提示されたプロトコルは、封じ込めの設定で、ジカのような特定のウイルスに対する Aedes aegypti 蚊集団のベクター能力を決定することができる。
提示されたプロトコルは、封じ込めの設定で、ジカのような特定のウイルスに対する Aedes aegypti 蚊集団のベクター能力を決定することができる。
提示された手順は、問題の蚊集団における感染率、播種感染、およびウイルスの潜在的な感染率を決定するために、実験室の条件下で Aedes aegypti 蚊をジカウイルスに感染させる一般的な方法論を記述する。これらの手順は、ベクター能力評価における様々な変更をグローバルに広く利用されています。彼らは、与えられた蚊(すなわち、種、集団、個体)が与えられた薬剤の伝達において果たす可能性のある役割を決定する上で重要である。
ベクター能力は、種、集団、さらには個体のレベルでの能力として定義され、蚊、ダニ、またはフレボトミン砂飛のような与えられた節足動物の、節足動物1,2における複製または発生を伴う生物学的に薬剤を取得および伝達する。蚊および節足動物媒介ウイルス(すなわち、アルボウイルス)に関して、薬剤は雌の蚊によってビレミック宿主から浸透する。摂取後、ウイルスは、消化酵素によるタンパク質分解分解、微生物叢(ミドグ感染障壁、またはMIB)の存在、および分泌された腹膜マトリックスなどの様々な生理学的障害を克服し、中腸上皮細胞3の小集団の1つに生産的に感染しなければならない。中腸上皮の感染は、ウイルスの複製と最終的に蚊の開放的な循環系への中腸からの脱出、または中腸脱出障壁(MEB)を克服する播種感染の発症を表す血中リンパに続かなければならない。この時点で、ウイルスは二次組織(例えば、神経、筋肉、脂肪体)の感染を確立し、複製を続けることができますが、そのような二次複製は、ウイルスが唾液腺の体内細胞に感染する(唾液腺感染障壁を克服する)ために厳密に必要ではないかもしれません。唾液腺から補助的な空洞への出射口から唾液管への移動は、噛み付きの後続の宿主へのウイルスの接種を可能にし、伝達周期1、2、4、5、6、7を完了する。
このよく特徴づけられ、一般的に蚊ベクター内に広がるメカニズムが一般的に保存されていることを考えると、実験室のベクター能力評価はしばしば方法論的に類似しているが、プロトコルの違いは1,2である。一般的に、経口ウイルス暴露後、蚊は、ウイルス感染、播種感染、感染/潜在的なトランスリアル感染、および感染/潜在的な感染能力をそれぞれ8回受精させるため、中腸、脚、卵巣、唾液腺などの個々の組織をアッセイできるように解剖される。しかし、唾液腺にウイルスが存在することは、唾液腺脱出/出口バリア(SGEB)の証拠を与えられた1、2、4、5、7、9の伝達能力の決定的な証拠ではない。伝染能力を証明する標準的な方法は、感染の影響を受けやすい動物10、11、12への蚊の伝染のままである。しかし、多くのアルボウイルスでは、免疫不全マウスモデル13、14、15、16の使用が必要であることを考えると、この方法はしばしばコストが非常に高い。一般的に使用される代替手段は、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)または感染性アッセイによって分析することができる蚊の唾液の採取であり、それぞれウイルスゲノムまたは感染性粒子の存在を実証する。このようなインビトロ唾液採取方法は、生体内給餌中に堆積したウイルスの量を12個過大評価または過小評価する可能性があり、そのようなデータは慎重に解釈しなければならないことを示している。しかし、インビトロ法は唾液中のウイルスの存在の観点から分析した場合に非常に価値が高く、感染の可能性を示す。
