Method Article

Productie van Pseudotyped deeltjes te bestuderen van hoogpathogene Coronaviruses in een omgeving van bioveiligheid niveau 2

DOI:

10.3791/59010

⸱

March 1st, 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Microbiology and Immunology, College of Veterinary Medicine, Cornell University, 2INRA, Virologie et Immunologie Moléculaires, 3Robert Frederick Smith School of Chemical and Biomolecular Engineering, Cornell University, 4Department of Microbiology, College of Agricultural and Life Sciences, Cornell University, 5Horae Gene Therapy Center, University of Massachusetts Medical School

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hier presenteren we een protocol voor het genereren van pseudotyped deeltjes in een BSL-2 omgeving waarin de proteïne van de piek van de hoogpathogene virussen Midden-Oosten respiratoir syndroom en het ernstig acuut respiratoir syndroom coronaviruses. Deze pseudotyped deeltjes bevatten een luciferase verslaggever gen waardoor kwantificering van virus host doelcellen indienststelling.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het protocol is gericht op het genereren van coronavirus (CoV) spike (S) fusieproteïne pseudotyped deeltjes met een lymfkliertest leukemie virus (MLV) kern en luciferase verslaggever, met behulp van een eenvoudige transfectie procedure van de wijd-beschikbaar HEK-293T cel lijn. Eenmaal gevormd en uit producent cellen vrijkomen, nemen deze pseudovirions een luciferase verslaggever gen. Aangezien ze alleen bevatten de heterologe coronavirus spike eiwit op hun oppervlak, de deeltjes zich gedragen als hun tegenhangers van de inheemse coronavirus voor post stappen. Als zodanig zijn zij uitstekende surrogates van inheemse virionen voor het bestuderen van virale indienststelling gastheer cellen. Na het succesvolle entree en infectie in de doelcellen, de verslaggever luciferase wordt geïntegreerd in het genoom van de cel host en wordt uitgedrukt. Met behulp van een eenvoudige luciferase assay, kunnen getransduceerde cellen worden gemakkelijk gekwantificeerd. Een belangrijk voordeel van de procedure is dat het kan worden uitgevoerd in de bioveiligheid niveau 2 (BSL-2) voorzieningen in plaats van BSL-3 installaties die nodig zijn voor het werken met hoogpathogene coronaviruses zoals Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) en ernstig acuut respiratoir syndroom coronavirus (SARS-CoV). Een ander voordeel vandaan zijn veelzijdigheid als het kan worden toegepast op de envelop eiwitten die behoren tot alle drie de klassen van virale fusion eiwitten, zoals de klasse ik griep hemagglutinine (HA) en Ebola virus glycoproteïne (GP), de klasse II Semliki forest virus E1 proteïne, of de klasse III vesiculaire stomatitis virus G glycoproteïne. Een beperking van de methodiek is dat het alleen kan recapituleren virus post stappen gemedieerd door de envelop eiwit onderzocht. Voor de studie van andere virale levenscyclus stappen, zijn andere methoden nodig. Voorbeelden van de vele toepassingen die deze pseudotype deeltjes kunnen worden gebruikt in onderzoek naar host cel gevoeligheid en tropisme en testen van de effecten van virus vermelding remmers te ontleden virale vermelding trajecten gebruikt.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cel hostingingang vormt de eerste stappen van de besmettelijke virale levenscyclus. Voor envelop-virussen hierbij binding aan een enkelvoudige host cel receptor of verschillende receptoren, gevolgd door de fusie van virale of cellulaire membranen. Deze essentiële functies worden uitgevoerd door virale envelop glycoproteïnen1,2. Het coronavirus envelop glycoproteïne heet het eiwit spike (S) en is een lid van de klasse ik virale fusion eiwitten2,3,4,5,6. Bestuderen van virale envelop-glycoproteïnes is van cruciaal belang voor het begrijpen van veel belangrijke kenmerken van een bepaald virus, zoals: lifecycle inleiding, zijn gastheer en cellulaire tropisme, interspecies transmissie, pathogenese van virale, evenals gastheer cel vermelding trajecten. Virale pseudotyped deeltjes, ook genaamd pseudovirions, zijn krachtige hulpmiddelen waarmee ons te gemakkelijk het bestuderen van de functie van virale fusie-eiwitten. Pseudotyped deeltjes of pseudovirions zijn chimeer virionen die bestaan uit een surrogaat virale kern met een heteroloog virale envelop eiwitten aan hun oppervlak. Het hoofddoel van het protocol is te laten zien hoe verkrijgen coronavirus spike pseudotyped deeltjes die zijn gebaseerd op de kern van een lymfkliertest leukemie virus (MLV) en bevatten een luciferase verslaggever gen. Als voorbeeld, de methode voor de productie van pseudotyped deeltjes met de eiwitten van de piek van de hoogpathogene ernstig acuut respiratoir syndroom (SARS) en het Midden-Oosten luchtwegziektesyndroom (MERS) coronaviruses worden gepresenteerd. Het protocol beschrijft de transfectie procedure betrokken zijn, hoe te infecteren gevoelig target cellen, en kwantificering van de infectiviteit door luciferase assay.

