現在のプロトコルはVeroのアフリカの緑の猿の腎臓の細胞のジカウイルス(ZIKV)の伝播および24-wellおよび96-well(ハイスループット)フォーマットのセルベースの比色immunodetection方法を使用してZIKVの量化を記述する。
Method Article
現在のプロトコルはVeroのアフリカの緑の猿の腎臓の細胞のジカウイルス(ZIKV)の伝播および24-wellおよび96-well(ハイスループット)フォーマットのセルベースの比色immunodetection方法を使用してZIKVの量化を記述する。
ジカウイルス(ZIKV)は、 フラビウイルス属に属する蚊媒介ウイルスです。ZIKV感染は、成人の先天性脳異常およびギラン・バレー症候群の可能性と関連している。病気のメカニズムを理解するためのZIKVの研究は、ワクチンや治療法の開発を促進するために重要です。ウイルスを定量する方法は、ウイルス学の分野で重要かつ基本的です。焦点形成アッセイ(FFA)は、ペルオキシダーゼ免疫染色法を用いてウイルス抗原を抗体で検出し、細胞の感染病巣を同定するウイルス定量アッセイです。今回の研究では、24ウェルと96ウェル(ハイスループット)の両方のフォーマットを用いたウイルスの増殖および定量プロトコルについて説明しています。他の同様の研究と比較して、このプロトコルは、他のウイルスに対するこのアッセイの使用を拡大するためのガイドとして役立つ可能性のある焦点サイズの最適化をさらに説明しています。まず、ZIKVの増殖をVero細胞で3日間行います。ZIKVを含む培養上清を回収し、FFAを用いて定量します。簡単に説明すると、ウイルス培養物をVero細胞に接種し、2〜3日間インキュベートします。その後、細胞固定、透過処理、ブロッキング、抗体結合、ペルオキシダーゼ基質とのインキュベーションなど、最適化された染色プロセスを経て、病巣形成が決定されます。染色されたウイルス病巣は、実体顕微鏡(24ウェルフォーマットでの手動カウント)またはソフトウェアアナライザー(96ウェルフォーマットでの自動カウント)を使用して視覚化されます。FFAは、再現性のある比較的速い結果(3〜4日)を提供し、プラークを形成しないウイルスを含むさまざまなウイルスに使用するのに適しています。その後、このプロトコルはZIKV感染の研究に有用であり、他の臨床的に重要なウイルスの検出に使用できます。
ジカウイルス(ZIKV)感染症は、蚊が媒介する新しいウイルス性疾患です。ZIKVの最初の孤立は1947年にウガンダで行われた1,2;1947年から2007年までは、臨床症状は無症候性であり、自己制限的な熱性疾患を特徴とするため、無視されたままでした。2007年、ジカ熱の流行はヤップ諸島で始まり3,4、続いて2013年から2014年にかけて太平洋地域(フランス領ポリネシア、イースター島、クック諸島、ニューカレドニア)でより大きな流行が続き5,6,7,8、重度の神経学的合併症であるギランバレー症候群(GBS)が初めて成人で報告されました9.2015年から2016年にかけて、早くも2013年にブラジルでZIKVのアジア遺伝子型が出現した後、最初の広範囲にわたるZIKVの流行が南北アメリカ大陸を席巻しました10。このアウトブレイクでは、新生児で44万〜130万件の小頭症やその他の神経障害が報告されました11。現在、ZIKV感染症の特定の治療法はありません。したがって、特に妊娠中の感染を予防できるZIKVワクチンの緊急の医学的必要性があります。
ウイルス定量は、サンプル中に存在するウイルスの数を決定するプロセスです。研究において重要な役割を担っており、学術研究所には医学や生命科学など多くの分野が関わっています。このプロセスは、ウイルスワクチン、組換えタンパク質、ウイルス抗原、抗ウイルス剤の製造などの商業分野でも重要です。ウイルスの定量には、多くの方法やアッセイを用いることができる12。方法やアッセイの選択は、通常、ウイルスの特性、望ましい精度のレベル、および実験や研究の性質によって異なります。一般に、ウイルスを定量する方法は、ウイルス核酸(DNAまたはRNA)の存在を検出する分子アッセイと、in vitroでウイルス感染性を測定するアッセイの2つのカテゴリーに分けることができます12。定量的ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR、DNA用)または定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(qRT-PCR、RNA用)13およびデジタルドロップレットPCR14は、所与のサンプル中のウイルス核酸を定量するために使用される一般的な分子技術の例です15。しかし、これらの高感度の分子技術では、生存可能なウイルスと非生存可能なウイルスを区別することはできません15。そのため、細胞に対するウイルス感染力などの生物学的特徴に関する情報を必要とする研究は、上記の分子技術では完結できません。生存可能なウイルスの存在を測定および決定できるアッセイが必要です。ウイルスの感染性を測定するアッセイには、プラーク形成アッセイ(PFA)、50%組織培養感染線量(TCID50)、蛍光フォーカスアッセイ、透過型電子顕微鏡(TEM)などがあります12。