アルボウイルス性疾患の発生における蚊ベクターの役割を決定するための2つの主要なアプローチが存在する。最初の方法は、活動的な伝達18、19、20、21、22、23、24のコンテキストで蚊が収集されるフィールド監視を含みます。しかし、感染率が典型的には非常に低い(例えば、米国21の活動性ジカウイルス(ZIKV)循環地域における蚊の推定0.061%感染率)を考えると、潜在的な種の犯罪は、方法論25、26およびランダムな確率(例えば、1,600人の感染した個人をサンプリングする)によって大きく偏る可能性がある。.これを考慮して、特定の研究は、伝染に関与する蚊を正確にサンプリングするのに十分な生の数または種の多様性の両方で十分な蚊を獲得しない可能性があります。対照的に、ベクター能力分析は実験室で行われ、経口投与などのパラメータを厳密に制御することができます。蚊の感染と伝染能力の真の複雑さをフィールド環境で完全に表す能力はありませんが、これらの実験室評価はアーボビロ学の分野で強力なツールのままです。
いくつかの蚊種、集団、および方法27、28、29、30、31、32の様々なベクトル能力分析に基づいて、ベクター能力評価の最近のレビュー1、典型的なベクトル能力ワークフローに関連するプロトコルのいくつかをここで説明する。これらの実験では、南北アメリカ(サルバドール市、ブラジル、ドミニカ共和国、および米国の低リオグランデバレー、TX、米国)からの3つのAe.aegypti集団が、4、5、または6ログ10の焦点形成単位(FFU/m線量)でZIKV(Mex 1-7、GenBank加盟:KX247632.1)の単一株にさらされました。その後、外挿術の様々な時間(2、4、7、10、および14日間)の後に、解剖および細胞培養ベースの感染アッセイによって感染、播種感染、および伝染能力の証拠について分析した。現在のワークフロー/プロトコルはZIKV用に最適化されていますが、多くの要素は節足動物の封じ込めおよびバイオセーフティレベル2および3(ACL/BSL2またはACL/ BSL3)の他の蚊媒介性アルボウイルスに直接翻訳可能です。
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これらのプロトコルで行われたすべての手順は、ガルベストンのテキサス大学医学部の機関バイオセーフティ委員会および制度的動物ケアおよび使用委員会によって承認されたプロトコルに完全に準拠して実行されました。
1. VERO細胞でZIKVを増幅
2. 人工血液の調製
3. 血液の食/プラークアッセイのバックティトレーション
4. 献血の管理
5. サンプルの取得と処理
6. 感染アッセイによるZIKVの検出
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Aeの3つの集団。 アメリカ大陸(サルバドール、ブラジル、ドミニカ共和国、およびリオグランデバレー、TX、米国)からの aegypti は、血液をベースにした血液中のチター(4、5、および6ログ10 FFU/mL)の範囲にわたって、アメリカ大陸(ZIKV Mex 1-7、チアパス州、メキシコ、2015)からのZIKVの発生株にさらされました。2日目、4日目、7日目、10日目、14日目に、蚊のサブセットを処理して感染、播種、および潜在的な伝染率を決定した。
ZIKV Mex 1-7の4ログ10 FFU/mLの血中タイターでは、サルバドールのAe.aegyptiは、4日と14日間の外挿インキュベーションの後、それぞれ12.5%と11.1%の割合で感染し、相感染の証拠はなく、ウイルスは検出されなかった。力価を5ログ10 FFU/mLに増加させると、4日目、10日、14日目にそれぞれ22.2%、33.3%、22.2%の感染率で感染...
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ここで説明する方法は、ベクトル能力分析を行う一般化されたワークフローを提供します。一般的な枠組みとして、これらの方法論の多くは文献全体に保存されています。しかし、変更の余地は大きくあります(AzarとWeaver1でレビュー)。ウイルス(例えば、ウイルス系統、チャレンジウイルスの保存、ウイルス通過歴)、昆虫学(例えば、蚊集団の実験室コロニー形成、先天性免疫、蚊の微生物叢/ビローム)、および実験変数(例えば、血中粉組成物、順次血液供給、およびインキュベーション温度)は、すべてベクター能力に影響を及ぼすと知られている。それは正式なメタ分析を排除しているので、能力研究の方法論的変動は、ZIKVの流行の文脈で問題を証明している1,33.