Aangezien de stappen van de vermelding van de pseudovirions worden beheerst door het coronavirus S op hun oppervlak, invoeren ze cellen op een soortgelijke manier aan inheemse tegenhangers. Als zodanig zijn zij uitstekende surrogaten van functionele infectiviteit tests. Pseudotyped deeltjes zijn meestal afgeleid van ouderlijke model virussen zoals retrovirussen (MLV7,8,9,10,11,12,13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 en de lentivirus humaan immunodeficiëntie virus-HIV23,24,25,26,27,28,29 , 30 , 31 , 32 , 33 , 34 , 35) of rhabdoviruses (virus van de vesiculaire stomatitis — VSV36,39,40,41,42,43,44 , 45 , 46 , 47). Wanneer gebruikt in pseudotyping, de ouderlijke virussen genoom worden gewijzigd om te verwijderen van essentiële genen, waardoor ze defect voor het uitvoeren van een volledige replicatiecyclus. Deze functie kunnen ze worden gebruikt in de tussenliggende bioveiligheid niveau voorzieningen (BSL-2) en is een belangrijk voordeel boven het gebruik van hoogpathogene inheemse virussen die vereisen hogere bioveiligheid voorzieningen (BSL-3, BSL-4, die niet zo gemakkelijk beschikbaar) wanneer virus in post orkestdirectie. Hier, de S-eiwitten van risico groep 3 ziekteverwekkers SARS-CoV en MERS-CoV worden gebruikt als voorbeelden van virale envelop eiwitten wordt ingebed in MLV pseudotyped deeltjes, het genereren van SARS-CoV S en MERS-CoV S pseudovirions (SARS-Spp en MERS-Spp, respectievelijk). Deze pseudovirions zijn met succes gebruikt in studies gericht op post gebeurtenissen van deze virussen48,49,50,51. Een ander voordeel is dat de hier beschreven techniek niet beperkt tot pseudotyping coronavirus S eiwitten is: het is zeer flexibel en kan worden gebruikt voor het opnemen van vertegenwoordigers van alle drie de klassen van virale fusie-eiwitten. Voorbeelden zijn influenza hemagglutinine (HA, klasse I)52, Ebola virus glycoproteïne (GP klasse I), E1 eiwit van het alphavirus Semliki Forest virus (SFV, klasse II), en VSV glycoproteïne (G, klasse III)53. Bovendien meer dan één soort virale glycoproteïne kunnen mede opgenomen in een pseudotyped deeltje, zoals in het geval van influenza HA- en NA - pseudotyped deeltjes51.

Gebaseerd op het werk uitgevoerd door Bartosch et al.20, dit protocol beschrijft de generatie van MLV pseudotyped deeltjes met een drie-plasmide co transfectie-strategie met behulp van de grote schaal beschikbaar en transfectie-competent HEK-293T cel lijn 54. de eerste plasmide codeert de MLV kern genen gag en pol , maar mist het MLV envelop env gen. De tweede plasmide is een vector van de overdracht wordt gecodeerd een firefly luciferase verslaggever gen, een MLV Ψ-RNA verpakking signaal, samen met 5'- en de 3'-begeleidende MLV lang terminal herhalen (LTR) regio's. De derde plasmide codeert de fusieproteïne van belang, in dit geval ofwel de SARS-CoV S of MERS-CoV S proteïne. Op co transfectie van de drie plasmiden, met behulp van een transfectiereagens, krijgen virale RNA en eiwitten uitgedrukt binnen transfected cellen waardoor generatie van pseudotyped deeltjes. Omdat de MLV wordt gebruikt als de ruggengraat van de pseudovirion, dit gebeurt op het plasma-membraan: de RNAs met de luciferase gene verslaggever en verpakking signaal krijgen ingekapseld in de ontluikende deeltjes die ook plasmamembraan-uitgedrukt coronavirus spike nemen eiwitten. De deeltjes die bud uit uit cellen bevatten het coronavirus S eiwitten aan hun oppervlak en worden geoogst voor gebruik in infectiviteit testen. Omdat pseudotyped deeltjes haven het coronavirus S eiwit en niet de MLV envelop eiwitten, wanneer gebruikt voor het infecteren van cellen, gedragen ze zich als hun tegenhangers van de inheemse coronavirus voor post stappen. De virale RNA met de verslaggever luciferase en begeleidende liter is dan vrijgegeven binnen de cel en de retrovirale polymerase-activiteiten zijn omgekeerde transcriptie in DNA en integratie in het genoom van de cel host inschakelen. Kwantificering van de infectiviteit van virale pseudotyped deeltjes in de geïnfecteerde cellen wordt vervolgens uitgevoerd met een eenvoudige luciferase activiteit test. Aangezien de opeenvolging van DNA die wordt geïntegreerd in het genoom van de cel host alleen het gen luciferase en geen van de MLV of coronavirus eiwit-encoding genen bevat, zijn ze inherent veiliger te gebruiken dan replicatie-bevoegde inheemse virussen.

