考马斯染色
图5 显示了未纯化(泳道2)和纯化病毒库(泳道3)之间的区别。两者的比较表明,污染蛋白质条带的强度显着降低,纯化的病毒储液中出现了显性NDV条带。
通过 TCID 50 定量病毒滴度
如果在滴定NDV浓缩储备时使用推荐的条件,CPE应在24小时后明显(图6)。与滴度的相似热源菌株NDV相比,CPE在同一时间点的中观菌株中更为明显。
8周龄BALB/C小鼠的急性毒性分析
当静脉注射1×10 8 PFU时,应监测小鼠的不良反应,例如体重减轻>20%,褶皱的外套,驼背的姿势和呼吸异常。在最初的24-36小时内,小鼠将开始减肥,并可能发展出褶皱的外套和驼背的姿势。然而,如果病毒足够纯净,小鼠开始恢复,正如36小时后体重增加以及姿势和皮毛状况的改善所观察到的那样。在36小时之前没有显示出这些恢复迹象的小鼠应继续密切监测终点标准。通常,这是由于滴定不准确而发生的,可能是由于病毒颗粒的聚集。

图1:从指定的无病原体胚胎化鸡蛋中感染和收获NDV. (A)网状脉管系统(箭头),除了胚胎运动外,孵育9天后应该很明显。"X"表示绒毛膜和气腔之间的界面,以及应该为接种卵子而产生孔的位置。(B)描绘死亡胚胎的图像。注意没有网状脉管系统。还将观察到缺乏胚胎运动。(C)胚胎化鸡蛋的成分图,显示气腔,卵黄囊,羊膜,绒毛膜和尿囊的位置。(D)取出外壳以暴露绒毛膜。(E)说明绒毛膜打开后,尿囊液和胚胎的外观。缩写:NDV = 新城疫病毒。 请点击此处查看此图的大图。

图2:用于深度过滤的装置的一般装配示意图。 确保压力表安装在深度过滤器的上游。 请点击此处查看此图的大图。

图 3:不同配置的切向流过滤设置。箭头显示流体流动的方向。 (A) TFF盒式磁带如何组装的图示。(B) 在净化和浓缩流体期间使用的TFF系统"开放"配置的示意图。(C) 从系统中洗脱流体时TFF设置的示意图,用于洗脱病毒和清洁溶液。(D) TFF系统"封闭"配置的示意图,用于清洁TFF系统。缩写:TFF = 切向流过滤。 请点击此处查看此图的大图。

图4:密度梯度超速离心和透析来自TFF的浓缩病毒(A)显示碘克沙醇密度梯度的组成示意图。(B)在纯化过程中使用ML缓冲液对产生的病毒进行超速离心后的病毒条带模式。主要的含病毒带由黑色椭圆形表示。(C)透析程序结束时通过碘克沙醇梯度制备的装有10mL病毒的透析盒的典型尺寸。简称:TFF =切向流过滤;ML = 甘露醇-赖氨酸。请点击此处查看此图的大图。

图 5:考马斯染色的 SDS-PAGE 凝胶。 凝胶比较了上样1×105 PFU时未纯化(泳道2)和纯化(泳道3)中观NDV储液之间是否存在污染蛋白。泳道 1 和 4 = 分子量梯度 (MW)。NDV HN,F0及其在裂解后的亚基F1 和F2,以及它们各自的分子量27 以白色字体显示。缩写:SDS-PAGE =十二烷基硫酸钠 - 聚丙烯酰胺凝胶电泳;NDV = 新城疫病毒;PFU = 斑块形成单位;HN = 血凝素;F0 = 融合。 请点击此处查看此图的大图。