この一般的な方法論の中で、蚊と血粉のメイクアップの適切な飢餓の重要性は誇張することはできません。脱水は、感染性の血液を提供する前に砂糖と水の飢餓の価値を強調し、実験室のパラダイム
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著者らは開示するものは何もない。
我々は、新興ウイルスおよびアルボウイルスのための世界参照センター(WRCEVA):ロバート・テッシュ博士、ヒルダ・グスマン、ケネス・プランテ博士、ジェシカ・プランテ博士、ディオンナ・シャルトン、ディヴィヤ・ミルチャンダニ博士が、私たちの他のグループのベクター能力実験に使用されるウイルス株の多くをキュレーションし、提供するたゆまぬ努力をしていることを認めます。提示された作品は、マクラフリン・フェローシップ・ファンド(SRA)とNIH助成金AI120942とAI121452によって資金提供されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 3mL標準リザー | バーR37P30 | Hemotek | 機器7 |
| /32インチステンレス鋼440グレードCボール | 4RJH9 | グレインジャー | 研削媒体 |
| アセトン、組織学的グレード、フィッシャーケミカルズ、ポリボトル、4L、4L | A16-P4 | ッシャーサイエンティフィック | 固定剤 |
| アデノシン5'-トリホスペイト二ナトリウム塩ヒドラット、微生物、バイオ試薬、細胞に適しています培養 | A6419-1G | MilliporeSigma | 試薬 |
| 抗フラビウイルス群抗原抗体、クローン D1-4G2-4-15 | MAB10216 | MilliporeSigma | フォーカス形成アッセイ用一次抗体 |
| 抗マウス IgG (H+L) 抗体、ヒト血清吸着およびペルオキシダーゼ標識、1.0mL/ボトル | 5450-0011 | KPL/セラケア | フォーカス形成アッセイ用 |
| 二次抗体 漂白剤 | NC0427256 | FisherScientific | Decontamination |
| Corning, Cell Culture Treated Flasks, 150cm2, Vented Cap, Case of 50 | 10-126-34 | FisherScientific | Cell culture consumable |
| Costar Cell Culture Plates, 24-well, 5/bag, 100/case, Corning | 07-200-740 | FisherScientific | Cell culture Consumable |
| Costar Cell Culture Plates, 96-well, 5/bag, 100/case, Corning | 07-200-91 | FisherScientific | 細胞培養消耗品 |
| クリスタルバイオレット | C0775-100G | ミリポアシグマ | ステイン |
| エッペンドルフ スナップキャップ マイクロ遠心分離機 セーフロック 2mL チューブ 500/ケース | 05-402-7 | フィッシャーサイエンティフィック | プラスチック消耗品 |
| ファルコン 15mL コニカル セントリーグ チューブ | 14-959-70C | フィッシャーサイエンティフィック | プラスチック消耗品 |
| ファルコン 50mL コニカル チューブ | 14-959-49A | フィッシャーサイエンティフィック | プラスチック消耗品 |
| ファルコン使い捨てポリスチレン血清学10mLピペット、200 /ケース | 13-675-20 | ッシャーサイエンティフィック | プラスチック消耗品 |
| ファルコン使い捨てポリスチレン血清学1mLピペット、1000 /ケース | 13-675-15B | フィッシャーサイエンティフィック | プラスチック消耗品 |
| ファルコン使い捨てポリスチレン血清学25mLピペット、200 /ケース | 13-675-30 | FisherScientific | プラスチック消耗品 |
| ファルコン 使い捨てポリスチレン血清学 5mL ピペット、200/ケース | 13-675-22 | フィッシャーサイエンティフィック | プラスチック消耗品 |
| ファルコン標準組織培養皿 | 08-772B | フィッシャーサイエンティフィック | プラスチック消耗品 |
| 胎児ウシ血清-プレミアム、500mL | S11150 | アトランタ生物製剤 | 細胞培養試薬 |
| Fisherbrand Economy Plain Glass Microscope Slides | 12-550-A3 | FisherScientific | Immobilization of Mosquitos |
| FU1 Feeder | FU1-0 | Hemotek Ltd | 昆虫機器; フィーディングユニット |