Naast het feit dat veiliger surrogaten en hoogst aanpasbaar dat opneming van verschillende soorten envelop-glycoproteïnes, de pseudotyped deeltjes die hier beschreven zijn ook zeer veelzijdig en kunnen worden gebruikt voor het bestuderen van vele aspecten van virus binnenkomst. Dit omvat, maar is niet beperkt tot: testen van de ontvangende cel vatbaarheid voor infectie met een macrovirus analyseren van de trajecten van de cellulaire vermelding een omhuld-virus gebruikt, bestudeert de effecten van farmacologische remmers en drug screenings, uitvoeren van neutralisatie antilichaam testen, karakteriseren van cel hostingingang van envelop-virussen die niet kunnen worden gekweekt, en het genereren van virale vectoren voor de levering van het gen, stabiele cellulaire expressie van genen van belang, of gene zwijgen.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. de cel zaaien voor de productie van het Pseudotyped deeltje

Opmerking: Voer deze stap in het biosafety kabinet.

  1. Door standaard cel cultuur technieken, het verkrijgen van een 80-90% confluente 75 cm2 kolf van HEK-293T/17 cellen gepasseerd in volledige Dulbecco is bewerkt Eagle's Medium (DMEM-C) die 10% (vol/vol) foetale runderserum (FBS), 10 mM 4-(2-hydroxyethyl) -1- piperazineethanesulfonic zuur (HEPES) 100 IU/mL penicilline en 100 µg/mL streptomycine. DMEM-T medium voorbereiden op transfections (de samenstelling is hetzelfde als DMEM-C, maar zonder antibiotica).
  2. Cellen met 10 mL van de voorverwarmde (37 ° C) Dulbecco fosfaat gebufferde zoutoplossing (DPBS) twee keer wassen.
    Opmerking: HEK293T/17 cellen met zorg behandelen zoals ze gemakkelijk los.
  3. De bovendrijvende substantie gecombineerd en losmaken van cellen met 1 mL van 0,25%-oplossing van de trypsine vooraf opgewarmd bij 37 ° C. Plaats de kolf van cellen bij 37 ° C, 5% CO2 incubator voor 3−5 min of totdat cellen beginnen loskoppelen.
    Opmerking: Vermijd cellen met trypsine voor meer dan 5 min aan het broeden als dit meestal tot het samendoen van de cel leidt.
  4. Deactiveren trypsine door toevoeging van 4 mL DMEM-C medium en het aantal cellen met behulp van een cel tellen dia en lichte Microscoop.
    Opmerking: Om te vermijden moetend teveel cellen tellen, eventueel een extra verdunning stap vooraf. Vergeet niet rekening houden met deze tweevoudige verdunning bij de berekening van de werkelijke celdichtheid van trypsinized cellen.
  5. Verdun cellen tot 5 x 105 cellen/mL met DMEM-C.
  6. 6-well weefselkweek plaat met 2 mL cell oplossing per putje zaad en zachtjes heen en weer bewegen van de plaat en kant naar kant gelijkmatig verdelen van cellen, het vermijden van de cirkelbeweging.
    Opmerking: Dit is een belangrijke stap. Gelijkmatig verdeelde cellen zal ervoor zorgen dat de cellen niet doen klomp in het centrum van putten. Op zijn beurt, zal hierdoor goede transfectie efficiëntie en pseudotyped deeltje productie.
  7. Incubeer de plaat 's nachts (16-18 h) in een 37 ° C, 5% CO2 cel cultuur incubator.

2. drie-plasmide co transfectie

Opmerking: Voer deze stap in het biosafety kabinet.

