ここで説明するE型肝炎ウイルス(HEV)の高ウイルス力価株を生成し、肝細胞を効率的に感染させる方法について説明する。提示された方法により、非エンベロープのウイルス粒子と同様に、様々な細胞株を接種するために収穫および使用することができる。
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方法論記事
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ここで説明するE型肝炎ウイルス(HEV)の高ウイルス力価株を生成し、肝細胞を効率的に感染させる方法について説明する。提示された方法により、非エンベロープのウイルス粒子と同様に、様々な細胞株を接種するために収穫および使用することができる。
E型肝炎ウイルスは、世界的に蔓延する肝硬変および肝不全の主な原因である。一本鎖RNAウイルスは、主に輸血、不十分な衛生状態および汚染された食品によって伝染する。現在までにオフラベル薬リバビリン(RBV)は、多くの患者のための選択の治療です。それにもかかわらず、特定のHEV治療は依然として同定されない。これまでのところ、HEVのライフサイクルと病因に関する知識は、効率的なHEV細胞培養システムの欠如のために著しく妨げられてきた。また、ウイルスの病態を含むウイルスのライフサイクルの研究には、堅牢な細胞培養システムが不可欠です。ここで説明する方法では、非エンベロープHEVの最大3 x 106焦点形成ユニット/mL(FFU/mL)および5 x 104 FFU/mLのウイルス力素を生成することができます。これらの粒子を用いて、原発細胞やヒト、ならびに動物細胞系を含む多様な起源の多様な細胞に感染させることができる。プラスミドからの感染性HEV粒子の生成は無限の源を引き起こし、このプロトコルは非常に効率的です。
E型肝炎は、世界的に有病率が高まっている、かなり過小評価されている病気です。約2,000万人の感染により、年間70,000人以上の死者が出ます。基礎となるE型肝炎ウイルス(HEV)は最近再割り当てされ、現在はゲネラオルソヘペウイルスおよびピシヘペウイルスを含むヘペビリダ科内に分類されている。様々な起源のHEVは、ヒト、豚、ウサギ、ラット、鳥類および他の哺乳動物からの分離物を含む種オルソヘペウイルスA-D内で分類される2。現在、陽性指向の一本鎖RNAウイルスの8種類の遺伝子型(GT)が同定されている2.彼らは彼らの順序の同一性、伝達および地理的分布の経路で異なるが、彼らのゲノム構造は非常に保存されている。より具体的には、7.2 kbp HEVゲノムは、3つの主要なオープンリーディングフレーム(ORF1-3)に分けられる。ORF1は、宿主細胞内での複製を成功させるために必要なすべての酵素をコードするが、ORF2はキャプシドタンパク質をコードし、ORF3タンパク質は感染性粒子の組み立ておよび放出に必要な機能的イオンチャネルとして動作する3。一旦基礎または座端腔HEVに放出されると、両方に存在し、ウイルスがそれぞれ,4、5に由来するかどうかに応じて、準エンベロープおよび非エンベロープ/裸の種である。4
GT1とGT2は主に発展途上国で見られるが、便経口経路を介して人間6に感染しているだけで、 GT3、GT4、GT7は主に先進国7,18,19,11、7は、例えば、豚8、ラット9、鶏10、11、鹿12、マングース13、コウモリ14、ウサギ15、マングース13、コウモリ14、ウサギ715、16、,16イノ11シシ17、動物園17,7、20、212の証拠を提供する様々な種で発生20,21します22。不十分な衛生状態23および汚染された食品12、24、25、2624,25,26に加えて、輸血および臓器移植による伝染も可能12である27、28。27,HEVは、肝硬変および肝不全29の一般的な原因であり、特に既存の肝疾患を有する患者、免疫不全個体(遺伝子型3、4および7)および妊婦(遺伝子型1)においてである。注意すべきは、造血,性疾患30、31、32、神経障害33,31および腎障害3234のような肝外症状もある。34
現在までに、オフラベル薬リバビリン(RBV)は、多くの感染患者35、36,36のための選択の治療です。しかし、治療不全および臨床長期的な結果の悪い症例が報告されている。治療の失敗は、ウイルス性突然変異誘発に関連しており、慢性感染患者37、38、3938,39におけるウイルス不均一性の増加。37それどころか、最近のヨーロッパの回顧的な多施設研究では、ポリメラーゼ突然変異をRBV治療失敗40に関連付けることができなかった。臨床観察およびインビトロ実験において、インターフェロン41、42、43、ソフォスブビル41,42,434444、45、45亜鉛塩46およびシルヴェストロール47、48,48も抗ウイルス効果を示している。それにもかかわらず、HEVのライフサイクルとその病因に関する知識の欠如によって妨げられ、特定のHEV治療が見つかっていない。したがって、ウイルス学的研究と新しい抗ウイルス薬の開発のための堅牢な細胞培養システムが緊急に必要とされる49.
残念ながら、他の肝炎ウイルスと同様に、HEVは従来の細胞株で伝播することは困難であり、通常は非常にゆっくりと進行し、低いウイルス負荷につながる。それにもかかわらず、いくつかのグループは、細胞株サブクローン50の生成またはメディアサプリメント51の調整によってウイルス負荷を高めることができた。最近cDNAクローン52の生成と一次患者の適応は、細胞培養55におけるHEV伝播をさらに改善し、53、5454を通過させることによって分離する。53このプロトコルでは、セル培養用のゲノムを用いて、Kernow−C1株(p6_WT)54と、複製増強突然変異(p6_G1634Rと呼ばれる)37を収容する変異株とを用いた。Kernow-C1はHEV細胞培養で最も頻繁に使用される株であり、高いウイルス負荷を産生することができる。ウイルスRNAコピー数を評価することにより、HEV複製をインビトロで監視することができる。それにもかかわらず、これらの技術は、産生される感染性粒子の数の評価を可能にしない。そこで、フォーカス形成ユニット(FFU/mL)を決定するための免疫蛍光染色を確立しました。
ここに記載した方法56は、初等細胞および哺乳動物細胞株を含む多様な起源から様々な細胞型に感染することができる全長感染性ウイルス粒子を産生するために使用することができる。これはHEV感染とトロピズムの重要な側面を解読するための基本的な前提条件です。通常限られた患者の隔離で接種する必要はない。プラスミドからの感染性HEV粒子の生成は無限の源であり、このプロトコルは同等に効率的である。さらに、このシステムは、in vivo同定されたゲノム改変の研究とHEV複製および適合性への影響を可能にする逆遺伝学に使用することができる。この技術は多くの制限を克服し、薬物開発、突然変異誘発研究、および制限または侵入因子などのウイルス宿主相互作用の評価への道を歩むことができる。
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注:すべての実験はBSL-2条件下で行われます。E型肝炎ウイルスRNAまたは感染性ウイルスに接触するすべての物質は、処分前にフード内の廃棄物容器から4%のケールソリンFFで適切にすすいでください。
1. プラスミド製剤
2. 線形化とDNA精製

