このプロトコルは、2つのインフルエンザA株からエンベロープ糖タンパク質を有する高力性ウイルス性偽型粒子(pp)を生成する実験プロセスと、その感染性を決定する方法を記述する。このプロトコルは、異なるエンベロープ糖タンパク質を持つエンベロープウイルスの他のタイプのppsを開発するために非常に適応性があります。
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方法論記事
このプロトコルは、2つのインフルエンザA株からエンベロープ糖タンパク質を有する高力性ウイルス性偽型粒子(pp)を生成する実験プロセスと、その感染性を決定する方法を記述する。このプロトコルは、異なるエンベロープ糖タンパク質を持つエンベロープウイルスの他のタイプのppsを開発するために非常に適応性があります。
高病原性鳥インフルエンザA型ウイルスH5N1(HPAI H5N1)及びH7N9のヒト及びその致死性の時折の直接感染は、深刻な公衆衛生上の問題であり、流行の可能性を示唆している。しかし、ウイルスの分子理解は初歩的であり、そのエンベロープタンパク質の生物学的性質を治療標的として研究し、感染を制御する戦略を開発する必要があります。ヘマグルチニン(HA)およびノイラミニダーゼ(NA)エンベロープ糖タンパク質の機能解析、HAおよびNAの再種化特性を含む鳥インフルエンザウイルスを研究するための固体ウイルス擬似型粒子(pp)プラットフォームを開発し、受容体は、栄養、中和抗体、診断、感染性、薬剤開発およびワクチン設計の目的で。ここでは、2つのインフルエンザA型(HAPI H5N1および2013鳥類H7N9)からエンベロープ糖タンパク質(HA,NA)を用いてppsを確立するための実験手順について説明する。彼らの世代は、マウス白血病ウイルス(MLV)のようないくつかのウイルスの容量に基づいて、エンベロープ糖タンパク質をppに組み込む。さらに、これらのppsをRT-qPCRで定量化する方法、およびHとNの起源に応じてネイティブおよび不一致のウイルスppsの感染性検出についても詳しく説明します。このシステムは非常に柔軟で適応性があり、エンベロープドコードタンパク質を持つウイルスppsを確立するために使用することができます。したがって、このウイルス粒子プラットフォームは、多くの研究研究で野生ウイルスを研究するために使用することができます。
ウイルス粒子の使命は、感染した宿主細胞から非感染宿主細胞にそのゲノムを輸送し、それを複製能力のある形態1の細胞質または核に送達することである。このプロセスは、最初は宿主細胞受容体への結合によって引き起こされ、続いてビリオンと細胞膜の融合が続く。インフルエンザウイルスのようなエンベロープウイルスの場合、スパイク糖タンパク質は受容体結合および融合1、2を担う。ウイルスエンベロープ糖タンパク質(例えば、パイロゲン、抗原)は、ウイルスライフサイクル開始(結合および融合)、ウイルス病因、免疫原性、宿主細胞アポトーシスおよび細胞トロピズム、細胞内分泌経路、ならびに種間の伝染および再分類など、多くの重要な特性および事象に関与している。ウイルスエンベロープ糖タンパク質に関する研究は、ウイルス感染プロセスの多くの側面を理解するのに役立ちます。擬似型ウイルス粒子(pp)は、擬似ウイルスまたは擬似粒子とも呼ばれ、擬似タイピング技術8、9、10を介して生成することができる。この技術は、C型肝炎11、12、B型肝炎13、小胞性口内炎ウイルス(VSV)14、15、およびインフルエンザウイルス16、17、18、19を含む多くのウイルスの擬似型粒子を開発するために使用されている。この技術は、レンチウイルスまたは他のレトロウイルスのGag-Polタンパク質に基づいています。
擬似型ウイルス粒子は、ウイルスエンベロープ糖タンパク質発現プラスミドをコトランスフェクションすることにより3プラスミド系を用いて得ることができ、エンベロープenv遺伝子を欠損させるレトロウイルス包装プラスミド、およびppプロデューサー細胞に別のレポータープラスミドを得ることができる。レトロウイルスは、そのGagタンパク質によって組み立てられ、ウイルスエンベロープタンパク質1を発現する感染細胞膜から芽を出す。従って、レトロウイルスギャグタンパク質を用いて高力インフルエンザppsを得て、インフルエンザHAおよびNAを発現する細胞膜上に芽を生成することができる。これまでの研究では、すべての組み合わせにおけるHA/NAは機能的であり、ウイルスライフサイクル16、17、18、20、21で対応する機能を実行することができました。これらのppsは、ヘマグルチン酸、ノイラミニダーゼ活性、HA受容体結合トロピズム、および感染性を含むインフルエンザの生物学的特性を調べるために使用されます。HAとNAはいずれもウイルスのライフサイクルにおいて重要な表面機能タンパク質であるため、異なるインフルエンザに由来するHAとNAの不一致は、それらの間の再分け合いを部分的に示すことができる。