  1. Observeren van cellen onder een omgekeerde lichte Microscoop te controleren voor de morfologie van de cel en de dichtheid.
    Opmerking: Idealiter moet de celdichtheid in de confluency bereik van 40-60%. Het is van cruciaal belang dat cellen niet te zijn heuvels (80−90% heuvels) noch ook dun verspreid (20−30% heuvels) in elk putje. Een celdichtheid van 40−60% confluentie zorgt voor goede pseudotyped deeltjes productie.
  2. Plasmiden mix
    1. Bereken de plasmide mix voor elke envelop glycoproteïne na de hoeveelheden voor een goed van een plaat van de 6-well vermeld in tabel 1. Vermenigvuldigen van hoeveelheden, als transfecting van verschillende putten en bevatten een extra goed Voorkom opraakt van mix.
      Opmerking: Samen met de SARS-CoV S en MERS-CoV S codering van plasmiden, lege vectorbestrijding te omvatten voor de generatie van negatieve controle deeltjes die geen virale envelop-glycoproteïnes (Δenv deeltjes) samen met een positieve controle glycoproteïne zoals vesiculaire stomatitis virus (VSV) G glycoproteïne die erom bekend te krachtig infecteren een zeer breed scala van cellen (VSV-BPP). Plasmiden zijn beschikbaar op aanvraag.
    2. Meng berekende hoeveelheid plasmiden en verminderde serum cel kweekmedium (Zie Tabel van materialen) in een microcentrifuge buis.
  3. Lipide gebaseerde transfectiereagens mix (Zie Tabel van materialen)
    1. Berekenen van de volumes voor de transfectie reagens mix van de hoeveelheden die in tabel 2 aangegeven voor een goed (1:3 verhouding van de transfectie, vermenigvuldigen hoeveelheden zo nodig). Extra wells Voorkom opraakt van transfectie reagens mix opnemen.
    2. Meng berekende hoeveelheid lipide gebaseerde transfectiereagens (3 µL per putje) en verlaagde serum cel kweekmedium (47 µL per putje) in een microcentrifuge buis, ervoor zorgend om de transfectiereagens in het kweekmedium van verminderde serum cel en niet de andere manier toevoegen rond.
  4. Incubeer beide mixen (voor één goed: 50 µL van plasmiden, meng en 50 µL van lipide gebaseerde transfectiereagens mix) afzonderlijk gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur.
  5. De inhoud van de transfectie reagens mix toevoegen aan de mix van plasmiden op een 1:1 verhouding (voor 1 goed: 50 µL van elke mix)
  6. Het uitvoeren van grondige omhoog / omlaag pipetteren van de resulterende mix.
  7. Laat het mengsel gedurende ten minste 20 minuten bij kamertemperatuur inwerken.
  8. Het gebruikte medium van cellen gecombineerd.
  9. Voeg voorzichtig 1 mL voorverwarmde (37 ° C) verminderde serum cel kweekmedium per putje.
  10. Toevoegen van dropwise 100 µL van transfectie mix aan elk putje.
    Opmerking: Oefenen zorg bij het toevoegen van de transfectie mix aan putjes van HEK-293T zoals ze gemakkelijk los.
  11. Incubeer de cellen in een 37 ° C, 5% CO2 cel cultuur incubator voor 4 – 6 h.
  12. Voeg 1 mL per putje van voorverwarmde (37 ° C) DMEM-T medium, die geen antibiotica bevat
    Opmerking: Dit is een belangrijke stap. Transfectie reagentia vergroten van de permeabiliteit van de cel en verhogen van de gevoeligheid voor antibiotica. Goede transfectie efficiëntie en pseudotyped deeltje productie te garanderen, is het belangrijk om te voorkomen dat met behulp van cel kweekmedium dat antibiotica
  13. Incubeer de cellen in een 37 ° C, 5% CO2 cel cultuur incubator voor 48 uur.

3. pseudotyped deeltjes collectie

Opmerking: Voer deze stap in het biosafety kabinet.

  1. Observeren van cellen onder omgekeerde lichte Microscoop om te controleren of cel morfologie en algemene conditie. Controleer ook de kleur van het medium dat licht moet roze/licht oranje.
    Opmerking: Dit is een belangrijke stap. Als er teveel dood van de cel die is gekoppeld aan de transfectie of de middellange kleur draaide oranje/geel (zure pH), zal dit meestal worden geassocieerd met lagere rendementen in besmettelijke pseudotyped deeltjes
  2. Supernatant van transfected cellen omzetten in 50 mL conische centrifuge buizen.
  3. Centrifugeer buizen bij 290 x g gedurende 7 min te verwijderen cel puin.
  4. Filtreer geklaarde supernatant door een steriele 0,45 µm porie-grootte-filter.
  5. Maken van kleine hoeveelheden aliquots (bijvoorbeeld., 500 µL of 1 mL) van pseudotyped virus oplossing in cryovials.
  6. Winkel bij-80 ° C.
    Opmerking: Het protocol kan hier worden gepauzeerd. Pseudotyped deeltjes zijn stabiel op-80 ° C voor vele maanden maar eenmaal ontdooid, te voorkomen dat opnieuw bevriezen ze als ze infectiviteit verliezen zal

4. pseudotyped Particle infectie van gevoelige cellen

Opmerking: Voer deze stap in het biosafety kabinet.