図1:プラスミドの線形化とDNA精製のための模式的実験用セットアップ。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
注:線形化は、インビトロ転写中のRNA収量を増加させる(ステップ3)
3. 全長HEV遺伝子型3 p6 DNAおよびRNA精製のインビトロ転写

図2:インビトロ転写およびRNA精製のための模式的な実験セットアップ。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
注:インビトロ転写はプラスミドDNAからウイルスゲノムRNAを産生するために必要である。
4. HEV(HEVcc)産生由来細胞培養用HepG2細胞の調製

図3:HEV(HEVcc)産生由来細胞培養用HepG2細胞の調製のための模式的実験セットアップ。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
注:汚染を避けるために、細胞の調製、エレクトロポレーション、感染、収穫および細胞固定は、バイオセーフティレベル2施設で無菌条件下で行った。細胞を含む37°Cでのインキュベーションステップは、5%CO2インキュベーターで達成した。2
5. HepG2細胞のエレクトロポレーション

図4:HepG2細胞のエレクトロポレーションに関する模式的な実験設定。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
6. 細胞内および細胞外HEVccの収穫

図5:細胞内および細胞外HEVccを収穫するための模式的な実験セットアップ。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
7. 細胞内および細胞外HEVccによるHepG2/C3A細胞の感染

図6:細胞内および細胞外HEVccを用いたHepG2/C3A細胞の感染に関する模式的な実験セットアップ。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
注意:HepG2/C3A細胞の感染は、感染性粒子が生成されたことを保証する。さらに、採取した細胞内および細胞外HEVccの滴定は、FFU/mLにおけるウイルス力計を計算するために使用される。これは後で感染制御(IC)と呼ばれる。
トランスフェクションおよび感染制御の免疫蛍光染色

図7:トランスフェクションおよび感染制御の免疫蛍光染色のための模式的な実験セットアップ。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
9. FFU判定
注: 1 つの FFU は、少なくとも 3 つの負のセルによって別の FFU から分離された 1 つ以上の ORF2 陽性セルとして定義されます。


