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Research Article
Paul E. Leon1,2, Teddy John Wohlbold1,2, Wenqian He1,2, Mark J. Bailey1,2, Carole J. Henry3, Patrick C. Wilson3, Florian Krammer1, Gene S. Tan1
1Department of Microbiology,Icahn School of Medicine at Mount Sinai, 2Graduate School of Biomedical Sciences,Icahn School of Medicine at Mount Sinai, 3The Department of Medicine, Section of Rheumatology, The Knapp Center for Lupus and Immunology Research,The University of Chicago
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
우리는 우리가 대상으로 인플루엔자 A 바이러스의 바이러스 성 조류 인간 또는 murine 단일 클론 항 체의 바인딩을에 필요한 중요 한 잔류물을 식별 하는 방법을 설명 합니다. 프로토콜은 다른 바이러스 표면 glycoproteins 그리고 그들의 해당 중화 항 체에 적용할 수 있습니다.
인플루엔자 바이러스는 호스트 면역 반응을 회피 하 고 적응 하는 놀라운 능력을 전시 한다. 한 가지 방법은 바이러스의 표면 glycoproteins에서 발생 하는 항 원 변화를 통해 이다. 탈출 이체의 세대에 elucidating 바이러스 면역 검출을 탈출 하는 방법을 식별 하는 항 체 바인딩에 필요한 중요 한 잔류물에 강력한 방법입니다. 여기, 우리 인플루엔자 A 바이러스도 변종 바이러스 성 조류 (HA)에 대 한 감독 또는 murine 단일 클론 항 체 (mAbs)를 이용 하 여 생성 하는 방법에 대 한 프로토콜을 설명 합니다. 우리의 기술 사용 하 여 우리는 이전 중요 한 잔류물 머리 나는 새로운 조류 H7N9 하의 줄기를 대상으로 항 체 바인딩을 위한 필요한 특징. 프로토콜은 다른 바이러스 시스템에 쉽게 적용할 수 있습니다. 탈출 이체의 분석은 단 하나 뉴클레오티드 동 질 다 상 (Snp) 저항 및 바이러스, 부여 결정 항 원 편 류를 모델링 및 백신 치료제의 설계에 중요 합니다.
다른 RNA 바이러스와 마찬가지로, 인플루엔자 A 바이러스는 다양 한 항 원 이체 복제1,2,3의 각 라운드의 생성을 허용 하는 오류 중 합 효소를 소유한 다. 인플루엔자 바이러스는 항 체 바인딩의 손실에 지도 하는 표면 glycoproteins에 돌연변이의 축적을 통해 달성 된다 항 원 편 류를 통해 인간의 면역 반응을 회피 하 고 적응 하는 놀라운 능력. 바이러스 성 표면 glycoproteins, 하 및 응집 (NA)의 항 원 편 류를 다르게 매년 백신을 관리 하 고 필요를 필요로 합니다.
격리 및 항 원 특정 항 체의 생성 기술 발전 백신 유도 mAbs4,5,6,,78의 높은 수를 얻지 못했다. 차례로, 인플루엔자 A 바이러스를 광범위 하 게 중화 mAbs의 epitopes의 특성은 크게 주 었 여러 범용 인플루엔자 백신 후보자9,,1011의 개발 12,,1314. mAb의 항 원 발자국 elucidating 중립화의 구조적 결정 요인 밝혀 고 백신 디자인으로 정보 접근에 대 한 수 있습니다. 그러나, 그것은 현실도 구조적으로 바이러스 성 항 원15, 에 epitopes를 지도 하기 위하여 엑스레이 결정학 또는 cryo 전자 현미경 검사 법을 통해 mAbs의 광범위 한 패널 특성 실험실에 대 한 비용 효율적인 16 , 17 , 18.
