פרוטוקול זה מתאר תהליך ניסיוני כדי לייצר מעטפת מדבקת ויראלי מידבקת (עמ') עם גליקורופנים מעטפות משתי שפעת זנים וכיצד לקבוע את הנגועים. פרוטוקול זה מאוד להתאמה כדי לפתח pps של כל סוג אחר של וירוסים עטוף עם מעטפה שונה גליקורופנס.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר תהליך ניסיוני כדי לייצר מעטפת מדבקת ויראלי מידבקת (עמ') עם גליקורופנים מעטפות משתי שפעת זנים וכיצד לקבוע את הנגועים. פרוטוקול זה מאוד להתאמה כדי לפתח pps של כל סוג אחר של וירוסים עטוף עם מעטפה שונה גליקורופנס.
השידור הישיר מדי פעם של שפעת העופות פתוגניים מאוד וירוס H5N1 (HPAI H5N1) ו H7N9 לבני אדם הקשה שלהם הם בעיות חמורות בריאות הציבור ולהציע את האפשרות של מגיפה. עם זאת, ההבנה המולקולרית שלנו של הנגיף היא בסיסית, ויש צורך ללמוד את המאפיינים הביולוגיים של חלבונים המעטפה שלה כמטרות טיפוליות ולפתח אסטרטגיות כדי לשלוט בזיהום. פיתחנו חלקיק ויראלי מוצק שהוקלדו חלקיקים (pp) פלטפורמת ללמוד וירוס שפעת העופות, כולל ניתוח פונקציונלי של hemagglutinin (HA) ו-נוירואמינידאז (NA) מעטפות מאפיינים, המאפיינים של ובתאום מראש של ונאס, קולטנים, הטרופיאמים, נטרול נוגדנים, אבחון, הנגועים, למטרות פיתוח התרופה ועיצוב החיסון. כאן, אנו מתארים הליך ניסיוני כדי ליצור pps עם מעטפה גליקורופטנס (HA, NA) משתי שפעת זנים (HAPI H5N1 ו 2013 H7N9 העופות). הדור שלהם מבוסס על היכולת של וירוסים מסוימים, כגון וירוס לוקמיה murine (MLV), לשלב גליקורופנים מעטפה לתוך pp. בנוסף, אנו גם פירוט כיצד pps אלה הם כימות עם RT-qPCR, ואת זיהוי הנגועים של pps וירוס לא תואם בהתאם למקור של יש ו-NAs. מערכת זו היא גמישה מאוד וישימה וניתן להשתמש בה כדי ליצור pps ויראלי עם גליקורופנים מעטפות שניתן לשלב בכל סוג אחר של וירוס עטוף. כך, פלטפורמת חלקיקים ויראלית זו ניתן להשתמש כדי ללמוד וירוסים פראי בחקירות מחקר רבות.
המשימה של חלקיק נגיפי היא להעביר את הגנום שלה מתא מארח נגוע לתא מארח לא נגוע, כדי להעביר אותו לתוך הציטופלסמה או הגרעין בצורה המוסמכת לשכפול1. תהליך זה מופעל בתחילה על ידי קשירה של קולטני תאים מארחים, ולאחריו פיוז'ן של וריריון וקרומים סלולריים. עבור וירוסים עטופים, כמו וירוסי שפעת, גליקורופורינים ספייק הם אחראים על כריכת קולטן ופיוז'ן1,2. מעטפה נגיפית גליקורופנס (למשל, פירוגנס, אנטיגנים), מעורבים בתכונות ואירועים חשובים רבים, כגון מחזור חיים של וירוס (איגוד והיתוך), פתוגנזה ויראלי, חיסוני, מארח תאים אפופטוזיס ו הסלולר tropism, מסלול endocytic הסלולר, כמו גם הילוכים הבינמינים והקצאה1,3,4,5,6,7. מחקר על מעטפה נגיפית גליקורופנס יסייע לנו להבין היבטים רבים של תהליך הזיהום הנגיפי. חלקיקים ויראליות מסוג פסבדו (pp), הנקראת גם פסבדו-מאמרים או פסבדו-מוצרים, ניתן ליצור דרך טכניקת הקלדה מדומה8,9,10. טכנולוגיה זו שימש לפיתוח חלקיקים מוקלדים של וירוסים רבים, כולל צהבת C11,12, צהבת B13, vesicular stomatitis וירוס (vsv)14,15, וירוס שפעת16,17,18,19. טכנולוגיה זו מבוססת על חלבון מחסום-פול של וירוסים או הרטרוירוסים אחרים.