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このプロトコルでは、高力剤感染性HEVccの生産について説明する。第1のステップは、プラスミドDNA(pBluescript_SK_HEVp654およびpBluescript_SK_HEVp6-G1634R37、図8a)を分離し、次いで制限消化によって線形化され、インビトロ転写のために精製される(図1)。ゲル電気泳動を用いて、非消化プラスミドDNAと消化されたプラスミド-DNAを比較することで、線形化が成功することが確認できます。サイズシフトに加えて、直線状の形態を表すDNAバンドは1つだけ表示する必要があります。線形形状の上下の他の2つのバンドが、それぞれニッキングされた円とスーパーコイル状を表す2つのバンドが完全に減少すると、線形化は完了する(図8b)。精製されたDNAの収率は150 ng/μLを超える必要があります。これらの特性が真実である場合にのみ、線形化さ...
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プラスミド調製から始めて、DNAの収量は150 ng/μLを超えて、同じプラスミド株からの複数の線形化を行うことができるようにし、重要なゲノム配列の細菌誘発性変異生成のリスクを最小限に抑える必要があります。さらに、ゲル電気泳動による完全なプラスミド線形化のための制限消化を確認することが重要である(図8b)。線形化されたプラスミドDNAの欠如は、転環増幅を誘発し、インビトロ転写の効率が低下する。さらに、RNAの完全性を確認して、サンプル内のRNasesの存在量を評価する必要があります(図8c)。その後、標的細胞のエレクトロポレーションを考慮する必要があります。注意すべきは、HepG2細胞の調製を開始する前に、すべてが手元にあり、長い待ち時間を避けることを避けて十分に準備されていることを確認してください。特に、細胞およびRNAのエレクトロポレーションまで細胞およびRNAの短時間の貯蔵を保証する。エレクトロポレーション中に細胞の加熱を回避するには、事前に氷上の緩衝液を冷却することが不可欠です。パルスの持続時間は 20~25 ...
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著者らは開示するものは何もない。
私たちは、E型肝炎ウイルスp6クローンのためにスザンヌ・エマーソンに感謝しています。HEV特異的ウサギの超免疫血清は、ドイツのフリードリヒ・ローフラー研究所であるライナー・ウルリッヒによって親切に提供されました。また、ルール大学ボーフムの分子医学ウイルス科のメンバーの皆様のご支援とご意見に感謝いたします。図1~7はBioRender.comで生成した。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.45 以上m mesh | Sarstedt | 83.1826 | 収穫 細胞外ウイルス |
| 4 % Histofix | CarlRoth | P087.4 | 免疫蛍光 |
| 酢酸 | CarlRoth | 6755.1 | コラーゲン ワーキング ソリューション |
| Amicon Ultra-15 | Merck Millipore | UFC910024 | ウイルス 収穫 |
| アンピシリン | Sigma-Aldrich | A1593 | 変換の選択細菌 |
| ATP | ロシュ | 11140965001 | in vitro転写およびエレクトロポレーション |
| BioRender | BioRender | Figure Generation | |
| CaCl2 | Roth | 5239.2 | Cytomix |
| Collagen R solution 0.4 % sterile | Serva | 47256.01 | コラーゲンワーキングソリューション |
| CTP | Roche | 11140922001 | in vitro転写 |
| Cuvette | Biorad | 165-2088 | エレクトロポレーション |
| DAPI | Invitrogen | D21490 | 免疫蛍光 |
| DMEM | gibco | 41965-039 | 細胞培養 |
| DNAse | Promega | M6101 | in vitro転写 |
| DTT | Promega | 含まれるもの P2077< | em>in vitro 転写 |
| EGTA | Roth | 3054.3 | Cytomix |
| Escherichia coli JM109 | Promega | L2005 | 形質転換 |