ここでは、3プラスミド擬似タイピングシステムを用いて、2つのHAと2つのNA(HPAI H5N1株とH7N9染色に由来する)を組み合わせて8種類のインフルエンザppsを生成します。ppsのこれらの8つのタイプは、2つのネイティブpps、H5N1pp、H7N9ppが含まれています。2 つの不一致の pps, (H5+N9)pp, (H7+N1)pp;1つの糖タンパク質(HAまたはNA)のみを収容する4つのpps、H5pp、N1pp、H7pp、N9pp.インフルエンザウイルスに関する研究、H5N1およびH7N9などの、バイオセーフティ要件によって制限される。野生インフルエンザウイルス株のすべての研究は、バイオセーフティレベル3(BSL-3)実験室で行われるべきである。擬似型ウイルス粒子技術は、バイオセーフティレベル2(BSL-2)設定で人工ビリオンをパッケージ化するために使用することができます。したがって、ppsは、ヘマグルチニン(HA)とノイラミニダーゼ(NA)の2つの主要な糖タンパク質に応じてインフルエンザウイルスプロセスを研究するためのより安全で有用なツールを表します。
このプロトコルは、3プラスミドコトランスフェクション戦略(図1で概観)を用いたこれらのppsの生成、ppsの定量方法、および感染性検出について説明する。ppの生産には3種類のプラスミドが含まれます(図1)。レトロウイルスGag-Polタンパク質をコードするgag-pol遺伝子をレトロウイルス包装キットからクローニングし、pcDNA 3.1プラスミドに挿入し、pcDNA-Gag-Polと名付けました。緑色蛍光タンパク質をコードする強化された緑色蛍光タンパク質(eGFP)遺伝子をpTRE-EGFPベクターからクローニングし、pcDNA 3.1プラスミドに挿入し、pcDNA-GFPと呼んだ。クローニング中に、プライマーを介して包装シグナル(ƒ)配列を追加した。HA遺伝子およびNA遺伝子を、それぞれpVRC-HAおよびpVRC-NAと名付けられたpVRCプラスミドにクローニングした。最後のプラスミドは融合タンパク質をコードし、目的の他の融合タンパク質と置き換えることができます。当社の擬似タイピングプラットフォームには、pVRC-HAとpVRC-NAの2つの糖タンパク質発現プラスミドが含まれています。これにより、BSL-2設定における異なるウイルス株間の再種合けに関する研究を簡素化することができます。
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1. 1日目:細胞培養と播種
2. 2日目:リポフェクションによる4プラスミドコトランスフェクション
3. 3日目:影響を受けやすい細胞の播種
4. 4日目:擬似型ウイルス粒子採取、定量、感染性アッセイ
5. 5日目または6日目:感染性検出
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上記の一般的な手順に応じて、2つのグループHA/NまたはVSV-G糖タンパク質または非エンベロープ糖タンパク質を組み合わせた10種類のppsを生成しました(表1を参照)。そのうち7人は感染性です。エンベロープなし糖タンパク質または唯一の港NAを収容するppsは、ここでの感染性を示さなかった。インフルエンザpp産生手順は図1に概観されている。ppsの透過電子顕微鏡写真(例えば、H5N1pp)を図3に示す。これらのppsの感染性アッセイの結果を図4に示す。7種類のppsの感染率は、細胞当たりのゲノムコピー(GCP)で評価した[感染の多重度(MOI)]値20.H5を抱くppsグループでは、 H5N1、(H5+N9)、およびH5の感染率は90.05±4.05%、17.78±1.58%、10.15±2.85%の細胞株A549および40.37±4.92%、5.24±1.32%、4.88±0.27%であった。H7を抱くppsグループでは、 ...
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このプロトコルでは、BSL-2設定でインフルエンザウイルス擬似型粒子(pp)を生成する方法について説明する。レポータープラスミドpcDNA-GFPはppsに組み込まれ、感染性アッセイでFACSによってppsを定量するために使用することができる。インフルエンザの研究に広く用いられているため、2種類の影響を受けやすい細胞株を選びました。MDCK細胞は、これらの研究で使用される可変不死化ヒト細胞に良好な制御を提供するであろう。
このプロトコルは、GFPレポーターを組み込み、細胞膜上に芽を生成することができるレトロウイルスMLVに基づいています。この技術は、インフルエンザウイルス粒子4、22、23、24を包装するために広く開発されている。いくつかの他のシステムは、レンチウイルスHIV-1擬似タイピングシステム19、25、26<...