图 6:用于通过 TCID50 测定病毒滴度的 96 孔板布局示例。 将板分成12列,每列代表不同的连续稀释。阳性孔(由 CPE、转基因表达或 IFA 确定)以灰色表示。给定本例中正孔的数量,使用斯皮尔曼-卡伯滴度计算器(表 2)后的预期滴度列在 TCID50/mL 和 PFU/mL 中。缩写:TCID50 =中位组织培养感染剂量;CPE = 细胞病变作用;IFA = 免疫荧光测定;PFU = 牙菌斑形成单位。 请点击此处查看此图的大图。
作者没有利益冲突需要声明。
在这里,我们提供了生产,纯化和定量高滴度重组新城疫病毒的详细程序。该方案始终产生>6×109 个斑块形成单位/ mL,提供适合体内动物研究 的 病毒量。描述了确保 体内 安全性的其他质量控制测定。
J.G.E.Y是安大略省兽医学院博士奖学金和安大略省研究生奖学金的获得者。这项工作由加拿大自然科学和工程研究委员会资助SKW(资助#304737)和LS(资助#401127)。
| 0.25% 胰蛋白酶 | HyClone | SH30042.02 | |
| 1 mL 滑头注射器 | BD | 309659 | |
| 10 mL Luer-Lok 注射器 | BD | 302995 | |
| 10% 聚维酮碘溶液 | LORIS | 109-08 | |
| 15 mL 锥形管 | Thermo-Fisher | 14955240 | |
| 18G x 1 1/2 in 平头填充针 | BD | 305180 | |
| 18G x 1 1/2 in 精密滑动针 | BD | 305196 | |
| 25 G x 5/8 in 针 | BD | 305122 | |
| 2-巯基乙醇 | Thermo-Fisher | 03446I-100 | |
| 30% 丙烯酰胺/双溶液 37.5:1 | BioRad | 1610158 | |
| 4% 多聚甲醛-PBS | Thermo-Fisher | J19943-K2 | |
| 5 mLLuer-Lok 注射器 | BD | 309646 | |
| 96 孔组织培养板 - 平底 | Greiner Bio One | 655180 | |
| 醋酸、冰川 | 热 Thermo-Fisher | A38-212 | |
| 琼脂糖 | Froggabio | A87-500G | |
| Alexa-Fluor 488 山羊抗小鼠 | Invitrogen | A11001 | |
| Allegra X-14 离心机 | Beckman库尔特 | B08861 | |
| 过硫酸铵 | BioRad | 161-0700 | |
| 漂白剂 (5%) | Thermo-Fisher | 36-102-0599 | |
| 宽、无锯齿的尖镊子 | Thermo-Fisher | 09-753-50 | |
| 溴酚蓝 | Sigma-Aldrich | 114405-25G | |
| Centramate 盒式支架 | PALL | CM018V | |
| ChemiDoc XRS+ | BioRad | 1708265 | |
| CO2 培养箱 | Thermo-Fisher | ||
| 考马斯亮蓝 R-259 | Thermo-Fisher | BP101-50 | |
| DF1 细胞 | ATCC | CRL-12203 | |
| 饮食凝胶恢复 | ClearH2O,INC | 72-01-1062 | |
| 数字 1502 运动员鸡蛋孵化器 | Berry Hill | 1502W | |
| D-甘露醇 | Sigma-Aldrich | M4125-500G | |
| 鸡蛋烛 | Berry Hill | A46 | |
| 乙醇 (70%) | Thermo-Fisher | BP82031GAL | |
| 乙二胺四乙酸 (EDTA) 溶液,pH 值 8.0,0.5 M H2O | Thermo-Fisher | BP2482-500 | |
| 内螺纹三通接头,尼龙,1/8 英寸NPT(F) | Cole-Parmer | 06349-50 | |
| 胎牛血清 | Gibco | 12483-020 | |
| 细尖高精度镊子 | Thermo-Fisher | 22-327379 | |
| 荧光显微镜 | 蔡司 AXIO | 如果不进行 IFA 或 NDV 不编码荧光蛋白,则不需要 | |
| 冻干系统 Freezone 4.5 | LABCONCO | ||
| GiBOX 凝胶成像仪 | 琼脂糖凝胶 | ||
| 甘油 | Thermo-Fisher | G33-1 | |