  1. Cel zaaien van gevoelige cellen in 24-well plaat
    1. Verkrijgen door standaard cel cultuur technieken 80−90% confluente 75 cm2 kolf van gevoelige cellen: Vero-E6 cellen voor SARS-CoV pseudotyped deeltjes (SARS-Spp) en Huh-7 cellen voor MERS-CoV S pseudotyped deeltjes (MERS-Spp).
      Opmerking: Om te bevestigen dat of de pseudotyped deeltjes die zijn geproduceerd besmettelijk zijn, is het belangrijk zorgvuldig kiezen van een passende gevoelig cellijn voor pseudovirion infectiviteit testen. Slecht tolerante cuvetten zal leiden tot lage infectiviteit.
    2. Wassen cellen tweemaal met 10 mL voorverwarmde (37 ° C) DPBS.
    3. De bovendrijvende substantie gecombineerd en losmaken van cellen met 1 mL van 0,25%-oplossing van de trypsine vooraf opgewarmd bij 37 ° C. Plaats de kolf van cellen bij 37 ° C, 5% CO2 incubator voor 3−5 min of totdat cellen beginnen loskoppelen.
      Opmerking: Vermijd het broeden van cellen met trypsine voor meer dan 5 minuten omdat dit meestal tot het samendoen van de cel leidt. He-7 cellen zijn vooral gevoelig voor dit effect.
    4. Deactiveren trypsine door toe te voegen DMEM-C medium en het aantal cellen met behulp van een cel tellen dia en lichte Microscoop.
    5. Verdun cellen tot 5 x 105 cellen/mL met DMEM-C.
    6. Zaad putjes van een 24-well plaat met 0,5 mL cell oplossing per putje en zachtjes heen en weer bewegen van de plaat en kant naar kant cellen, het vermijden van cirkelvormige beweging gelijkmatig te verdelen
      Opmerking: Dit is een belangrijke stap. Gelijkmatig verdeelde cellen zal ervoor zorgen dat de cellen niet doen klomp in het centrum van putten. Op zijn beurt, zal hierdoor goede infectiviteit testen. Voor elke pseudotyped deeltje (SARS-Spp, MERS-Spp) en conditie, kunt u het drie putten voorbereiden door drie experimentele replicatieonderzoeken. Opnemen van putten voor de niet-besmette (N.I.), de lege vector Δenv deeltjes en de positieve controle deeltjes zoals VSV-Gpp
    7. Incubeer de plaat 's nachts (16−18 h) in een 37 ° C, 5% CO2 cel cultuur incubator
  2. Pseudotyped deeltje infectie
    1. Cellen onder lichte Microscoop observeren en visueel bevestigen dat er een confluente tapijt van cellen.
    2. Cryovials van pseudotyped virus te ontdooien op ijs te brengen.
    3. Wash cellen drie keer met 0,5 mL pre opgewarmd (37 ° C) DPBS
      Opmerking: Dit is een belangrijke stap. Cellen die niet goed gespoeld voorafgaand aan de infectie meestal leiden tot slechte infectiviteit uitlezingen
    4. Gecombineerd het supernatant van cellen.
    5. Inoculeer cellen met 200 µL van ontdooide pseudotyped deeltje oplossing.
    6. Incubeer de cellen in een 37 ° C, 5% CO2 cel cultuur incubator voor 1−2 h.
    7. Voeg 300 µL voorverwarmde (37 ° c) DMEM-C medium.
    8. Incubeer de cellen in een 37 ° C, 5% CO2 cel cultuur incubator voor 72 uur.

5. infectiviteit kwantificering door Luciferase Assay uitlezing

Opmerking: Eerste stappen in het biosafety kabinet.

  1. Dooi luciferine substraat (opgeslagen bij-80 ° C) en 5 x luciferase assay lysis-buffermengsel (opgeslagen bij-20 ° C) totdat zij bereiken kamertemperatuur.
  2. Verdun luciferase assay lysis-buffermengsel naar 1 x met steriel water.
  3. Gecombineerd supernatant van cellen geïnfecteerd met pseudotyped deeltjes.
  4. Voeg 100 µL van 1 x luciferase assay lysis-buffermengsel aan elk putje.
  5. Plaats de plaat op een rocker en incubeer gedurende 15 min met rockende bij kamertemperatuur (vanaf dat moment die de plaat kan buiten een kabinet bioveiligheid worden behandeld).
  6. Microcentrifuge buizen voorbereiden door elk putje door 20 µL van luciferine substraat toe te voegen in elke buis.
  7. Inschakelen van de luminometer.
  8. Luciferase activiteitsmeting een goed per keer uitvoeren door de overdracht van 10 µL van lysate aan één buis met 20 µL van luciferine substraat.
  9. Flick de tube zachtjes om mix van inhoud, maar voorkomen dat de vloeistof op muren van buis verdringt.
  10. Plaats de buis in apparaat en deksel dicht doet.
  11. Meet de waarde van de luminescentie van de buis met behulp van de luminometer.
  12. Meting van de relatieve licht van het apparaat opnemen.
  13. Herhaal stap 5.8 – 5.12 totdat alle putjes worden geanalyseerd.
    Opmerking: Met de juiste apparatuur zoals een plaat luminometer lezen, kan dit proces automatisch worden uitgevoerd. De bepaling moet worden geschaald naar de plaat-indeling (bijvoorbeeld, 96-wells-plaat formaat).

6. de gegevensanalyse

  1. Berekening en plotten van relatieve luciferase eenheden gemiddelden en standaardafwijkingen
    1. Met een grafiek plotten software kunnen berekenen luciferase assay meting gemiddelden en standaardafwijkingen van experimentele en biologische repliceert.
    2. Gegevens uitzetten als staafdiagram met standaarddeviaties.
      Opmerking: Bij het uitvoeren van statistische analyses op de gegevens, zorg ervoor dat ten minste drie replicaat-biologische organismen in datasets.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Representatieve resultaten van tests van de infectiviteit van SARS-CoV S en MERS-CoV S pseudotyped deeltjes zijn afgebeeld in Figuur 1. Zoals verwacht, voor beide Figuur 1A en 1B, de VSV-G pseudotyped positieve controle deeltjes (VSV-BPP) gaf zeer hoge gemiddelde infectiviteit in de 106 tot 107 relatieve luciferase eenheden (RLU) variëren respectievelijk. Voor SARS-CoV S pseudotyped deeltjes (Figuur 1A) infectie van gevoelige Vero-E6 cellen, een sterke gemiddelde infectiviteit werd gemeten op ongeveer 9,8 x 104 RLU. Deze waarde is bijna 3 ordes van grootte hoger dan de waarde die is gemeten voor de controle van niet-besmette (1.1 x 102 RLU), of de Δenv deeltjes (1,5 x 102 RLU), die doen niet haven virale envelop-glycoproteïnes aan hun oppervlak. Ook voor MERS-CoV S pseudotyped deeltjes (Figuur 1B) infectie van Huh-7 cellen, een hoge gemiddelde infectiviteit werd gemeten op ongeveer 1,0 x 106 RLU. Dit is bijna 4 ordes van grootte hoger dan de waarde die is gemeten voor de controle van niet-besmette (0.8 x 102 RLU), of de Δenv deeltjes (2.0 x 102 RLU). Een extra infectiviteit assay werd uitgevoerd waarin de SARS-Spp en MERS-Spp waren serieel verdund en gebruikt voor het infecteren van Vero-E6 cellen(Figuur 2). Deze bepaling bevestigt dat de activiteit van de luciferase gemeten afhankelijk van de concentratie van de deeltjes gebruikt is om cellen te infecteren. Om te bevestigen de rol van angiotensine converting enzyme 2 (ACE2) en kunnen peptidase 4 (DPP4), de receptoren van SARS-CoV en MERS-CoV, respectievelijk in het bemiddelen van gehechtheid en vermelding van de pseudotyped deeltjes, gebruikten we slecht-tolerante HEK-293T cellen en hen om uit te drukken van ACE2 of DPP4 transfected (Figuur 2B). Transfected cellen werden vervolgens gebruikt voor een infectiviteit assay. Deze analyse blijkt dat bij overexpressie van ACE2 en DPP4, er een verhoging van het ~ 4-log en ~ 2-log voor SARS-Spp en MERS-Spp infectiviteit, respectievelijk is voor het bevestigen van deze receptor-gebruik van pseudovirions is vergelijkbaar met die van de inheemse virussen.

De hier getoonde voorbeelden tonen het belang van met inbegrip van negatieve (niet-besmette, Δenv deeltjes) en de positieve controle (VSV-BPP) voorwaarden bij de productie van pseudotyped deeltjes. Inderdaad, de positieve controle VSV-Gpp-deeltjes ons in staat stellen te beoordelen of een bepaalde partij van pseudotyped deeltjes succesvol was in functionele en infectieuse pseudovirions oplevert. Verwachte resultaten van typische infectie door VSV-Gpp deeltjes in meest zoogdieren cel regels bevinden zich in het bereik 106−107 RLU. Problemen met HEK-293T/17 producent cellen (hoge passage nummer, problemen met de dichtheden van de cel) of slechte transfectie efficiëntie kunnen invloed hebben op de algehele pseudotyped deeltje productie en infectiviteit. Bovendien, de voorwaarden van de negatieve controle zijn ook belangrijk omdat ze ons in staat te beoordelen van de basislijnen van RLU metingen in een bepaalde cellijn (niet-besmette voorwaarde) en niet-specifieke internalisering van deeltjes (Δenv infectie), die is niet gemedieerde door een virale envelop eiwitten. Ideaal, voor een bepaald type van deeltje pseudotyped met een virale envelop proteïne van belang, is het aanbevolen om het verkrijgen van waarden die een paar ordes van grootte hoger zijn dan de negatieve controlewaarden, zoals hier afgebeeld in Figuur 1A, B. Echter, als voor een bepaald celtype een pseudotyped virusinfectie weinig infectiviteit geeft (dwz, sluiten tot negatieve controles zoals in Figuur 2B in niet-transfected N.T. voorwaarden) het betekent niet noodzakelijkerwijs dat de pseudotyped deeltje productie was defect. Het kan goed zijn dat de gebruikte bepaalde cel-lijn is niet of slecht tolerante tot infectie. Het is raadzaam om te controleren of een bepaald celtype naar verwachting zijn gevoelig voor infectie door het virus worden onderzocht. Transfecting slecht tolerante cellen plasmid(s) tot uitdrukking te brengen die de virale receptor(s) kunnen efficiënter virale ingang en infectie optreden, als afgebeeld in Figuur 2B, waar bij de transfectie van ACE2 en DPP4 receptoren in target HEK-293T cellen, er is een ~ 4- en ~ 2-log toename infectiviteit, respectievelijk.

Plasmide/reagensHoeveelheid
pCMV-MLVgagpol MLV gag en pol codering plasmide300 ng
pTG-Luc overdracht vector met luciferase verslaggever400 ng
pcDNA-SARS-S, pcDNA-MERS-S of lege vector300 ng
Verminderde serum cel kweekmediumTot 50 µL

Tabel 1: hoeveelheden plasmiden en verminderde serum cel kweekmedium moet één putje van een 6-well plaat van HEK-293T/17 cellen voor pseudotyped deeltjes productie transfect. Bereken uit de concentratie van plasmide preparaten, het vereiste volume te bereiken van de vereiste hoeveelheid plasmide DNA. Als meer dan één goed is transfected met de dezelfde plasmiden, vermenigvuldig volumes door vereiste aantal putten te transfect, en een extra goed opnemen in berekeningen te vermijden voor mix in latere stappen opraakt. De totale hoeveelheid DNA wordt transfected is 1 µg per putje. Plasmiden zijn beschikbaar op verzoek aan auteurs.

ReagensHoeveelheid
Transfectiereagens3 ΜL
Verminderde serum cel kweekmedium47 ΜL

Tabel 2: hoeveelheden transfectiereagens en verminderde serum cel kweekmedium moet één putje van een 6-well plaat van HEK-293T/17 cellen voor pseudotyped deeltjes productie transfect. Vermenigvuldigen volumes door vereiste aantal putten te transfect en extra wells in berekeningen te vermijden voor mix in latere stappen opraakt. De transfectiereagens: plasmide DNA verhouding gebruikt is 3:1.

figure-results-1
Figuur 1 : Coronavirus S-pseudotyped deeltje infectiviteit testen in gevoelig gastheer cellen met behulp van een lymfkliertest leukemie virus (MLV) backbone en luciferase verslaggever gen. (A) SARS-CoV S pseudotyped deeltje infectiviteit assay in Vero-E6 cellen. (B) MERS-CoV S pseudotyped deeltje infectiviteit assay in Huh-7 cellen. Voor zowel (A) en (B), uitgezette gegevens stemmen overeen met de gemiddelde relatieve luciferase eenheden uit drie onafhankelijke experimenten, met foutbalken overeenkomt met standaardafwijking (s.d.). Gegevens die zijn uitgezet in10 logschaal op y-as. N.I.: niet-besmette controle; Δenv: infectie met pseudotyped deeltjes ontbreekt virale envelop-glycoproteïnes en VSV-Gpp: infectie met pseudotyped deeltjes, rekening houdend met positieve controle VSV G envelop glycoproteïne. Andere afkorting gebruikt, SARS-Spp: infectie met SARS-CoV S pseudotyped deeltjes, MERS-Spp: besmetting met MERS-CoV S pseudotyped deeltjes. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

figure-results-2
Figuur 2 : Concentratie-afhankelijkheid van CoV S-pseudovirion infectiviteit en rol van ACE2 en DPP4 receptoren in vermelding Spp-SARS en MERS-Spp. (A) concentratie-afhankelijkheid van SARS-Spp en MERS-Spp infectiviteit gemeten door luciferase activiteit assay. Pseudovirions waren serieel verdund en gebruikt voor het infecteren van Vero-E6 cellen. (B) infectiviteit kwantitatieve analyse van de SARS-Spp en MERS-Spp in slecht tolerante HEK-293T target cellen transfected aan uitdrukkelijke ACE2, en DPP4 receptoren, respectievelijk. Gegevens die zijn uitgezet in10 logschaal op y-as zoals in Figuur 1 van dubbele experimenten, met foutbalken overeenkomt met standaardafwijking (s.d.). N.T.: niet-transfected HEK-293T cellen; ACE2: angiotensine converting enzyme 2 (SARS-CoV-receptor) en DPP4: dipeptidylpeptidase 4 (MERS-CoV receptor). Andere afkortingen zijn hetzelfde als in Figuur 1. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol beschrijft een methode om efficiënt produceren pseudotyped deeltjes, rekening houdend met de S-proteïne van risico groep 3 coronaviruses, SARS-CoV en MERS-CoV, in een omgeving van BSL-2. Deze deeltjes, die een luciferase verslaggever gen nemen, kunnen we gemakkelijk kwantificeren coronavirus ingang S-gemedieerde gebeurtenissen door een relatief eenvoudige luciferase assay48,49,50,51. In infectiviteit assays tolerante cuvetten, bevestigen wij dat de activiteit van de luciferase gemeten afhankelijk van de concentratie van deeltjes is. Daarnaast voorziet het ACE2 en DPP4 receptor transfectie efficiënter vermelding in slecht tolerante cellen lijnen, zoals HEK-293T cellen. De methode is zeer aan te passen aan andere virale envelop-glycoproteïnes en is gebruikt uitgebreid48,49,50,51,52,53, 55,56,,57,58,59, vaak als aanvulling op andere testen zoals biochemische analysen of native virusinfecties.

