ヒト呼吸器合胞体ウイルス(HRSV)は、幼児に重度の細気管支炎を引き起こす可能性があります。重度のHRSV疾患の病因の一部は、宿主の免疫応答によって引き起こされます。HRSVによるヒト初代免疫細胞の刺激は、炎症経路と感染の活性化を研究するための迅速で再現性の高いモデルシステムを提供します。
ヒト呼吸器合胞体ウイルス(HRSV)は、幼児に重度の細気管支炎を引き起こす可能性があります。重度のHRSV疾患の病因の一部は、宿主の免疫応答によって引き起こされます。HRSVによるヒト初代免疫細胞の刺激は、炎症経路と感染の活性化を研究するための迅速で再現性の高いモデルシステムを提供します。
ヒト呼吸器合胞体ウイルス(HRSV)感染症は、軽度の感染症から生命を脅かす細気管支炎まで、幅広い疾患の重症度を示します。重症化の病因の重要な部分は、免疫病理学につながる免疫応答の増強です。
ここでは、HRSV感染に対するヒト免疫細胞の免疫応答を調査するために使用されるプロトコルについて説明します。まず、HRSVの培養、精製、定量に使用される方法について説明します。続いて、末梢血単核細胞(PBMC)に生HRSVを刺激するヒトinvitroモデルについて説明します。このモデルシステムは、自然免疫応答や適応免疫応答など、疾患の重症化に寄与する可能性のある複数のパラメータを研究するために使用できます。これらの応答は、転写レベルと翻訳レベルで測定できます。さらに、細胞のウイルス感染は、フローサイトメトリーを使用して簡単に測定できます。まとめると、PBMCと生HRSVによる刺激は、HRSV誘発性疾患に関与するメカニズムを調べるための迅速で再現性の高いモデルシステムを提供します。
ヒト呼吸器合胞体ウイルス(HRSV)は、子供の下気道感染症の最も一般的な原因です。毎年、3,300万人以上の5歳未満の子どもがHRSVに感染し、300万人以上の入院と約20万人の死亡につながっています1。HRSVは、基礎疾患を持つ高齢者や成人にも重大な脅威をもたらすことを示唆する証拠が増えています2。
幼児のHRSV感染症の大部分は、風邪に匹敵する軽度の症状を呈し、臨床的な介入を必要としません。しかし、重症細気管支炎のために入院や人工呼吸器を必要とする患者はごくわずかです。
HRSV疾患の病因の一部は、感染に対する宿主の過剰で不十分な免疫反応です3,4。これは、いくつかの観察結果によって説明されています。最大の病気の期間は、多くの場合、ウイルス感染のピークに先行し、感染組織の細胞浸潤と炎症性サイトカインの放出とよりよく一致します3。別の証拠は、1960年代のホルマリン不活化HRSV(FI-RSV)試験から得られています。このワクチンは、幼児に防御を誘導する代わりに、免疫反応を誇張し、呼吸器疾患の進行と罹患率と死亡率の上昇をもたらしました。
HRSV感染の病因を研究するために、いくつかのモデルが開発されています。HEp-2やA549などの連続細胞株は、in vitroでのHRSV感染の研究に広く使用されています。上皮細胞はHRSV感染5の主要な標的であるため、これらの細胞タイプに多くの焦点が当てられてきました。しかし、in vivoの状況ははるかに複雑で、1つの細胞タイプに限定されません。これらの複雑な相互作用を調べるために、HRSVの病因を研究するためにいくつかの動物感染モデルが開発されました。これまで、異種(非ヒト)モデルと同族の宿主肺炎ウイルスモデルのいずれかに焦点を当てた2つの異なる戦略が採用されてきました。HRSV の異種モデルの例としては、チンパンジー、ヒツジ、ワタ ラット、マウスなどがあります。その自然宿主におけるRSV感染は、ウシRSVとニューモウイルスをそれぞれ使用して、ウシとマウスで研究されています。
これらのモデルはそれぞれ病気の病因に関する重要な洞察を提供してきましたが、HRSVは人間に非常に適応しています。したがって、現在使用されている細胞株と動物モデルに加えて、HRSVによる刺激のモデルとしてヒト初代PBMCを使用することを提案します。ヒトPBMCは、幼児6、免疫不全の個人、健康な成人7、高齢者8など、特定の研究課題に対処するためにさまざまな個人から入手できます。PBMCは、感染の先天的な側面やウイルスへの適応反応を研究するために使用できます。HRSV疾患の病因に重要な活性化炎症経路は、mRNAおよびタンパク質レベルで研究できます。さらに、免疫細胞(のサブセット)のウイルス感染は、フローサイトメトリーによって決定できます。私たちは以前にこのモデルを使用して、HRSV感染と細菌のリガンドムラミルジペプチド(MDP)の相乗効果を特定しました 炎症誘発性サイトカイン7の誘導。私たちは、HRSV疾患の病因に関与する炎症経路を研究するための堅牢で簡単かつ迅速なin vitroモデルとして、ヒト一次PBMCのHRSV刺激を使用することを提案します。
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注:
HRSVを用いた実験は、バイオセーフティーレベル2の研究室にある生物学的安全キャビネット内で実施しなければなりません。生物学的危険があるため、すべてのウイルス廃棄物およびウイルスに接触した材料を回収し、適切に廃棄してください。
感染の可能性があるヒト血液を使用する場合は、特別な注意を払う必要があります。
すべてのプロトコルにおいて、エンドトキシンフリーの試薬を使用することが不可欠です。
1. HRSV A2の培養
2. HRSVの精製
注意:超遠心機は潜在的に危険な装置であるため、使用前に十分注意してください。マニュアルを熟読し、最初の超遠心分離操作は、経験者の指導のもとで行ってください。
3. HRSVの定量
注:データの再現性を確保するため、定量操作を少なくとも3回、n=2(デュプリケート)で繰り返し行ってください。
3.1. A549細胞への感染
3.2. FACSの準備
3.3. FITC-50の算出

4. 健康ボランティアの血液からの末梢血単核細胞 (PBMC) の分離
5. 生HRSVによるPBMCの刺激
6. 刺激の読み取り