엑스레이 결정학 또는 cryo 전자 현미경 검사 법 고가의 장비, 전문된 기술 및 잠재적으로 광범위 한 양의 데이터를 생성 하는 시간이 필요 합니다. 대체 하 고 빠른 접근 활용 오류가 RNA 의존을 통해 다양 한 바이러스 인구의 급속 한 세대 mAbs19,20의 epitopes를 결정 하기 위해 탈출 돌연변이 생성에 RNA 중 합 효소 21,,2223. 이스케이프 변종의 생성 어떤 특별 한 장비 또는 기술을 요구 하지 않는다 고 기존의 실험실 시 약 및 장비와 함께 수행할 수 있습니다.
여기, 인플루엔자 HA를 인식 하는 mAb 바인딩에 필요한 중요 한 잔류물의 매핑 허용 하는 방법을 설명 합니다.
주의: 인간의 인구 (예를 들어, H1, H3)에서 순환 하는 인플루엔자 바이러스의 수는 biosafety 수준 2 클래스 병원 진료와 적절 한 개인 보호 장비 처리 해야 합니다. 바이러스의 처리 기관 검토 위원회에 의해 승인을 받아야 한다. 다음 프로토콜 시내산에서 기관 검토 위원회에 의해 승인 되었다.
참고: 바이러스 성 복제를 억제 하 특정 항 체는 i) 바인딩 또는 구형 머리 위에 수용 체 바인딩 사이트의 인접 한 사람과 말 초 수용 체 바인딩의 바인딩 ii) 것 들으로 일반적으로 분류 될 수 있다 도메인, 구형 머리의 측면 사이드와은 하의 줄기 지역 포함. 항 체 수용 체 바인딩 사이트 대상 대상 세포의 표면에 sialic acid 모티프의 교전을 방지 하 고 hemagglutination 억제 (HI) 분석 결과 사용 하 여 측정 될 수 있다. 이 음수가 되는 항 체 줄기 특정 항 체와 같은 아직도 바이러스의 복제를 억제할 수 있는 하지만 중화 분석 실험을 사용 하 여 평가 될 수 있다.
1. 항 체 안녕 및 중화 활동에 따라 분류

2. 세대 탈출 돌연변이 변종의
참고: 안녕 활동 부족 또는 중화 항 체는 더 아래에 설명 된 특정 프로토콜 분석.
3. 플 라크 정화를 통해 변종 탈출의 절연
4. 바이러스 성 RNA와 분석의 하 시퀀스의 추출
페 놀 및 guanidine isothiocyanate 모노 phasic 솔루션 탈출 돌연변이 바이러스 allantoic 액체의5. 항 체 바인딩 분석의 탈출 변종
우리가 이전 계절 인플루엔자 바이러스 백신, H7N9 예방 접종, 또는 순차적 DNA/재조합 HA 단백질 예방 접종4,5 에 의해 유도 된 인간과 murine mAbs에 탈출 변종 생성 하이 방법의 사용 6,7. 위에서 설명한 항 체가 고 microneutralization 분석 실험 사용 하 여 다음4,5을 계속 하는 특정 프로토콜의 우리에 게 먼저 특징 이었다. 항 체 07-5 D 03, 07-5F01, 07-5 G 01, 07-4B03, 07-4E02, 07-4 D 05 조류 H7N9 바이러스 (A/상하이/1/2013) (표 1)에 대 한 안녕 고 중화 활동을 발견 하 고 따라서 프로토콜 1 (2.1 단계) 이용 되었다. S6-B01 (표 1), 042-100809-2F04, 045-051310-2B06, 41-5E04 등이 활동 부족 중화와 mAbs에 대 한 프로토콜 2 (2.2 단계) 탈출 변종을 생성 하 사용 되었다. 탈출 돌연변이 매핑 밝혀 항 체의 많은 바이러스 성 하4,5 (그림 4)에 다른 위치에서 중요 한 잔류물을 인식. 이 부정적인 항 체 줄기 지역4,5 탈출 점 돌연변이와 돌연변이 생성이 긍정적인 항 체의 대부분 있다 H7 하의 이전에 보고 된 항 원 사이트 근처 돌연변이 잔류물, 탈출 하는 동안 .
