Summary
人类巨细胞病毒（HCMV）感染新生儿智力低下的一个重要原因，但仍然知之甚少的分子事件导致病毒引起的发病。要调查脑部感染的动态，我们适应整个动物
Abstract
人巨细胞病毒（HCMV或HHV-5）是一种危及生命的病原体的免疫能力较差的个人。先天性或新生儿感染后，该病毒可以感染和复制在脑发育，这可能会导致严重的神经系统损害，包括耳聋和智力迟钝。尽管有潜在的症状的严重程度，治疗的选择是有限由疫苗和特定的抗病毒治疗的情况下不可用。此外，感染中枢神经系统（CNS）期间发生的分子事件仍然缺乏一个精确的描述，因为观测大多来自受感染儿童的尸检。几种动物模型，如猕猴巨细胞病毒，已开发提供了重要的见解为巨细胞病毒的发病机制中的中枢神经系统。然而，尽管它的进化与人类接近，这种模式被限制用于的颅内接种程序，感染动物和缺点istently引起中枢神经系统感染。此外，伦理方面的考虑，促进发展替代型号，其中新生儿感染新生小鼠的鼠巨细胞病毒（MCMV）最近导致了显着的进步。例如，据报道，MCMV腹腔注射免疫Balb / c新生儿导致在特定的大脑区域的神经元和神经胶质细胞的感染。这些结果表明，实验小鼠接种HCMV感染引起的儿童复述赤字。然而，动态分析鼠巨细胞病毒感染的新生儿是很难执行，因为经典方法需要一个重大的牺牲动物的数量在不同的时间点来分析病毒负荷和/或免疫相关的参数。要绕过这个瓶颈，使未来调查的罕见突变的动物体内成像技术，我们采用维拉执行时间过程分析MCMV的重组表达荧光素酶C57BL / 6新生儿外周注射后大脑中升传播。
Introduction
人类巨细胞病毒（HCMV/HHV-5）是β-疱疹病毒家族的成员。巨细胞病毒是一个非常普遍的，条件致病菌，通常在生命早期获得的无症状感染1。像所有的疱疹病毒，巨细胞病毒仍然存在的主机，其免疫系统严格控制病毒复制的整个生命。发作的病毒复发大多发生在免疫力低下的个体如移植患者接受药物，以防止移植排斥反应2。巨细胞病毒在成人中，也一直与胶质母细胞瘤3。此外，巨细胞病毒是一个突出的病原体为新生儿不成熟的免疫4-6。主要在发育中的胎儿或新生儿感染可有严重的后果。巨细胞病毒感染是最常见的先天性缺陷，以及在发达国家的儿童疾病感染的原因。据估计，新生儿巨细胞病毒感染的发病率影响0.5-1％F所有活产婴儿，其中5％至10％会患上严重的症状，如小头畸形或小脑发育不全。此外，10％被感染的亚临床病毒感染的婴儿将后来发展后遗症导致智力低下，听力损失，视觉缺陷或发作和癫痫7,8的 。
相对于其他的人类疱疹病毒，如单纯疱疹病毒1（HSV-1/HHV-1）可接种到小鼠通过不同的路线。注射9，巨细胞病毒复制具有物种特异性。此功能已严重阻碍了HCMV发病机理是不同的动物模型中进行的调查（小鼠，大鼠，豚鼠，恒河猴）及彼等各自真正的主机特定CMVs。 ，所有CMVs表现出显着的相似之处，基因组大小与组织，组织嗜性和基因表达调控。他们在各自的主机也引起类似的病症。尽管基因组多样性之间HCMV和小鼠巨细胞病毒（MCMV）（50％的存在于人类病毒的ORF中确定的小鼠巨细胞病毒），在小鼠模型最近已被证明是有利的，主要是因为他们有能力控制病毒，突变体菌株可以进行测试在体内复制。这导致了一个基因的屏幕，使小鼠基因表达在成年阶段组成的的“resistome”这种病毒10的数量估计。总之，这表明，鼠巨细胞病毒感染的小鼠在成人为研究宿主 - 病毒相互作用模型代表一个有吸引力的。先天性CMV感染的探索更复杂，因为人类和老鼠之间的差异，胎盘层组织损害母亲向胎儿传播的病毒感染小鼠。最近，直喷妊娠12.5天的鼠巨细胞病毒在胎盘使脑部感染小鼠而导致新生儿听力障碍11。然而，我最现在nvestigations使用4-20的HR岁新生儿腹腔注射全身性病毒的传播可能导致脑部感染血，一个模型，更比颅内注射有关。此协议的巨细胞病毒发病机制提供了重要的见解，更特别的是，它表明MCMV感染的新生儿的查询结果，分布在与单核细胞，例如巨噬细胞12浸润的炎症灶，在神经元和神经胶质细胞在病毒复制过程。该报告还伴有减少颗粒神经元的增殖和迁移和多个干扰素刺激基因诱导的小脑形态发生改变。 CD8 + T细胞在中枢神经系统的控制的MCMV的重要作用，也有报道由同一组13中 。