1952年にレナート・ダルベッコによって開発されたPFAは、ZIKV16を含むウイルス滴定に最も一般的に使用される方法の1つです。感染性溶解性ビリオンのウイルス濃度を直接測定するために使用されます。この方法は、溶解性ウイルスがウイルス感染後に接種された細胞単層に細胞変性効果(CPE、細胞死またはプラーク、感染していない細胞に囲まれた感染領域)を産生する能力に基づいています。しかし、このアッセイには、その有用性に影響を与えるいくつかの欠点があります。アッセイは時間がかかり(ウイルスにもよりますが、約7〜10日かかります)、CPEに依存し、エラーが発生しやすいです。本研究では、24ウェルプレートおよび96ウェルプレートフォーマットでZIKVを検出および定量するための免疫比色技術である焦点形成アッセイ(FFA)を報告します。
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. ウイルスの伝播
2. ウイルスの定量化
3. 染色
4. ウイルス力価の決定
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ZIKVは、図3に概略図で示したように、FFAを使用して定量化できます。24ウェルプレートの場合、感染したVero細胞は、感染後48時間、60時間、72時間、84時間、および96時間で固定されました。その結果、感染後96時間(4日)後も細胞は無傷のままであった(細胞剥離は認められなかった)ことが示された(図4および補足図8A-E)。ウイルス病巣の出現は、感染後48時間(2日)に初めて観察されました(図4A-F)。しかし、病巣のサイズが小さすぎたため、病巣を正確に数えることが困難でした。最適な病巣サイズは、感染後60時間(2.5日)で達成されました(図4B)。後者の時点(感染後72時間、84時間、および96時間)では、病巣はより大きく、融合または重なり合う傾向がありました。融合または重なり合った焦点は、時間の経過とともに増加しました(<...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ウイルス力価を決定するためのいくつかのアッセイがあります。PFAにはFFAと同様のウイルス定量プロトコルがあり、ウイルス接種物を希釈して個々のプラークまたは病巣を区別できるようにします。染色後、各プラークまたは病巣は、接種体19内の単一の感染性粒子を示す。PFAはクリスタルバイオレットで染色され、細胞溶解または細胞死によって引き起こされるプラーク形成を視覚化します。したがって、PFAは、ウイルスがCPEを引き起こすのに長い時間を必要とし、細胞溶解または死を誘発するウイルスのみに限定されるため、より時間がかかります。多くの研究室では、ZIKV 19,20,21,22,23,24,25などのフラビウイルスの感染性ウイルス力価を決定するためにFFAを使用することに成功しています。
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
著者らは、競合する利害関係はないと宣言しています。
本研究は、マレーシア高等教育省の長期研究助成制度(LRGS MRUN Phase 1: LRGS MRUN/F1/01/2018)および高等教育機関センターオブエクセレンス(HICoE)プログラム(MO002-2019)の資金提供を受けました。本研究の図3は、BioRender.com(2022)の「DAB Immunohistochemistry」から引用した、病巣形成アッセイのための染色のワークフローを示しています。https://app.biorender.com/biorender-templates/t-5f3edb2eb20ace00af8faed9-dab-immunohistochemistry から取得。
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 0.22 以上m ポリエーテルスルホン シリンジ フィルター | ザルトリウス | S6534-FMOSK | |
| 1.5 mL 微量遠心チューブ | ネスト | 615601 | |
| 10 mL 滅菌血清ピペット | Labserv | 14955156 | |