| 항 체 | 안녕하세요 활동 | NEUT 활동 |
| 07-5 D 03 | + | + |
| 07-5F01 | + | + |
| 07-5 G 01 | + | + |
| 07-4B03 | + | + |
| 07-4E02 | + | + |
| 07-4 D 05 | + | + |
| 41-5E04 | - | + |
| 045-051310-2B06 | - | + |
| 042-100809-2F04 | - | + |
| S6-B01 | - | + |
표 1: 항 체가 고 중화 활동의 테이블. 개인 실험 H7N9 백신 접종에서 고립 된 10 H7 전용 mAbs 전시 다른 시험관에 항 바이러스 활동5.
| 앞으로 뇌관 (5' 3') | 반전 뇌관 (5' 3') | Thermocylcer 조건 | |
| IAV | TATTCGTCTCAGGGAGCAAAAGCAGGGG | ATATCGTCTCGTATTAGTAGAAACAAGGGTGTTTT | 60 분 42 º C, 20 94 º C의 2 분/5 사이클 94 º C s, 30 50 º C s 3 분 30 s 68 º C 20 94 º C의 40 주기 다음 s, 58 ° C 30에 대 한 s 그리고 10 분 동안 68 º C에서 최종 확장 시간 3 분 30 s 68 º C |
| IBV | GGGGGGAGCAGAAGCAGAGC | CCGGGTTATTAGTAGTAACAAGAGC | 60 분, 30 분 동안 55 ° C, 20 94 º C의 2 분/5 사이클 94 º C 45 º C s, 30 40 º C s 3 분 30 s 68 º C 20 94 º C의 40 주기 다음 s 58 º C 30에 대 한 s, 그리고 10 분 동안 68 º C에서 최종 확장 시간 3 분 30 s 68 º C |
표 2: 범용 인플루엔자 바이러스 뇌관. 인플루엔자 A27 B28 바이러스 및 그들의 각각 thermocycler 조건 하 세그먼트의 확대를 위한 뇌관 쌍.

그림 1: 안녕 분석 결과. 두 개의 마우스 H1 특정 mAbs 7B2 (머리 전용) 및 6F12 (스토킹 관련) 96-잘 V-하단 플레이트, 그리고 (B)는이 분석 결과23의 결과의 예를 사용 하 여 작업을 테스트 하는 분석 결과 설정에 대 한 도식 (A) A 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 2: Microneutralization 분석 결과. Microneutralization 분석 결과 두 인간의 mAbs 4D 055 와 CR911417의 활동을 테스트 설정에 대 한 도식 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 3: 탈출 돌연변이의 발생. 제안 하는 방법론은이 항 체에 의해 전시 microneutralization 활동에 종속 됩니다. (A)에 대 한 탈출 돌연변이 생성 중화이 긍정적인 항 체 필요할 수 있습니다. 계란, 단일 통로 (B) 항 체가 부정 중화 항 체 량 증가 함께 여러 구절을 포함 수 있습니다. 세포 조직 문화입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 4:는 epitope 지도 새로운 조류 H7N9 하의 탈출 돌연변이 변형 생성의 예. 백신 유발 항 체 격리 후보와 개인에서 H7N9 인플루엔자 백신 탈출 돌연변이 변종을 생성 하는 데 사용 했다. 각 찌 꺼 기는 mAb의 효율적인 바인딩에 필요한 중요 한 아미노산의 위치 빨간 나타냅니다에 표시. 데이터는 Dunand 헨리 외., 20154에서 적응 했다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
저자는 관심 없음 충돌 선언합니다.