| 甘氨酸 | Thermo-Fisher | BP381-5 | |
| 高容量 cDNA 逆转录酶试剂盒 | Thermo-Fisher | 4368814 | |
| 高葡萄糖 Dulbecco 改良必需培养基 | Cytiva | SH30022.01 | |
| 湿度套件 | Berry Hill | 3030 | |
| 碘克沙醇 | Sigma-Aldrich | D1556 | 碘克沙醇水溶液 60% (w/v) 溶液(无菌) |
| L-赖氨酸一盐酸盐 | Sigma-Aldrich | 62929-100G-F | |
| 外螺纹和内螺纹 Luer-Lok A 1/8 英寸国家管螺纹,NPT | Cole-Parmer | 41507-44 | |
| Masterflex L/S 数字驱动器 | Cole-Parmer | RK-07522-20 | 带数字显示的蠕动泵 |
| 用于精密管的 Masterflex L/S Easy Load 泵头 | Cole-Parmer | RK-07514-10 | |
| Masterflex 硅胶管(铂金) L/S 16 | Cole-Parmer | 96420-16 | BioPharm 铂金固化硅胶 |
| MC Pro 5 热循环仪 | Eppendorf | EP950040025 | |
| Methanol | Thermo-Fisher | A412-4 | |
| Mini Protean Tetra Cell | BioRad | 1658000EDU | SDS-PAGE 铸型和正在运行的 appartus |
| 小鼠抗 NDV | Novus Biologicals | NBP2-11633 | 克隆 6H12 |
| 正常山羊血清 | Abcam | AB7481 | |
| NP-40 | Thermo-Fisher | 85124 | |
| Omega 膜 LV Centramate 盒,100K | PALL | OS100T02 | |
| Optima XE-90 超速离心机 | Beckman Coulter | A94471 | |
| OWL Easycast B1A 小型凝胶电泳系统 | Thermo-Fisher | B1A | |
| PBS 10X 溶液 | Thermo-Fisher | BP399-20 | |
| 聚乙二醇 平均锰值 20,000 | Sigma-Aldrich | 81300-1KG | |
| PowePac 300 | BioRad | 型号 1655050 - 用于琼脂糖凝胶电泳 | |
| Q5 高保真 2X 预混液 | New England Biolabs | M0492S | |
| QIA Amp 病毒 RNA 小量试剂盒 | Qiagen | 52904 | |
| RedSafe | Thermo-Fisher | 50999562 | |
| Slide-a-lyzer 透析盒(超强),10,000 MWCO 0.5-3 mL | Thermo-Fisher | 66380 | |
| 十二烷基硫酸钠 | Thermo-Fisher | BP166-500 | |
| 氢氧化钠(颗粒) | Thermo-Fisher | S318-10 | |
| 无特定病原体的鸡蛋 | CFIA | NA | 供应商将根据地点而有所不同 |
| 蔗糖 | Thermo-Fisher | S5-3 | |
| Supracap 50 深度过滤器 | PALL | SC050V100P | |
| 手术剪刀 | Thermo-Fisher | 08-951-5 | |
| Sw41Ti 转子 | Beckman Coulter | 331362 | 用于方案步骤 2.3.1、2.3.6、2.3.7 |
| SX4750 转子 | Beckman Coulter | 369702 | |
| SxX4750 锥形管适配器 | Beckman Coulter | 359472 | |
| TEMED | Invitrogen | 15524-010 | |
| 薄壁超透明离心管 (9/16 英寸 x 3 1/2 英寸) | 贝克曼库尔特 | 344059 | |
| Tris Base | Thermo-Fisher | BP152-5 | |
| 管道螺丝夹 | PALL | 88216 | |
| 吐温 20 | Sigma-Aldrich | P1379-1L | |
| 实用压力表 | Cole-Parmer | 68355-06 |