חלקיקי חלקיקים מוקלדים ניתן להשיג באמצעות מערכת שלוש-פלמיד על ידי הפרדת מעטפה נגיפית גליקופרוטאין ביטוי פלבאריבאמצע, אריזה retroviral יעיל החסר המעטפה עטפה גן, ו כתבת נפרדת בתוך pp מפיק תאים. הרטרו וירוס מורכב על ידי חלבון מחסום שלו, והוא ניצנים מקרום התא נגוע המבטא את מעטפת וירוס חלבון1. לכן, אפשר להשיג שפעת סיכוייו גבוה pps באמצעות וירוס מחסום חלבון לייצר ניצנים על קרום הסלולר המבטא שפעת HA ו-NA. במחקרים הקודמים שלנו, יש/NAs בכל השילובים היו פונקציונליים מסוגל לבצע את הפונקציות המתאימות שלהם במחזור החיים הנגיפי16,17,18,20,21. Pps אלה משמשים כדי לחקור מאפיינים ביולוגיים שפעת, כולל hemagglutination פעילות עצבית, מחייב הקולטן הפאיזם, והנגועים. בגלל HA ו-NA הם שניהם משטח חשוב חלבונים פונקציונליים במחזור החיים הנגיפי, לא תואם יש NAs נגזר זנים שונים של שפעת יכול בחלקו להפגין הקצאה מחדש ביניהם. כאן, אנו מייצרים שמונה סוגים של pps שפעת על ידי שילוב 2 יש ושתי NAs (נגזר המתח HPAI H5N1 ואת הכתם H7N9), באמצעות מערכת שלושה פלמיד הקלדה מדומה. אלה שמונה סוגים של pps כוללים שני pps מקורית, H5N1pp, H7N9pp; שני pps לא תואמים, (H5 + N9) pp, (H7 + N1) עמ'; ו 4 pps רק מחסה גליקופרוטאין יחיד (HA או NA), H5pp, N1pp, H7pp, N9pp. מחקרים על וירוס שפעת, כגון H5N1 ו H7N9, מוגבלים על ידי דרישות אבטחה טיחות. כל המחקרים של זנים וירוס שפעת הבר צריך להתבצע ברמה אבטחה טיחות 3 (bsl-3) המעבדה. ניתן להשתמש בטכנולוגיית חלקיקים מסוג ויראלי לאריזת וירוס מלאכותי בקביעת רמת בטיחות 2 (BSL-2). לכן, pps מייצגים כלי בטוח ושימושי כדי ללמוד את תהליכי וירוס שפעת בהתאם לשני הגליקורופנים העיקריים שלה: hemagגלוטין (HA) ו נוירואמינידדאז (NA).