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著者たちは何も開示する必要はない。
この研究は浙江省医学・健康科学技術計画(グラント番号、2017KY538)、杭州市立医科医療技術計画(グラント番号、OO20190070)、杭州医科、及び杭州医科大学の助成金によって支えられた。技術キープロジェクト(グラント番号、2014Z11)と杭州自治体の自律的な社会開発と科学研究のアプリケーションプロジェクト(グラント番号、20191203B134)。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ベンゾナーゼヌクレア | ーゼミリポア | 70664 | 効果的な粘度低下とタンパク質溶液からの核酸の除去 |
| クリアフラットボトムポリスチレンTC処理マイクロプレート(96ウェル) | コーニング | 3599 | 最適な細胞付着のために処理 ガンマ線による滅菌と認定された非発熱性 ウェル同定 |
| のための個々の英数字コードクリアTC処理されたマルチウェルプレート(6ウェル) | Costar | 3516 | ウェル同定のための個々の英数字コード 最適な細胞付着のために処理 ガンマ線照射による滅菌 |
| ダルベッコの修飾必須培地(DMEM) | ギブコ11965092 | 多くの異なる哺乳類細胞の増殖をサポートするための広く使用されている基礎培地 | |
| シ胎児血清 | エクセル | FND500 | 基本的な細胞培養、専門研究、および特定のアッセイに優れた価値を提供できるウシ胎児血清 |
| 蛍光活性化細胞選別(FACS) | ベックマン・コールター | cytoflex | |
| ヒト肺胞腺癌 A549細胞 | ATCC | CRM-CCL-185 | |
| ヒト胚性腎臓(HEK) HEK-293T/17細胞 | ATCC | CRL-11268 | 多種多様な接着細胞株および浮遊細胞株を効果的にトランスフェクションすることが示されている汎用性の高いトランスフェクション試薬 |
| 倒立型蛍光生物顕微鏡 | オリンパス | BX51-32P01-FLB3 | |
| 倒立型光学顕微鏡 | オリンパス | CKX31-12PHP | |
| リポフェクタミン 2000 トランスフェクション試薬 | Invitrogen | 11668019 | 迅速、高感度、高精度のプローブベースのqPCR検出と標的RNAターゲットの定量。 |
| Luna Universal Probe One-Step RT-qPCR Kit | NEB | E3006L | Will withstand up to 14,000 RCF RNase-/DNase-free-Non-pyrogenic |
| Madin-Darby Canine Kidney (MDCK) cells | ATCC | CCL-34 | |
| MaxyClear Snaplock Microcentrifuge Tube (1.5 mL) | Axygen | MCT-150-C | 33 mm, gamma sterilized |
| Millex-HV Syringe Filter Unit, 0.45 & micro;m、PVDF | ミリポア | SLHV033RS | 改良された最小必須培地(MEM)であり、細胞の増殖速度や形態を変えることなく、ウシ胎児血清の補給を少なくとも50%削減できます。Opti-MEM I培地は、リポフェクタミン試薬などのカチオン性脂質トランスフェクション試薬との併用にも推奨されます。 |
| Opti-MEM I Reduced Serum Medium | Gibco | 11058021 | 抗生物質のペニシリンとストレプトマイシンは、グラム陽性菌とグラム陰性菌に対する効果的な複合作用により、細胞培養の細菌汚染を防ぐために使用されます。 |
| ペニシリン-ストレプトマイシン | Gibco | 15140122 | 最大RCFは12,500 xg 温度範囲は-80 >Cから120 °C RNase-/DNase-free 滅菌PP |
| 遠心チューブ (15 mL) | Corning | 430791 | 安定性と反応性の高いセリンプロテアーゼ |
| Proteinase K | Beyotime | ST532 | 最適な細胞接着のために処理 ガンマ線による滅菌と認定された非発熱 |
| 性TC処理培養皿 (60mm) | Corning | 430166 | ウシ膵臓由来トリプシン TPCK処理済み、基本的に無塩、凍結乾燥粉末、≥10,000 BAEE単位/mg蛋白 |
| 質TPCKトリプシン | ΣT1426 | トリプシンのこの液体製剤はEDTAおよびフェノール赤を含んでいる。Gibco Trypsin-EDTA は、ブタの膵臓に由来するプロテアーゼの照射混合物であるトリプシン粉末から作られています。トリプシンは、その消化強度により、細胞解離、日常的な細胞培養継代、および初代組織の解離に広く使用されています。解離に必要なトリプシン濃度は、細胞の種類や実験要件によって異なります。 | |
| トリプシン-EDTA(0.25%)、フェノールレッド | Gibco | 25200056 |
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