的病理效果的微生物分析时要考虑的一个重要方面是动态的感染根离子。在鼠巨细胞病毒的情况下，它是病毒传播的进展探索和量化到发育中的大脑，以了解和预测未来的神经生物学受伤的幅度尤为关键。传统上，量化感染的进展，需要经常牺牲滴定的病原体感染的动物组织，如脑，否则无法进入。现在这种类型的协议是必要的改善动物福利和3R原则（减少，缩小，替换）原则14提出质疑。 在体内成像技术的使用可允许这是必要的，在体内感染实验动物的数量急剧减少。在这里，我们报告，并描述了一个时间过程分析病毒传播到大脑后腹腔注射MCMV - 吕克·鼠标新生儿。使用相同的动物，我们体内的跟踪和监控网站的激烈六拉尔在2周期间的复制。
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Protocol
1。病毒悬液的制备
- 获得史密斯株的MCMV表达荧光素酶（MCMV -吕克·15）从乌尔里希Koszninowski的实验室。在这种重组体，荧光素酶基因插入在IE2鼠巨细胞病毒基因组的基因座。
- 为了放大MCMV -吕克·鼠巨细胞病毒感染小鼠骨髓基质细胞线（M2-10B4，ATCC＃CRL-1972），在不同的感染复数（MOI，0.001〜1）16。对于这一点，在无血清培养基中培养细胞的病毒在37℃下一小时后，除去上清液，并用10％胎牛血清（FCS）的DMEM培养液更换。五天以后，收获的培养基和存储等分在-80°C，直到进一步利用。
- 滴定斑块检测病毒悬液。
- 补充有10％FCS含有青霉素（200国际单位/毫升）和steptomycin（200毫克/毫升的拆分3T3细胞（ATCC编号：CRL-1658）在24孔板中以40,000细胞/孔的1毫升的DMEM）和在37℃培养24小时
- MCMV悬浮液的等分试样在DMEM准备的系列稀释液（10 -1〜10 -8），和感染的靶细胞（3T3），去除细胞培养液中后，用200μl的稀释。孵育1小时，在37°C。加入1 ml的常用培养基（DMEM培养液3％FCS，2％（体积/体积）庆大霉素，200国际单位/ ml青霉素，200毫克/毫升链霉素，羧甲基纤维素8克/升），孵育5天，在37℃下
- 通过向每孔添加200μl的10％的甲醛（甲醛与水的稀释工作应在化学罩，以避免有毒吸入），并在室温下温育6小时，固定细胞。移除培养基+固定器通过移液，加入200微升细胞染色溶液（1％（重量/体积），在20％乙醇中结晶紫）。在使用前，稀释1份与9份milli-Q水中。在室温下孵育2分钟，洗板3-4X浸泡在水中，让干燥和计数斑块数量与双眼视。
<LI> MCMV - 吕克·在DMEM稀释50微升，离开冰，直到进一步利用获得50个PFU。使用更高的病毒接种诱发新生儿前达到2-3周龄的杀伤力。根据我们的经验，500个PFU诱导杀伤力在每一个新生儿注射后5〜7天。
2。新生儿注射
- 当新生儿（4至20小时的小鼠），操纵的枯枝落叶和粪便笼手套才认真处理幼仔与“外国”的气味会强调母亲和幼崽诱导拒绝，以避免污染。
- 执行在图1A中所示，使用胰岛素注射器（29 G）的腹腔内注射。握住新生儿背部皮肤。前腿下腹侧，介绍了针，轻轻推皮下注射，以达到腹腔（一点点的肚脐下）。目前，我们注入1％亚甲蓝在DPBS稀释和监测生存到practice前执行病毒感染的技术。由于亚甲蓝是清晰可见的，在注射过程中，我们建议执行这个“训练”注射的病毒悬浮液在腹腔内，以确保正确交付。
- 消除可能出现微小的血滴进笼子放置在新生儿背部。
（3） 在活体成像
- 在第7天，如前面提到的，具有相同的警告处理新生儿。注入腹腔注射麻醉剂（4毫克/毫升，0.8毫克/毫升的甲苯噻嗪氯胺酮）和荧光素（0.15毫克/克体重）在50微升在每个动物的混合物。动物的平均体重为1-2克的剂量麻醉药每只动物是：氯胺酮40微克，甲苯噻嗪8微克等待12-15分钟，直到荧光素达到其最大的排放。这是要预先确定的，并依赖于荧光素供应商所使用的成像系统。
- 虽然幼仔anestheti的捷思，他们为未来的识别标记和收获一小块组织，如果突变的动物，然后将其用于未来的基因分型。
