비세포병리성 양성 가닥 RNA 바이러스인 Hepatitis E 바이러스(HEV)에 대한 표준 바이러스 중화법은 존재하지 않습니다. 여기서는 형광 표지된 바이러스 캡시드 단백질의 정량화를 기반으로 한 형광 감소 중화 검사(FRNT)를 설명하여 항-HEV 항체의 효능을 평가합니다.
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비세포병리성 양성 가닥 RNA 바이러스인 Hepatitis E 바이러스(HEV)에 대한 표준 바이러스 중화법은 존재하지 않습니다. 여기서는 형광 표지된 바이러스 캡시드 단백질의 정량화를 기반으로 한 형광 감소 중화 검사(FRNT)를 설명하여 항-HEV 항체의 효능을 평가합니다.
바이러스 중화 분석법은 해당 바이러스에 대한 항체 또는 여러 항체 혼합물의 중화 가능성을 측정합니다. 이는 바이러스에 대해 개발된 백신 후보와 중화 항체의 효능을 평가하는 데 매우 유용한 기법입니다. 플라크 감소 중화검사(PRNT)는 바이러스 특이적 중화항체의 역가를 평가하는 데 널리 사용되는 방법입니다. 그러나 비세포병증 바이러스의 경우에는 PRNT가 현실적이지 않습니다. E형 간염 바이러스(HEV)는 헤페바이러스과에 속하는 양성 의미의 단일 가닥 RNA 바이러스입니다. 전 세계적으로 급성 바이러스성 간염의 주요 원인입니다. 포유류 세포 배양에서는 세포병리적 효과를 보이지 않습니다. 중국에서는 HEV 백신이 사용 가능합니다. 하지만 전 세계 대부분 지역에서는 HEV에 대한 백신이나 치료용 항체가 구할 수 없습니다. 여러 연구소가 HEV에 대한 백신 후보를 연구하고 있습니다. HEV 백신의 효능을 측정하는 중화 분석법은 연구자들에게 매우 유용한 도구가 될 것입니다. 여기서는 항HEV 항체의 50% 중화 역가(NT50)를 추정하기 위한 형광 감소 중화 검사(FRNT)를 설명합니다. 항HEV ORF2 중화 또는 토끼 IgG 중화 HEV가 Huh7 세포를 감염시키고, 이어서 바이러스 ORF2 단백질의 면역형광 염색이 이루어졌습니다. ImageJ 적용에서 형광 양성 세포가 정량화되었으며, NT50 은 2.1 x 103으로 추정되었습니다. 이 방법은 면역 생쥐 혈청, HEV 회수된 개별 혈관, 실험실에서 생산된 항HEV 항체에 존재하는 항-HEV 항체의NT-50 을 추정하는 데 적용될 수 있습니다.
E형 간염 바이러스(HEV)는 헤페바이러스과에 속하는 양성 단가루 RNA 바이러스입니다. 1,2. 보통 자가 제한성 급성 간염을 유발하지만, 면역억제 환자에게는 만성 간염을 유발할 수 있습니다 3,4. 임산부는 폭발성 간부전이 발생할 위험이 높으며, 사망률은 최대 30%까지 증가합니다5. 세계보건기구(WHO)는 2021년 전 세계적으로 약 1,947만 건의 급성 E형 간염(AHE) 사례와 3,450명의 사망자를 보고했습니다. HEV는 주로 위생 상태가 열악해 오염된 식품과 물을 통해 전파되며, 선진국에서는 산발적인 직업 감염이 생고기나 덜 익은 고기 섭취와 관련이 있습니다. HEV는 8가지 유전자형으로 분류됩니다. 유전자형 (g) 1-및 g2-HEV는 오직 인간에게만 감염됩니다. g3-및 g4-HEV는 인간, 토끼, 돼지, 멧돼지, 사슴 등 다양한 숙주를 가지고 있습니다. g5와 g6-HEV는 멧돼지에, g7과 g8-HEV는 낙타에 감염시킵니다. 중동에서는 낙타고기와 우유를 섭취한 인체 전파 사례가 단 한 건 보고되었습니다. HEV 감염은 주로 저소득에서 중간소득 국가에서 흔합니다. 남아시아와 동남아시아, 아프리카, 멕시코의 풍토병 지역에서 주로 g1에 의해 발생하고 g2-HEV 감염에 의한 경우는 드물게 발생한 수인성 발병이 보고되었습니다. 유럽과 동아시아의 선진국에서 직업성 산발성 감염 사례는 주로 g3-HEV 6,7에 의해 발생합니다.