פרוטוקול זה מתאר את הדור של ה-pps האלה עם אסטרטגיית שלוש-פלאמטר (מוצג מראש באיור 1), כיצד לכמת pps וזיהוי הנגועים. הייצור pp כולל שלושה סוגים של פלמידים (איור 1). הגן מחסום-פול , אשר מקודד את החלבון מחסום וירוס-פול, שוכפל מערכת אריזה רטרווירוס והוכנס לתוך pcdna 3.1 פלאמיד ונקרא pcdna-מחסום-פול. חלבון פלורסנט ירוק משופר (eGFP) גן, אשר מקודד חלבון פלורסנט ירוק, שוכפל מ pTRE-EGFP וקטור, הוכנס לתוך pcDNA 3.1 פלאמיד, וקרא pcDNA-GFP. במהלך השכפול, התווסף אות אריזה (ענבל) באמצעות צבע. הגנים HA ו-NA שוכללו לתוך פלאמבאמצע pVRC, בשם pVRC-HA ו pVRC-NA, בהתאמה. הפלסטיות האחרון מקודד את חלבון ההיתוך והוא יכול להיות מוחלף עם חלבון פיוז'ן אחר של ריבית. פלטפורמת ההקלדה המדומה שלנו כוללת שני ביטויים גליקופרוטאין: pVRC-HA ו-pVRC-NA. זה יכול לפשט את המחקר על הסדר מחדש בין זנים וירוסים שונים בהגדרה BSL-2.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. יום 1: תרבית תאים וזריעת
2. יום 2: ארבע-פלגימיד מתווך על ידי ליפומטר
3. יום 3: שזורעי תאים רגישים
4. יום 4: בדיקת חלקיקים מסוג ויראלי, ושיטת הקוונפיקציה והנגועים
5. יום 5 או 6: איתור הנגועים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בהתאם לנוהל הכללי המתואר לעיל, יצרנו 10 סוגים של pps שילוב של שתי קבוצות יש/NAs או VSV-G גליקופרוטאין או ללא מעטפה גליקורופנס (המוצג בטבלה 1). . שבעה מהם מדבקים ה-pps כי הנמל לא מעטפה גליקופרוטאין או רק הנמל NA לא הראה את הנגועים כאן. הליך הפקת שפעת עמ' מוצג באיור 1. מיקרוגרפים אלקטרונים של העברת pps (למשל, H5N1pp) מוצגים באיור 3. התוצאות של הנגועים שאומרות על pps אלה מוצגות באיור 4. הנגועים של שבעת הסוגים של pps הו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בפרוטוקול זה, אנו מתארים שיטה לייצר חלקיקים מוקלדים וירוס שפעת (pp) בהגדרה BSL-2. הכתב פלבאמצע pcDNA-GFP משולבים pps והוא יכול לשמש לכמת pps על ידי FACS בתוך שיטת הנגועים. בחרנו שני סוגים של קווי תאים רגישים כי הם נמצאים בשימוש נרחב במחקר שפעת. התאים MDCK יספק שליטה טובה על המשתנה התאים האנושיים המשמשים במחקרים אלה.
פרוטוקול זה מבוסס על הרטרווירוס MLV, אשר יכול לכלול כתבת GFP ולייצר ניצנים על קרום התאית. טכניקה זו פותחה באופן נרחב לאריזת חלקיקי וירוס שפעת4,
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
עבודה זו נתמכת על ידי מענקים של הרפואה המחוזית ג'ה-ג'יאנג ומדעי הבריאות תוכנית טכנולוגיה (גרנט מספרים, 2017ky538), האנגג רפואה עירונית ומדעי הבריאות תוכנית טכנולוגיה (גרנט מספרים, OO20190070), האנגג מדע רפואי ו מפתח טכנולוגיה פרויקט (גרנט מספרים, 2014Z11) ו האנגג העירוני היישומים האוטונומית פרויקט של התפתחות חברתית מחקר מדעי (גרנט מספרים, 20191203B134).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Benzonase Nuclease | Millipore | 70664 | הפחתת צמיגות יעילה והסרה של חומצות גרעין מתמיסות חלבון |
| Microplates Clear Flat Bottom Polystyrene TC (96-well) | Corning | 3599 | מטופל לחיבור תאים אופטימלי מעוקר על ידי קרינת גמא ומאושר nonpyrogenic קודים אלפאנומריים בודדים לזיהוי באר |