| Gibco DPBS with Calcium and Magnesium, 10 x 500mL Bottles | 140-040-182 | FisherScientific | Cell culture reagent |
| Gibco Fungizone, Amphotericin B, 250μg/mL, 50mL/ボトル | 15-290-026 | フィッシャーサイエンティフィック | 細胞培養試薬 |
| ギブコ ペニシリン-ストレプトマイシン (10,000 U/mL), 100mL/ボトル, 20 ボトル/ケース | 15-140-163 | フィッシャーサイエンティフィック | 細胞培養試薬 |
| ギブコ, トリプシン-EDTA (.25%), フェノールレッド, 20 x 100mL ボトル | 25-200-114 | フィッシャーサイエンティフィック | 細胞培養試薬 |
| ギブコム DMEM, 高グルコース, 10 x 500mL ボトル | 11-965-118 | FisherScientific | 細胞培養試薬 |
| ヒト血液、性別不詳、クエン酸 Na-Citrate、1 ユニット | 7203706 | ランパイア | 血液粉製剤 |
| InsectaVac 吸引器 | 2809B | Bioquip | 昆虫機器 |
| メタノール、認定 ACS、フィッシャー ケミカルズ、琥珀色ガラス瓶、4L、4/ケース | A412-4 | フィッシャーサイエンティフィック フィッシャーサイエンティフィック フィジカル フィッシャーサイエンティ | フィック フィジカル |
| フィッシュ剤メチルセルロース、粘度:3,500-5,600 cP、2 % in water(20 °C)、250g /ボトル | M0512-250G | MilliporeSigma | 細胞培養試薬 |
| Micro-chemプラス消毒洗剤 | C849T34 | トーマス科学 | 除染;分子生物学のためのデュアルクォターナリーアンモニウム |
| 鉱油、BioReagentの | M5904-5X5ML | ミリポアシグマ | 蚊 |
| のOリング | OR37-25 | Hemotek株式会社 | 昆虫機器プラスチック |
| プラグ | PP5-250 | Hemotek Ltd | 昆虫機器 |
| PS6 電源ユニット (110-120V) | PS6120 | Hemotek Ltd | 昆虫機器; 電源 |
| ルビス鉗子、オフセットブレード、超微細点 | 4525 | Bioquip | 昆虫機器 |
| Sarstedt Inc, 2mL スクリューキャップ マイクロチューブ、円錐底、Oリングキャップ、滅菌、1000/ケース | 50-809-242 | FisherScientific | プラスチック消耗品 |
| ショ糖、BioUltra、分子生物学用 | 84097-250G | MilliporeSigma | 試薬 |
| ThermoScientific、ART バリア低保持 1000μL ピペットチップ、100 チップ/ラック、8 ラック/パック、4 パック/ケース | 21-402-487 | フィッシャーサイエンティフィック | プラスチック消耗品 |
| サーモサイエンティフィック、ART バリア ロー リテンション 200μL ピペットチップ、96 チップ/ラック、10 ラック/パック、5 パック/ケース | 21-402-486 | フィッシャーサイエンティフィック | プラスチック消耗品 |
| ThermoScientific、ART バリア ローリテンション 20μL ピペットチップ、96 チップ/ラック、10 ラック/パック、5 パック/ケース | 21-402-484 | FisherScientific | プラスチック消耗品 |
| ThermoScientific、ART バリア ローリテンション、エクステンデッドリーチ 10μL ピペットチップ、96 チップ/ラック、10 ラック/パック、5 パック/ケース | 21-402-482 | フィッシャーサイエンティフィック | プラスチック消耗品 |
| TissueLyser II | 85300 | QIAGEN | ホモジナイゼーション |
| TrueBlue ペルオキシダーゼ 基質キット、200mL | 5510-0030 | セラケア | フォーカス形成アッセイ用開発溶液 |
| Vero | CCL-81 | アメリカンタイプカルチャーコレクション | ウイルスを増幅し、感染性アッセイを実施する哺乳類細胞株 |
| Vero C1008 [Vero 76, clone E6, Vero E6] | CRL-1586 | American Type Culture Collection | ウイルスを増幅し、感染性アッセイを実施する哺乳類細胞株 |
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