HEV 게놈은 7.2 kb 플러스 가닥 RNA로, 5′ 말단에 7-메틸구아닌 캡, 세 개의 개방 판독 프레임(ORF), 그리고 폴리 아데닐화 3' 끝을 포함합니다. ORF1은 비구조 다단백질을 암호화하며, 메틸트랜스퍼라제(Met), Y-도메인, 파팽 유사 시스테인 프로테아제(PCP), V-도메인, 거대 도메인(X-도메인), 헬리케이스(Hel), RNA 의존성 RNA 중합효소(RdRp)로 구성되어 있습니다. ORF2는 바이러스 캡시드 조립을 담당하는 캡시드 단백질을 암호화합니다. ORF3는 바이러스 배출을 돕는 인산화단백질을 암호화하여 바이러스 배출을 돕습니다. 추가로 개방형 읽기 프레임인 ORF4가 g1-HEV에 존재하며, 이는 ORF1 내에 위치한 내부 리보솜 진입 부위 유사 요소를 사용하여 캡과 독립적인 메커니즘 을 통해 번역됩니다. ORF4 발현은 소포체 스트레스 유발 화합물에 의해 증강됩니다. ORF4는 g1-HEV 복제 복합체 조립10을 촉진하는 것으로 제안되었습니다.
HEV는 시험관 내에서 효율적으로 복제되지는 않지만, E 간염 환자로부터 분리된 일부 바이러스 균주는 간세포, 폐 세포주, 대장 상피 세포주11에서 성공적으로 전파되었습니다. 하지만 배양된 세포 내에서 바이러스를 강력하게 증식시키기는 어렵습니다. g1-HEV 균주(Sar55 균주)의 감염성 cDNA 클론은 시험관 내 연구에 사용되었으나, 배양 세포에서 g1-HEV 균주를 효율적으로 생산하고 전파하는 데는 아직 성공하지 못했습니다. 일부 g3-및 g4-HEV 균주는 배양된 세포에서 더 잘 성장합니다12. 그럼에도 불구하고, 시험관 내에서 전사되고 캡이 된 p6 HEV 유전체 RNA를 형질감염한 세포에서 정제된 바이러스만으로는 다중 검사에 충분하지 않습니다. 게다가 모든 세포 배양에서 생성된 HEV 입자는 준 포위층 형태를 띠고 있어 감염성에 영향을 미칩니다. 반면, 오염된 음식과 물에서 발견되는 HEV는 비외막 형태이며 매우 전염성이 강합니다. 환자 대변에 존재하는 HEV는 비포막이며, 자연 감염의 흔한 원인입니다. 따라서 환자 대변에서 정제한 HEV를 사용하면 포유류 세포 배양 시스템에서 효율적인 감염을 보장합니다. 이전 연구들은 환자 대변 정제 g1-HEV가 인간 간종 세포 내 바이러스 복제를 정량하는 데 있어 신뢰성을 입증했습니다(Huh7). -80°C에 저장된 정제 바이러스는 수년간 감염성을 유지하며, 바이러스 복제 횟수를 추정하는 데 여러 독립 연구에서 사용되어 왔습니다. 이 연구는 환자에게서 얻은 정제된 g1-HEV를 사용하여 HEV 중화 검사법을 설계하였습니다. 바이러스는 정제, 역정, 특성 분석 후 -80°C에 알리코트에 저장되어 중화 분석법에 사용될 예정이다. HEV는 세포병리성이 없기 때문에 전통적인 PRNT 방법은 항HEV 항체의 바이러스 중화 잠재력을 추정하는 데 유용하지 않습니다. HEV에 대한 중화 분석법 개발을 위한 여러 시도가 있었는데, 여기에는 유세포분석 기반 중화 분석법, 세포 상청액에 분비되는 pORF2를 검출하는 항원 ELISA 키트 기반 중화 분석법, 시험관 내 ELISA 기반 결합 분석법, RT-PCR 기반 분석법, 형광 기반 중화 분석법 16,17,18,19,20 등이 포함됩니다. ELISA 기반 분석법은 항체 결합을 간접적으로 감지하여 바이러스의 기능적 중화 효과를 평가하지만, 실제 감염 여부는 측정할 수 없습니다. 유동세포분석 기반 방법은 일반적으로 가짜바이러스를 이용해 감염된 세포의 비율을 측정합니다. RT-PCR 기반 중화법은 FRNT보다 더 복잡하며; 따라서 취급 오류 가능성이 더 높습니다. 반면, 여기서 설명하는 FRNT 방법은 고역가 감염성 바이러스와 영상 기술의 가용성에 의해 제한됩니다. 그럼에도 불구하고 항HEV 항체의 NT50을 측정하는 효율적인 방법이다.
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기관윤리위원회(IEC)는 뉴델리 AIIMS 소화기내과에 입원한 HEV 감염 환자의 대변 샘플 채취 승인을 받았습니다. 연구에 참여한 환자들로부터 사전 동의를 받았습니다. 시약과 사용 장비의 세부 사항은 재료표에 기재되어 있습니다.