| 1x Dulbecco'リン酸緩衝生理食塩水 (dPBS) | Gibco | 14190-136 | |
| 2.0 mL スクリューキャップチューブ | Axygen | SCT-200-SS-C-S | |
| 24ウェルプレート | Corning | 3526 | |
| 25 mL 滅菌血清ピペット | Labserv | 14955157 | |
| 3,3'ジアミノベンジジン (DAB) ペルオキシダーゼ基質 | Thermo Scientific | 34065 | |
| 37 °5% CO2 | >Sanyo | MCO-18AIC | |
| 5 mL 滅菌血清ピペット | Labserv | 14955155 | |
| 50 mL 遠心分離チューブ | Falcon | LAB352070 | |
| 75 cm2 組織培養フラスコ付き | Corning | 430725U | |
| 96 ウェルプレート | ファルコン | 353072 | |
| 抗フラビウイルスモノクローナル抗体、4G2 (クローン D1-4G2-4-15) | MilliporeSigma | MAB10216 | |
| オートクレーブ 20x リン酸緩衝生理食塩水 (PBS) | N/A | N/A | 22.8 g 8 mM Na2HPO4、4.0 g 1.5 mM KH2PO4、 0.14 M NaCl 160 g、2.7 mM KCl 4.0 g、MilliQ H2O 1 L |
| 安全キャビネット、クラス II | Holten | HB2448 | |
| CTL S6 ユニバーサル ELISpot/FluoroSpot アナライザー | ImmunoSpot、Cellular Technology Limited (CTL) | CTL-S6UNV12 | 商用ソフトウェアアナライザー |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Gibco | 12800-017 | |
| ウシ胎児血清(FBS) | Bovogen | SFBS | |
| ヤギ抗マウスIgG二次抗体と西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP) | MilliporeSigma | 12-349 | |
| 球計算盤 | Laboroptik LTD | Neubauer改良 | |
| IGEPAL CA-630洗剤 | Sigma-Aldrich | I8896 | Octylphenoxyポリ(エチレンオキシ)エタノールIGEPAL |
| 倒立顕微鏡 | ZEISS | TELAVAL 31 | |
| ラボ用ロッカー | FINEPCR | CR300 | |
| L-Glutamine | Gibco | 25030-081 | |
| 低粘度カルボキシメチルセルロース (CMC) | Sigma-Aldrich | C5678 | |
| マルチチャンネルマイクロピペット (10 - 100 µL) | Eppendorf | 3125000036 | |
| マルチチャンネルマイクロピペット(30 - 300 &L) | エッペンドルフ | 3125000052 | |
| パラホルムアルデヒド | Sigma-Aldrich | P6148 | |
| ペニシリン-ストレプトマイシン | Gibco | 15140-122 | |
| シングルチャンネルピペット (10 - 100 µL) | Eppendorf | 3123000047 | |
| シングルチャンネルピペット(100 - 1000 µL) | Eppendorf | 3123000063 | |
| シングルチャンネルピペット(20 - 200 & micro;L) | エッペンドルフ | 3123000055 | |
| スキムミルク | サンラック 低脂肪 | N/A | 1x PBSに3%スキムミルクを調製し、次 |
| 亜塩素酸ナトリウム | クロロックス | N/A | フラスコ/プレートから廃棄された感染性液体廃棄物を消毒するには |
| 実体顕微鏡 | ニコン | SMZ1000 | |
| シリンジ 使い捨て、ルアーロック、10mL、21G針 | テルモ | ||
| ベロアフリカミドリザル腎臓細胞 | - | ECACC 88020401 | 協力者から受け取りました。ただし、他のサプライヤーから入手したVeroセルは、ある程度の最適化を施して使用できるはずです。 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission