Hier beschreiben wir die Isolation von Huhn primäre Bursitis Zellen aus der Bursa fabricii, die Kultur und die Zellen mit Bursitis Infektionskrankheit Virus-Infektion und die Quantifizierung der Virusreplikation.
Methodenartikel
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Hier beschreiben wir die Isolation von Huhn primäre Bursitis Zellen aus der Bursa fabricii, die Kultur und die Zellen mit Bursitis Infektionskrankheit Virus-Infektion und die Quantifizierung der Virusreplikation.
Bursitis Infektionskrankheit Virus (IBDV) ist eine Birnavirus für die Geflügelindustrie von wirtschaftlicher Bedeutung. Das Virus infiziert die B-Zellen, Morbidität, Mortalität und Immunsuppression in infizierten Vögel verursacht. In dieser Studie beschreiben wir die Isolation von Huhn primäre Bursitis Zellen aus der Bursa fabricii, die Kultur und die Infektion der Zellen mit IBDV und die Quantifizierung der Virusreplikation. Die Zugabe von Huhn CD40 Ligand deutlich erhöht Zellproliferation um das Vierfache über sechs Tage Kultur und deutlich verbesserte Zellviabilität. Zwei Stämme von IBDV, angepasste eine Zellkultur, Belastung, D78 und eines sehr virulenten Stamm, UK661, gut in den Zellkulturen ex Vivo repliziert. Dieses Modell wird der Einsatz bei der Bestimmung, wie Zellen reagieren auf IBDV Infektion und ermöglichen eine Verringerung der Zahl der infizierten Vögel in IBDV Pathogenese Studien verwendet werden. Das Modell kann auch an andere Viren ausgeweitet werden und auf verschiedene Vogelarten angewendet werden.
Die globale Geflügelindustrie ist wichtig, genügend Nahrungsmittel für eine wachsende Weltbevölkerung zu sichern. Jedoch ist die Bedrohung für die Ernährungssicherheit und das Wohlergehen der betroffenen Vögel Immunsuppression und stellt eine wichtige wirtschaftliche Herausforderung für die Industrie. Die Mehrzahl der Fälle der Immunsuppression bei Hühnern werden durch die Infektion mit immunsuppressiven Viren, mit denen größte Verantwortung für die Beeinträchtigung der erworbenen Immunität haben einen Tropismus für T- und B-Lymphozyten1verursacht. Vögeln befinden sich die Mehrheit der B-Zellen innerhalb eines Organs, bekannt als der Bursa fabricii (BF). B-Zellen sind anfällig für Infektionen mit mehreren immunsuppressive Viren, einschließlich Lyse, wie z. B. IBDV und Marek Krankheit-Virus (MDV), führen zu und Transformation, wie Vogelgrippe noch Virus (ALV) und Reticuloendotheliosis Virus (führen zu REV).
Um bessere Strategien zur Steuerung dieser Infektionen entwickeln, gilt es, die Interaktion der Viren mit Huhn B-Zellen zu kennzeichnen. Aber wenn ein Vogel B-Zellen entfernt sind, überleben sie nicht gut in ex Vivo Kultur2, macht es schwierig, eine gründliche Analyse der Wechselwirkungen des IBDV mit Huhn B Zellen oder die frühen Ereignisse nach ALV oder REV Infektion führen. Infolgedessen wurden viele Gastgeber Zell-Virus Wechselwirkungen studierte in Vivo3,4,5,6,7,8,9, 10. Obwohl diese Studien informativ sind, beziehen sie den Gebrauch von infizierten Vögel, die an Krankheiten leiden, die schwerwiegend sein können.
CD40-Ligand ist ein Molekül, das B-Zell-Proliferation11induziert. Nach Identifizierung des Gens Codierung Huhns CD40L (chCD40L), ein lösliches Fusionsprotein wurde so entwickelt, dass wenn die Nährmedien hinzugefügt, induziert die Verbreitung von Huhn primäre B Zellen ex Vivo12. Im Jahr 2015 wurden B-Zellen, die auf diese Weise kultiviert gefunden die Replikation des MDV2 und im Jahr 2017, wir und andere zu unterstützen, dass primäre Bursitis Zellen angeregt mit chCD40L als Modell verwendet werden könnte, IBDV Replikation13,14zu studieren. Hier beschreiben wir die Isolation und Kultur Huhn primären Bursitis Zellen, die Infektion der Zellen mit IBDV und die Quantifizierung der Virusreplikation. Obwohl wir die Methode im Zusammenhang mit der BF beschreiben, könnte dies zu isolieren und Kultur Zellen aus verschiedenen lymphatischen Organen angewendet werden.
Alle Verfahren mit Tieren müssen ethisch im Voraus genehmigt werden. In unserer Einrichtung werden alle Verfahren gemäß dem UK Tier-(wissenschaftliche Verfahren) Act 1986 unter Home Office Einrichtung, Personal und Projekt-Lizenzen nach der Genehmigung des internen Tierschutz und ethische Review Board (AWERB) durchgeführt.
1. Vorbereitung des chCD40L
2. Vorbereitung der Lösungen für Huhn primäre Bursitis Zelle isoliert
3. Entfernung der Bursa Fabricii (BF)
4. Isolierung von Huhn primären Bursitis Zellen
(5) Kultur der primären Bursitis Zellen Huhn
6. die Infektion Huhn primäre Bursitis Zellen mit IBDV
(7) Quantifizierung des IBDV Replikation in primären Bursitis Zellen Huhn
Huhn primären Bursitis Zellen können in Anwesenheit von Huhn CD40L kultiviert werden
Wenn Huhn primären Bursitis Zellen in Anwesenheit von löslichen chCD40L gezüchtet wurden, die Anzahl der Zellen vervierfacht von 9.02 x 105 bis 3,63 x 106 pro mL über einen Zeitraum von 6 Tagen, im Gegensatz zu, wenn es nicht vorhanden war (p < 0,05) ( Abbildung 1A). Zellviabilität wurde auch deutlich verbessert, zum Beispiel von 25 % am 3. Tag Post-Kultur in Ermangelung von chCD40L auf 48 % im Beisein von chCD40L (p < 0,05) (Abbildung 1 b)13.
Huhn primären Bursitis Zellen können die Replikation der beiden Zellkultur angepasst und sehr virulente Stämme des IBDV unterstützen.
Mock-infiziert und infizierten Zellkulturen gefixt 18 h postinfection, beschriftet mit einem monoklonalen Antikörper gegen IBDV VP2 und Sekundärantikörpers konjugiert, Alexa Fluor 488 und counterstained mit DAPI. Infizierte Zellen hatten Beweise der grünen Fluoreszenz um den Atomkern (Abbildung 2A), konsistent mit der Anwesenheit des IBDV im Zytoplasma. Dies zeigte sich bei zwei Stämmen des IBDV, eine Zellkultur angepasste Belastung, D78 und eines sehr virulenten Stamm, UK661 (Abbildung 2A). Bei 5, 18, 24 und 48 h Postinfection wurde RNA aus infizierten Kulturen extrahiert und RT-qPCR mit Primer spezifisch für eine konservierte Region des Gens IBDV VP4 unterzogen. Die Expression von VP4 wurde zunächst auf die Housekeeping Gene TBP normalisiert und dann ausgedrückt als Falte Veränderung im Vergleich zu mock Proben in einer ΔΔCt Analyse. IBDV VP4 Ausdruck stieg auf 16.603 Kopien in 48 h Postinfection mit D78 und 38.632 Kopien in 48 h Postinfection mit UK661. Zusammengenommen zeigen diese Daten, dass die Huhn primären Bursitis Zellen die Replikation von Zelle-Kultur angepasst und sehr virulent IBDV Stämme13unterstützen könnte.

Abbildung 1: Chicken primäre Bursitis Zellen können in Gegenwart von Huhn CD40L gezüchtet werden. Huhn primäre Bursitis Zellen wurden in das Vorhandensein oder Fehlen von chCD40L kultiviert (schwarze Balken und weißen Balken). (A) die Anzahl der lebenden Zellen und (B) der Anteil der lebensfähigen Zellen wurden bei den angegebenen Zeitpunkten Postinfection bestimmt. Die angezeigten Daten sind repräsentativ für mindestens drei wiederholte Experimente, Fehlerindikatoren repräsentieren die Standardabweichung des Mittelwerts und die statistische Signifikanz wurde anhand einer gekoppelten Student t-Test zu jedem Zeitpunkt * p < 0,05. diese Zahl wurde mit freundlicher Genehmigung von Dulwich Et Al. modifiziert 13.

Abbildung 2: Huhn primäre Bursitis Zellen unterstützen die Replikation von sowohl Zellkultur angepasst und sehr virulente Stämme des IBDV. (A) Huhn primäre Bursitis Zellen wurden Mock-infizierten oder infizierte D78 oder UK661 und eine Probe von jeder Kultur wurde behoben, beschriftet und bebildert: IBDV VP2, grün; Kerne, blau. Maßstabsleiste = 7 µm. (B) RNA wurde bei den angegebenen Zeitpunkten-Postinfection Rückseite transkribiert, extrahiert und eine konservierte Region des Gens IBDV VP4 wurde durch quantitative PCR verstärkt. Die Log10 Falte ändern in VP4 Exemplarzahl war auf das TBP Housekeeping gen normalisiert und drückte im Vergleich zu Mock-infizierten Proben nach den 2–ΔΔCT Methode. Die angezeigten Daten sind repräsentativ für mindestens drei wiederholte Experimente und Fehlerindikatoren repräsentieren die Standardabweichung des Mittelwerts. Diese Zahl wurde mit freundlicher Genehmigung von Dulwich Et Al. modifiziert 13.
In dieser Studie, die wir beschreiben die erfolgreiche Kultur von Huhn primären Bursitis Zellen ex Vivo in Anwesenheit von löslichen chCD40L und zeigen, dass diese Zellen die Replikation von einem attenuierten Stamm und eine sehr virulenten Stamm von IBDV unterstützen können. Dieses ex-Vivo -Modell kann verwendet werden, um festzustellen, wie die Zellen reagieren auf eine IBDV Infektion13, hat deutliche Vorteile gegenüber den in Vivo und in Vitro Studien.
Bei der Ernte von der BF ist es wichtig, den Darm um bakterielle Kontamination der isolierten Bursitis Zellen zu vermeiden nicht zu durchbohren. Darüber hinaus ist es wichtig, die primäre Zellen so bald wie möglich nach der Orgel Ernte Zelltod begrenzen zu isolieren. Die Notwendigkeit, chCD40L zu verwenden ist eine Einschränkung der Technik; Arbeit unter der Leitung von Soubies Et Al. zeigt jedoch, dass die Verwendung von Phorbol Myristate-12 13-Acetat (PMA), Bursitis Zellviabilität statt chCD40L14 zu verlängern das Modell von einer größeren Anzahl von Laboratorien angenommen werden kann. Die oben beschriebene Protokoll bestimmt die optimale Konzentration der chCD40L empirisch durch Kultivierung primären B-Zellen bei seriell verdünnten Konzentrationen des Moleküls und Beobachtung Zellproliferation und Lebensfähigkeit. Eine mögliche Änderung des Protokolls könnte, das chCD40L-Molekül zu reinigen und den Zellkulturmedien, Variabilität von Charge zu Charge zu vermeiden eine bestimmte Konzentration hinzu.
In Vivo -Studien haben gezeigt, dass folgenden IBDV Infektion, gibt es eine Zunahme der Expression von Genen beteiligt Pro-inflammatorischen Zytokinen Antworten, Typ I IFN Antworten und Apoptose im BF5,9,10 . Nach Infektion ist jedoch ein Zustrom von Entzündungszellen und T-Effektorzellen in der BF, die unterscheiden sich in den Genen, die sie zum Ausdruck bringen, im Vergleich zu den infizierten B-Zelle Bevölkerung9. Es ist daher schwer zu interpretieren, wie infizierte Zellen reagieren auf IBDV. Um dieses Problem anzugehen, haben einige Forschungsgruppen die transcriptional Antwort von Zellen in Kultur16,17,18,19,20mit IBDV infiziert gekennzeichnet. Diese in-vitro- Studien haben den Vorteil von klar definierten MOIs und Zeit-Punkte Postinfection. In-vitro- Studien waren jedoch in der Regel in Fibroblast Zellen16,17,20 oder Dendritische Zellen18gekennzeichnet. Während bietet einen Einblick in Wirt Zelle IBDV Interaktionen, die aktuellen Überzeugung ist, dass die Infektion von B-Zellen entscheidend für die Pathogenese des IBDV und damit die Relevanz der Daten kann nicht overinterpreted werden. Vor unserem ex Vivo Bursitis Kultur Zellmodell hatte nur eine Studie die zelluläre Reaktion der B-Zellen auf IBDV Infektion19gekennzeichnet; Diese Studie verwendet jedoch eine verewigt B-Zell-Linie, die umgebaut wurde, aufgrund einer Infektion mit ALV, begrenzen die Schlussfolgerungen, die gemacht werden könnten. Im Gegensatz dazu ermöglicht die ex Vivo Modell des IBDV Infektion hier beschriebenen Forscher, die Vorteile von in-vitro- Studien, wie definierten MOIs und Zeitpunkten während der Untersuchung der Wechselwirkungen des Virus mit seinen relevanten Wirtszelle zu behalten. Wie die primäre Bursitis Zellen stammen aus nicht infizierten BF Gewebe, gibt es keine entzündlichen oder T-Zellen vorhanden, und wir haben bewiesen, durch flow Cytometry (mit standard-Bedingungen), folgende chCD40L-Stimulation, 97 % der Zellpopulation ist positiv für der B-Zell-Marker Bu-1 (Daten nicht gezeigt). Angesichts der Tatsache, dass 3 % der Zellen Bu-1 sind negativ, es wird interessant sein zu bestimmen, ob diese Zellen sich mit IBDV infizieren und ihre Genexpression und Beitrag zur Pathogenese erforschen.