- 将幼崽的成像系统中，并执行全身发射的光的采集。感染后七天，病毒复制成无数份的靶器官如肝，肾，肺和唾液腺;因此，暴露的时间应尽量短。在我们的例子中，我们执行10到20秒（ 图1B）的收购。采集的成像装置的腔室中的平台需要被加热，以避免过度冷却麻醉动物的体温。此外，它有利于获得低分辨率图像的几种动物一轮收购，然后，移动平台更接近摄像机的镜头，以专注于一个特定的动物或一个孤立的器官解剖后的一个部分。该软件必须能够快速的变化参数（曝光时间，距离样品/透镜，灵敏度），量化定义感兴趣的区域和未来的出口快照图像。
- 为了获得光信号只能从头部，包括新生儿的身体横向躺在一个厚厚的，黑纸，将掩盖水平出现高病毒复制的器官（肝，肺，唾液腺）发射的光子和执行采集5〜10分钟（ 图1C）。进行采集的动物在相同条件下的相对侧。
- 重新引入小狗入笼，并在上面放置一个加热灯，以避免新生儿麻醉的过度冷却。定期监测麻醉后恢复。随着指示的剂量，麻醉持续30分钟。
- 重复同样的步骤，9日，11日和14日。在11和14天，改变剂量的麻醉药（6毫克/毫升氯胺酮，1.2毫克/毫升甲苯噻嗪）。
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Representative Results
一位代表实验， 如图1所示。 MCMV - 吕克·50个PFU（图A显示了类似注射亚甲蓝进行形象化的皮下注射针）腹腔注射后，新生儿麻醉，并同时接收荧光素，荧光素酶底物（钳）0.3毫克。十五分钟后，动物被置于腹侧收购的IVIS 50室（钳）在活体成像系统，在10秒的曝光，整个动物发出的光被抓获。面板B显示快照拍摄的图像分析专用软件（生活图片3.2，卡尺）7天，9天，11和14。图像具有相同设置的校准：设置在最大发射光子每秒10 7 10 6点 /秒（对/秒）和最小。从这些照片中，在各处的动物的病毒滴度的整体似乎随着时间的推移而减小。量化相同的软件进行发光的观察证实了这一点（图中未示出）。接下来，我们布满整个机身，除头，在该动物的一个厚厚的，暗的文件，该文件可以防止器官如肺，肝，肾，唾液腺由数码相机所检测到的光子发射的。这使得更长的曝光时间（在我们的例子中为5分钟），并揭示了离散的斑点在水平左耳之间的第7天，第14天（C组）的强度增加。的信号也出现在下颚和鼻子的动物。图像设置一个最大2,000 P /秒，最小100 P /秒。本实验中，在相同的动物在第0天及14天之间进行，表示病毒感染的演变可以被记录和量化与此技术，并且可以被动态地观察体内鼠巨细胞病毒传播到大脑。
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图1。时间过程分析具有代表性的鼠标实验发光的巨细胞病毒。A.腹腔内亚甲蓝注射液在新生儿感染的新生儿 。放大的图像（右）显示了在胸廓上的注射皮下路径。B. 在相同的新生儿从第7天的体内成像MCMV -吕克注射后第14天。从整个麻醉动物的发光可视化后，荧光素注射和10秒曝光。C.发光，所发出的相同的动物在7至14天的头部（左侧）。淬火光子从身体的其余部分与一个黑暗的纸张能够更长的曝光时间（5分钟）。
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Discussion
场地 Using in 体内的成像技术，，，以监察MCMV的-吕克·传播在小鼠新生儿中的，，我们分别为能够观察到病毒式的传播到的大脑突变体的的的的动物，作为反对到野生-型。进一步解剖动物和体外成像的大脑确认发光病毒的存在下，在中枢神经系统。另外，我们也可以进行免疫组化实验（图中未示出）对脑薄切片在鼠巨细胞病毒E1早期蛋白质的特异性抗体，并观察到，实际上，MCMV是本在同一个区域，其中发光检测，从而表明，宏观的可视化通过整体，活麻醉动物发射的光实际上反映病毒感染的特征， 在体内发生。
这样的分析已被广泛用于成年动物，例如发光细胞植入后，监测肿瘤生长。在我们的情况下，面临的挑战是使用neona测试通过异氟醚麻醉的气体传递到采集腔室内部的动物由于技术上的理由是不可能的。因此，我们被迫使用氯胺酮/甲苯噻嗪注射，我们适应剂量的新生儿的小尺寸。我们也处理幼仔小心，以避免他们的母亲拒绝的风险。通过后的建议和剂量这里有描述，这是至关重要的安全操作和结果的幼仔，新生儿麻醉变成另一种可行的选项，使体内成像需要执行长时间的不动。