| ウシ胎児血清 | gibco | 10270106 | 細胞培養 |
| Fluoromount | SouthernBiotech | 0100-01 | 免疫蛍光 |
| GenePulser Xcell エレクトロポレーションシステム | BioRad | 1652660 | エレクトロポレーション |
| ゲンタマイシン | ギブコ | 15710049 | 細胞培養 |
| GTP | Roche | 11140957001 | in vitro transcription |
| H2O | Braun | 184238001 | Immunofluorescence |
| Hepes | Invitrogen | 15630-03 | Cytomix |
| 馬血清 | gibco | 16050122 | 免疫蛍光 |
| K2HPO4 | Roth | P749.1 | Cytomix |
| KCL | Roth | 6781.3 | Cytomix |
| KH2PO4 | Roth | 3904.2 | Cytomix |
| L-グルタミン | gibco | 25030081 | 細胞培養 |
| L-グルタチオン還元 | Sigma-Aldrich | G4251-5G | Cytomix |
| MEM | gibco | 31095-029 | 細胞培養 |
| MEM NEAA (100回;) | gibco | 11140-035 | 細胞培養 |
| MgCl2 | Roth | 2189.2 | Cytomix |
| 微量UV-Vis分光光度計 NanoDrop One | サーモフィッシャー | ND-ONE-W | DNA/RNA濃度 |
| MluI酵素 | NEB | R0198L | 線形化 |
| NEBバッファー | R0198L | 線形化 | |
| NucleoSpin プラスミドキット | Macherey &ナーゲル | 740588.250 | プラスミド調製 |
| NucleoSpin RNAクリーンアップキット | Macherey&Nagel | 740948.250 | RNA purification |
| PBS | gibco | 70011051 | Cell culture |
| Pen/Strep | Thermo Fisher | 15140122 | Cell culture |
| Plasmid encoding-full-length HEV genome (p6_G1634R) | Todt et.al | Virus production | |
| Plasmid encoding full-length HEV genome (p6_WT) | Shukla et al. | GenBank加盟番号JQ679013 | ウイルス産生 |
| 一次抗体 1E6 | LS-Bio | C67675 | 免疫蛍光 |
| 一次抗体 8282 | Rainer Ulrich, Friedrich Loeffler Institute, Germany | ||
| QIAprep Spin Miniprep Kit | Qiagen | 27106 | DNA extraction |
| Ribo m7G Cap Analog | Promega | P1711 | in vitro転写 |
| RNase カール | ロス | A998.3 | RNA精製 |
| RNasin(RNase阻害剤) | Promega | N2515 | in vitro transcription |
| 二次抗体 ロバ抗マウス 488 | サーモフィッシャー | A-21202 | 免疫蛍光 |
| 二次抗体ヤギ抗ウサギ 488 | サーモフィッシャー | A-11008 | 免疫蛍光 |
| ピルバットナトリウム | gibco | 11360070 | 細胞培養 |
| T7 RNA ポリメラーゼ | プロメガ | P2077 | in vitro 転写 |
| バッファー | P2077 | in vitro 転写 | プロメガ |
| トリトン X-100 | カールロス | 3051.3 | 免疫蛍光 |
| Trypsin-EDTA (0.5 %) | gibco | 15400054 | 細胞培養 |
| 超低IgG | gibco | 1921005PJ | 細胞培養 |
| UTP | Roche | 11140949001in vitro転写 |
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