Wir erwarten, dass die Ex Vivo Huhn primäre Bursitis Kultur Zellmodell auch erweitert werden, um den Wirt Zelle-Virus Interaktionen von anderen B-Zell tropischen Viren infizieren Hühner wie ALV oder REV, studieren und auch für andere Vogelarten (erweitert werden könnte z.B., Enten oder Puten). Die Fähigkeit, auch primäre Bursitis Zellen ex Vivo Kultur eröffnet die Möglichkeit, Aspekte der Pathogenese und Immunsuppression, die durch diese Viren ohne Vögel infizieren. Da in Vivo Studien signifikanten Morbidität führen, wird dies einen erheblichen Einfluss auf die Vermeidung, Verfeinerung und Verminderung des Einsatzes von Tieren in der Forschung haben.
Zusammenfassend lässt sich sagen hat die ex Vivo Huhn primäre Bursitis Kultur Zellmodell hier beschrieben das Potenzial, das Verständnis wie Vogelgrippe B-Zelle zu erweitern, wie tropische Viren mit ihren Wirtszellen zu interagieren, und reduziert die Anzahl der Vögel in in Vivo verwendet Infektion-Studien. Die Techniken können auch auf mehrere lymphatischen Organe, mehrere Viren und unter Umständen mehrere Vogelarten, so dass es ein attraktives Modell, die auf die Vogelgrippe Virologie und Immunologie Felder beitragen können.
Die Autoren haben nichts preisgeben.
Die Autoren möchten danken dem Animal Services Team am Pirbright Institut für ihre Expertise in Brut, Aufzucht und Keulung Vögel und die Expertise von Caroline Holt in der Bursa fabricii aseptisch entfernen. A.B wird finanziert durch die Biotechnologie und biologische Wissenschaften Research Council (BBSRC) über k.d. wird finanziert durch die BBSRC über Zugehörigkeit BBS/E/ich/00002115, und A.A wird finanziert durch das National Centre for BBS/E/ich/00001845, gewähren die Ersatz, Verfeinerung und Reduzierung von Tieren in der Forschung (NC3Rs) über gewähren NC/R001138/1.
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| RPMI-1640 Medium | Merck | R8758-500ML | |
| FBS | gibco von Life Technologies | 10099-141 | hitzeinaktiviert bei 56 ° C für 1 h |
| Puromycin Dihydrochlorid | Thermo Fisher Scientific | A1113802 | |
| Nalgene Rapid-Flow Steriler Einwegfilter mit PES-Membran | Thermo Fisher Scientific | 168-0045 | |
| Pierce Protein Concentrator PES (10K MWCO, 20 mL) | Thermo Fisher Scientific | 88528 | |
| 0,22 & Mikro; m Millex-GP Spritzenvorsatzfilter | Merck | F7648 | |
| Hanks' ausgewogene Salzlösung (HBBS) + CaCl2 + MgCl2 | gibco von Life Technologies | 14060-040 | |
| Hanks' ausgewogene Salzlösung (HBBS) - CaCl22 - MgCl2 | gibco von Life Technologies | 14180-046 | |
| Ethylendiamintetraessigsäure saure Lösung (EDTA) | Merck | 03690-100ML | |
| Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMDM) (1 x) + GlutaMAX | gibco von Life Technologies | 31980-030 | |
| Hühnerserum | Merck | C5405-100ML | |
| 2-Mercaptoethanol 50 mM | gibco von Life Technologies | 31350-010 | |
| Insulin-Transferrin-Natrium-Selenit | gibco von Life Technologien | 41400-045 | |
| Kollagenase D | Roche Diagnostics GmbH | 11088882001 | |
| 100 µ m Zellsieb | Corning | 431752 | |
| Histopaque-1083 | Merck | 10831-100ML | |
| Trypanblau-Lösung | Merck | T8154-20ML | |
| Nunc96 Well-Polystyrol-Mikrotiterplatten mit rundem Boden | Thermo Fisher Scientific | 163320 | |
| Falcon 24-Well-Multiwell-Zellkulturplatte mit klarem flachem Boden TC-behandelt, mit Deckel, steril | Corning | ||
| Rneasy Mini Bausatz | Qiagen | 74104 |