1. 바이러스 분리 및 정량화
2. Huh7 세포의 g1-HEV 감염
3. RT-qPCR 분석법
4. 면역형광 검사(IFA)
5. 형광 감소 중화 시험(FRNT)
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Huh7 세포의 g1-HEV 감염과 바이러스 특성 분석
g1-HEV는 일련의 단계를 거쳐 대변 샘플에서 분리되었으며, 이는 그림 1A에 나타난 것입니다. 정제된 g1-HEV의 유전체 복제 수는 RT-qPCR로 추정되었고, 이후 -80 °C에서 저장되었습니다. 바이러스 감염과 복제를 확인하기 위해, Huh7 세포는 정제된 g1-HEV 스톡의 1.8 ×4 유전체 복제 상당량 1.8 4 유전체 상당량으로 72시간 동안 감염시킨 후 RT-qPCR과 IFA를 시행하였다. 감염된 세포에서 모조 감염 세포에 비해 g1-HEV RNA의 유의미한 수준이 검출되었습니다(그림 2A). 마찬가지로, 항-ORF2 항체를 사용한 IFA는 감염된 Huh7 세포에서 ORF2 발현을 확인했습니...
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FRNT는 항체의 중화 가능성을 추정하기 위한 면역염색 기반 방법입니다. 뎅기열바이러스(DENV), 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스-2(SARS-CoV-2), 일본 뇌염 바이러스(JEV)를 포함한 여러 바이러스에 대한 항체 NT50 값을 추정하는 데 사용되었습니다23,24,25. 이 방법에서는 바이러스를 테스트 항체(또는 세라)와 함께 배양한 후, 혼합물로 배양된 세포를 감염시킵니다. 감염된 세포는 바이러스 복제가 검출될 수 있도록 상당한 시간 동안 배양됩니다. 마지막으로, 세포는 바이러스 특이적 항체로 면역염색됩니다; 감염된 세포의 비율을 정량화하여 병행 처리된 항체-바이러스 감염 샘플과 비교합니다. 테스트 항체가 바이러스를 중화시키면 감염된 세포 비율이 감소하여 테스트 항체의 중...
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저자들은 상충하는 이해관계가 없다고 선언한다.
이 연구는 인도 정부 생명공학부 산하 생명공학 산업 연구 지원 위원회의 보조금으로 부분적으로 지원되었으며, MS, S, BN에 수여되었습니다. MS 실험실의 연구는 Translational Health Science and Technology Institute의 핵심 보조금으로 지원받고 있습니다. SA는 인도 정부 인도 의학 연구 위원회가 지원하는 프로젝트 연구 과학자 직책의 지원을 받고 있습니다. UB는 인도 정부 생명공학부의 선임 연구 펠로우십의 지원을 받고 있습니다.
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```html
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 1.5 mL 마이크로퓨지 튜브 | Axygen | MCT-150-C | |
| 12웰 세포 배양 접시 | Corning | 3512 | |
| 37도 인큐베이터 셰이커 | Thermo Scientific | 50163013 | |
| 4′,6-다이아미디노-2-페닐인돌 | Abcam | AB104139 | DAPI |
| 50mL 원심분리기 튜브 | Falcon | 352070 | |
| 6웰 세포 배양 접시 | Corning | 3516 | |
| 알렉사 플루어 594 이차 IgG 항체 | Thermo Scientific | A-11012 | |
| Anti-ORF2 항체 | Genscript | NA | Genscript에서 주문 합성하여 우리 연구실에서 특성화14 |
| 항토끼 IgG 항체 | Genscript | NA | |
| 소 혈청 알부민 | HIMEDIA | MB083 | BSA |
| 공초점 현미경 | Olympus | FV3000 | |
| DMEM, 고 포도당 | HIMEDIA | AL007A | |
| 태아 소 혈청 | GIBCO | 16000-044 | FBS |
| ImageJ 1.54g | ImageJ.org (Wayne Rasband 및 기여자, NIH, 미국) | ||
| 정상 염소 혈청 | HIMEDIA | RM-10701 | |
| 파라포르말데히드 | HIMEDIA | GRN3660 | PFA |
| 인산 완충 식염수 pH 7.4 | HIMEDIA | TL1006 | PBS |
| 폴리에틸렌글리콜 6000 | SIGMA | 81255 | PEG6000 |
| SOLIScript 1-step Probe Kit | SOLIS BIODYNE | 08-57-00250 | |
| TRI 시약 | Molecular Research Centre | TR118 | |
| 트리톤 X100 | SIGMA | X100 | |
| 트립신-EDTA | GIBCO | 25300-54 |
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