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ここで述べるHRSV A2の培養および精製方法では、1 mlあたり2 x 107から2 x 108のFITC-50定量感染性ウイルス粒子が得られます。FITC染色された感染細胞をカウントした顕微鏡分析の結果(結果は示さず)を、FACSによる定量結果(図1)と比較しました。両方の方法で同様のタイターが得られましたが、FACS法は実験間の標準偏差が大幅に低く、手間も少なくて済みました。
PBMC刺激実験を行う際は、刺激・分画法(stimuli-fraction method)の使用を推奨します。この方法では、条件を刺激条件と分画条件に分けます(図 2)。刺激条件は標準的な条件(例:RPMIおよびHRSV)です。分画条件はテスト条件(例:RPMI、MDP、およびLPS)です。各実験には必ず陰性対照と陽性対照を含めてください。本実験では、LPSが陽性対照であり、RPMIが陰性対照です。TNFαやIL-1βなどの炎症性サイトカインを測定する場合、...
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この研究では、HRSV による PBMC の感染が、炎症経路を研究できる高速で信頼性の高いモデル システムであることを実証します。PBMCを刺激するには、HRSVストックを調製して定量化する必要があります。
複数の細胞株がHRSV感染にかかりやすいです。HRSV培養に最もよく使用される細胞株は、HEp-2、HeLa、およびVero細胞です。ただし、Vero細胞でのHRSVの培養により、HRSV10のGタンパク質が切断されることが示されているため、HRSVの培養にVero細胞を使用することはお勧めしません。また、欠陥のある干渉粒子を生成するリスクがあるため、培養用の細胞に感染するために常に少量のウイルスを使用してください11。欠陥干渉粒子(DIP)は、ゲノムの一部または全部を見逃すウイルス粒子です。したがって、DIPはそれ自体で感染を維持することができず、感染性ウイルスに依存することができます。ゲノムが小さいため、完全に機能するウイルスよりも効率的に複製され、多数の非感染性粒子が発生する可能性があります。これらのDIPは、複製に依存する定量...
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開示するものは何もありません。
RSV A2 は、Dr. R. de Swart 氏 (Erasmus MC, Rotterdam, The Netherlands) のご厚意により提供されました。MVとGFは、オランダ政府のプロジェクト番号FES0908とオランダゲノミクスイニシアチブ(NGI)プロジェクト番号050-060-452によって資金提供されているVirgoコンソーシアムによってサポートされています。資金提供者は、研究デザイン、データ収集と分析、出版の決定、または原稿の準備に関与していませんでした。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Reagent | |||
| PBS | Lonza | BE17-516F | PBS Ca2+ Mg2+またはフェノールレッド |
| HBSS | Invitrogen | 14025-100 | HBSS、カルシウム、マグネシウム、フェノールレッド |
| なし | DMEM Invitrogen | 31966-047 | DMEM、高グルコース、GlutaMAX、ピルビン酸 |
| RPMI | Invitrogen | 72400054 RPMI 1640 Medium, GlutaMAX, HEPES | |
| Reduced Serum Medium (Opti-MEM) | Invitrogen | 51985-026 | Opti-MEM I Reduced Serum Medium, GlutaMAX |
| FCS | Greiner Bio-one | FBS (Fetal Bovine Serum) | |
| BSA | Sigma Aldrich | A7030 | Albumin from bovine serum |
| P/S | Invitrogen | 15140-122 | ペニシリン-ストレプトマイシン、液体 |
| トリプシン | Invitrogen | 25300-054 | 0.05% トリプシン-EDTA (1x)、フェノールレッド |
| HeLa細胞 | ATCC | CCL-2 | |
| A549細胞 | ATCC | CCL-185 | |
| ショ糖 | シグマ アルドリッチ | S7903 | ショ糖BioXtra、≥99.5% |
| IgG2 抗マウスFITC | BD Pharmingen | 555057 | Ms IgG2b K FITC アイソタイプコントロール |
| 抗NP-RSV-FITC | Abcam | ab25849 | 抗呼吸器合胞体ウイルス抗体 [671] (FITC) |
| 密度勾配培地 (Lymphoprep) | Axis-Shield | 1114545 | |
| EDTA tubes | BD Biosciences | 367525 | |
| Aceton | Merckミリポア | 1000141000 | 分析 |
| Material | |||
| Centrifuge Tubes | ベックマン・コールター | 326823 薄肉、ポリアロマー、38.5 ml、25 mm x 89 mm | |
| SureSpin 630ローター、36 mlバケット付き | Sorvall | 79368 | スイングバケット チタンローター |
| Sorvall WX80 超遠心分離機 | Sorvall | 46900 | |
| CB 150l CO2インキュベータ | バインダー | ||
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