우리는 우리가 대상으로 인플루엔자 A 바이러스의 바이러스 성 조류 인간 또는 murine 단일 클론 항 체의 바인딩을에 필요한 중요 한 잔류물을 식별 하는 방법을 설명 합니다. 프로토콜은 다른 바이러스 표면 glycoproteins 그리고 그들의 해당 중화 항 체에 적용할 수 있습니다.
이 프로젝트는 자금을 일부 알레르기 국립 연구소와 전염병에서 연방 자금, 건강의 국가 학회, 학과의 보건 및 인적 서비스, CEIRS 아래 계약 HHSN272201400008C (F.K.); NIH U19AI109946-01 (F.K.); 그리고 P01AI097092-04S1 (P.E.L.)입니다.
| Falcon 96웰 투명 평면 바닥 TC 처리 배양 마이크로플레이트(뚜껑 포함 | ) Corning, Inc. | 미세중화 분석에 대한 353072 분석 플레이트 사용 | |
| Falcon 96-well clear V-bottom plate | Corning, Inc. | 혈구응집 억제 분석을 위한 353263 분석 플레이트 사용 | |
| : 1X Minimal Essential Medium (MEM) | Gibco | 11095080 | Infection medium |
| Tosyl phenylalanyl chloromethyl (TPCK) 처리 트립신 | Sigma-Aldrich | T8802 | 는미성숙 HA0를 HA1 및 HA2 |
| Biotinylated anti-NP primary antibody (IAV)로 절단합니다. | EMD 밀리포어 | MAB8258B | 인플루엔자 A 바이러스의 NP 단백질을 인식하는 항체 |
| 비오틴화 항-NP 일차 항체(IBV) | EMD 밀리포어 | MAB8260B-5 | 인플루엔자 B 바이러스의 NP 단백질을 인식하는 항체 |
| 스트렙타비딘-HRP 항체 | EMD 밀리포어 | 18-152 | 비오틴화 항-NP 항체 |
| HRP 기질(SIGMAFAST-OPD)의 2차 항체로 사용됩니다. | Sigma-Aldrich | P9187-5SET | HRP 96-well V-바닥 플레이트용 o-페닐렌디아민 디하이드로클로라이드 수용성 기판 |
| Nunc | 249662 | 혈구 응집 분석에 사용되는 분석 플레이트 | |
| 닭 적혈구 | Lampire Biological Laboratories | 7201403 | 인플루엔자 바이러스가 TRIzol을 응집시키는 능력을 평가하는 데 사용됩니다 |
| Ambion | 15596026 | RNA | |
| 추출 Superscript III | Invitrogen | 12574018 | Reverse transcriptase |
| Gel Extraction Kit | Qiagen | 28704 | Isolation of amplified PCR product |
| Lipofectamine 2000 | Invitrogen | 11668027 | Transfection reagent |
| Anti-human IgG (H+L) Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A-11013 | Fluorescent secondary antibody for human 항체 |
| Anti-mouse IgG (H+L) Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A-11001 | 쥐 항체용 형광 2차 항체 |
| 6-well polystyrene microplate | Corning, Inc. | 353934 | |
| UltraPure Agarose | Invitrogen | 16500500 | |
| Nalgene 장기 보관 극저온 튜브 | ThermoFisher Scientific | 5012-0020 | 바이러스 배양 상등액 |
| 재조합 A/California/04/09 (H1) | 의HA 및 NA를 발현하는 Palese Laboratory 재조합 바이러스 A/Puerto Rico/8/34 (H1N1)의 내부 분절로 | ||
| 재조합 A/Shanghai/1/13 (H7) | A/Shanghai/1/13 (H7N9)의 HA 및 NA를 A/푸에르토리코/8/34 (H1N1)의 내부 분절로 발현하는 | Palese Laboratory | 재조합 바이러스 |
| Sigma-Aldrich | A7979 | ||
| Qiagen gel extration kit | Qiagen | 28704 | DNA 단편의 실리카 멤브레인 기반 정제 |