此外，，因为的发光电平可以被量化与适当的的软件，我们表明，在一个2-周期间更多信息类似广告的期间的身份感染中的进展的被其特征在于由一个减少的的病毒载量的在的腹膜的器官中（肝，脾，肾）以及肺 - 中，而病毒在大脑中蔓延可以逐步被可见一斑。钍的观察，可以注意到在突变的动物，而不是在控制的，将被记录的详细信息，并也将被讨论的突变基因的性质，准备在手稿的一种统计分析。然而，我们的成像方法构成了显着的改善相比，经典技术要求安乐死几种动物，每个时间点，其次是耗费时间和资源的方法（斑块检测或定量PCR）来衡量准备从不同的病毒滴度匀浆解剖后的器官。这是也在线与的伦理的原则规管动物实验，其中需要恒定的的努力，，以尽量减少的的数字有足够的，达到统计学意义的的。最后，相同的动物在整个实验的持续时间（在第7天标签）的另一个优点是减少个体间的变化。其结果，定量在各时间点（7，9天，11和14）效能一组6新生儿ormed大大提高了统计显着性的结果（数据未示出）。
目前，我们使用这种方法MCMV和传播的手稿，目前正在准备报告增强病毒突变的动物的大脑中扩散突变小鼠的影响进行分析。我们的经验表明，比较一组5-6突变为等效组控制新生儿提供了高品质和显着的数据。然而，我们并不认为这种方法适用于筛选所产生的随机突变计划phenodeviants。
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Disclosures
作者宣称没有竞争的财务权益。
伦理声明
动物保持无病原体条件下，在学院d'Immunologie的等d'Hématologie的动物护理设施。按照法国法律保护实验动物小鼠实验程序进行处理。本程序是在获由的服务véterinaire德拉县DU BAS-莱茵（法国）的授权下号码 - 答-67-345批准。
Acknowledgments
我们感谢李那么Tuddenham（IBMC，斯特拉斯堡）放大和滴定鼠巨细胞病毒的吕克·和托马斯鲍默特的（INSERM U748，斯特拉斯堡）为许可使用病毒学研究所动物设施。 INSERM的，大学和斯特拉斯堡：法新社国立德拉RECHERCHE（ANR-08-冕-005-01）的财政支持被确认。也承认他们的硕士项目“索尼娅Beroud和Laetitia Lelieur的期间初始参与。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Reagent/Material | |||
| DMEM | Fisher Scientific | W3523A | |
| Methylen blue | Sigma Aldrich | 319112 | |
| Insulin needles | VWR | 613-4897 | |
| Ketamine | CentraVet | Ket 201 | |
| Xylazine/Vetranal | Sigma Aldrich | 46995 | |
| DPBS | DUTSCHER | P0436500 | |
| Luciferin | Caliper | 760504 | |
| gentamycin | Sigma Aldrich | G1272 | |
| penicillin/streptomycin | Gibco | 15070 | |
| carboxymethylcellulose | Sigma Aldrich | C4888 | |
| formaldehyde | Sigma Aldrich | F8775 | |
| crystal violet | Sigma Aldrich | C3886 | |
| Equipment | |||
| IVIS 50 | Caliper/Perkin Elmer | ||
References
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