| צלחות באר מרובות שקופות שטופלו ב-TC (6 בארות) | Costar | 3516 | קודים אלפאנומריים בודדים לזיהוי בארות מטופל לחיבור תאים אופטימלי מעוקר על ידי הקרנת גמא |
| המדיום החיוני השונה של Dulbecco (DMEM) | Gibco | 11965092 | מדיום בסיסי בשימוש נרחב לתמיכה בצמיחה של תאי יונקים רבים ושונים |
| סרום בקר עוברי | Excell | FND500 | נסיוב בקר עוברי שיכול להציע ערך מצוין לתרבית תאים בסיסית, מחקר מיוחד ובדיקות ספציפיות |
| מיון תאים מופעל פלואורסצנטי (FACS) | בקמן קולטר | ציטופלקס | |
| אדנוקרצינומה מכתשית אנושית A549 תאי | ATCC | CRM-CCL-185 | |
| כליה עוברית אנושית (HEK) HEK-293T/17 תאים | ATCC | CRL-11268 | מגיב טרנספקציה רב-תכליתי שהוכח כמעביר ביעילות את המגוון הרחב ביותר של קווי תאים דבקים ומתלים |
| מיקרוסקופ ביולוגי פלואורסצנטי הפוך | אולימפוס | BX51-32P01-FLB3 | |
| מיקרוסקופ אור הפוך | אולימפוס | CKX31-12PHP | |
| ליפופקטמין 2000 מגיב טרנספקציה | Invitrogen | 11668019 | זיהוי qPCR מהיר, רגיש ומדויק מבוסס בדיקה וכימות של מטרות RNA מטרה. |
| ערכת בדיקה אוניברסלית של Luna חד-שלבי RT-qPCR | NEB | E3006L | תעמוד בעד 14,000 RCF RNase-/DNase ללא |
| תאי כליה כלבים לא פירוגניים של Madin-Darby (MDCK) | ATCC | CCL-34 | |
| MaxyClear Snaplock צינור מיקרוצנטריפוגה (1.5 מ"ל) | Axygen | MCT-150-C | 33 מ"מ, |
| יחידת מסנן מזרק Millex-HV מעוקרת גמא, 0.45 ומיקרו; m, PVDF | Millipore | SLHV033RS | מדיום חיוני מינימלי משופר (MEM) המאפשר הפחתה של תוספי סרום בקר עוברי ב-50% לפחות ללא שינוי בקצב צמיחת התאים או במורפולוגיה. מדיום Opti-MEM I מומלץ גם לשימוש עם ריאגנטים להעברת שומנים קטיוניים, כגון ריאגנט ליפופקטמין. |
| Opti-MEM I סרום מופחת | בינוני Gibco | 11058021 | האנטיביוטיקה פניצילין וסטרפטומיצין משמשות למניעת זיהום חיידקי של תרביות תאים בשל פעולתן המשולבת היעילה נגד חיידקים גרם חיוביים וגרם שליליים. |
| פניצילין-סטרפטומיצין | Gibco | 15140122 | RCF מקסימלי הוא 12,500 xg טווח טמפרטורות מ-80 ו-deg; C עד 120 ו-deg; C RNase-/DNase-free |
| צינורות צנטריפוגה PP סטריליים (15 מ"ל) | קורנינג | 430791 | פרוטאז סרין יציב ותגובתי מאוד |
| פרוטאינאז K | Beyotime | ST532 | מטופל לחיבור תאים אופטימלי מעוקר על ידי קרינת גמא וצלחת תרבית מוסמכת שאינה פירוגנית |
| שטופלה ב-TC (60 מ"מ) | קורנינג | 430166 | טריפסין מלבלב בקר TPCK מטופל, למעשה נטול מלח, אבקה ליופילית, ≥ 10,000 יחידות BAEE/מ"ג חלבון |
| TPCK-טריפסין | סיגמא | T1426 | נוסחה נוזלית זו של טריפסין מכילה EDTA ופנול אדום. Gibco Trypsin-EDTA מיוצר מאבקת טריפסין, תערובת מוקרנת של פרוטאזות שמקורן בלבלב חזיר. בשל חוזק העיכול שלו, טריפסין נמצא בשימוש נרחב לדיסוציאציה של תאים, מעבר שגרתי של תרביות תאים ודיסוציאציה ראשונית של רקמות. ריכוז הטריפסין הנדרש לדיסוציאציה משתנה בהתאם לסוג התא ולדרישות הניסוי. |
| טריפסין-EDTA (0.25%), פנול אדום | Gibco | 25200056 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.