Het protocol dat wij hier beschrijven is gebaseerd op het retrovirus MLV waarin een luciferase verslaggever. Het is echter belangrijk te benadrukken dat er een zeer breed scala van andere pseudotyping-systemen die zijn met succes ontwikkeld voor verpakking coronavirus S12,13,25,26, 30 , 31 , 32 en andere virale envelop glycoproteïnen10,11,14,16,17,23,24, 29 , 33 , 38 , 40 , 42 , 44 , 46. sommige van deze andere systemen zijn gebaseerd op de gebruikte MLV retrovirale kern7,8,9,10,11,,,12,13 ,14,15,16,17,18,19,20, of op basis van de gebruikte lentivirale HIV-1 pseudotyping systeem met behulp van verschillende strategieën23,24,25,26,27,28,29,30 ,31,32,33,34,35, of met het rhabdovirus vesiculaire stomatitis virus (VSV) als kern, die het mogelijk maakt om op te nemen van een grote verscheidenheid van envelop-glycoproteïnes, en opnieuw met verschillende werkzaam strategieën37,38,39,40,41,42,43 ,44,45,46,47. Daarnaast andere verslaggevers zoals fluorescerende eiwitten zoals GFP11,13 en RFP36, of enzymen dan luciferase zoals β-galactosidase16,17 en uitgescheiden alkalische fosfatase (SEAP)42 zijn met succes tewerkgesteld voor metingen. Bovendien in de assay gepresenteerd in dit protocol, werd een voorbijgaande transfectie gebruikt om uit te drukken de MLV en CoV S genen en proteïnen. Er zijn echter andere strategieën voor expressie, zoals generatie stabiele cellijnen voor productie van pseudotyped virussen7,14. Zoals elk van deze systemen hebben hun voor- en nadelen, is het belangrijk om te overwegen de volgende belangrijke parameters bij de beslissing welk beste pseudotyping-systeem van een onderzoeker past: pseudovirion core (MLV, HIV-1, VSV of anderen), hoe selectieve een bijzondere pseudotyping kern is een glycoproteïne specifieke virale envelop, verslaggever voor assay uitlezing (GFP, luciferase, SEAP of andere) en de strategie van de transfectie (aantal plasmiden die betrokken zijn bij co transfectie, voorbijgaande te integreren transfectie of generatie van stabiele cellijnen).

Er zijn een aantal essentiële stappen in de methode die belangrijk zijn om te benadrukken. Celdichtheid, met name voor de cellijn van HEK-293T/17 producent is een kritische factor bij het waarborgen van de succesvolle transfectie. De celdichtheid van een in het bereik van 40-60% confluentie bleek te zijn optimaal. Hogere dichtheden meestal leiden tot lage transfectie efficiëntie en lage deeltje productie. Ook is het belangrijk om te houden in het achterhoofd dat HEK-293T/17 cellen minder aanhangend dan andere cellijnen zijn. Bij de behandeling van hen om te voorkomen dat ze onnodig te ontkoppelen, moet voorzichtigheid worden betracht. Een optie is voor de behandeling van de cel cultuur kunststofoppervlakken met poly-D-lysine ter verbetering van de hechting. Hogere cel passage leidt bovendien vaak arme transfectie tarieven. Na de transfectiereagens aan HEK-293T/17 cellen toe te voegen, is het ook belangrijk om te onthouden dat verhoogt de permeabiliteit van de cel. Dit is de reden waarom op dit moment is het het beste om te voorkomen dat gebruik van middellange met antibiotica, aangezien zij de cytotoxiciteit kunnen verhogen. Controleer voor het verzamelen van pseudotyped deeltjes, de kleur van transfected HEK-293T/17 cel supernatant. Meestal neemt de celkleur kweekmedium na 48u van transfectie, een oranje-roze tint. Geel uitdrukkingsloos medium meestal vertaalt naar arme pseudotyped deeltjes opbrengsten en is vaak het gevolg van problemen met cel zaaien dichtheid of hoge passage nummer.

In dit protocol wordt pseudotyped deeltje productie uitgevoerd in een 6-well plaat-indeling. Om verhogen de hoeveelheid geproduceerde deeltjes, diverse putjes van de plaat van een 6-well kunnen zijn transfected met dezelfde plasmiden mix en het supernatant kunnen samen worden gebundeld. Het zwembad kan vervolgens worden verduidelijkt, gefilterde en aliquoted. U kunt ook op de schaal van de productie omhoog, andere soorten schepen (bijvoorbeeld 25 of 75 cm2 flacons) kunnen worden gebruikt. In dit geval moeten transfectie voorwaarden worden opgeschaald dienovereenkomstig. In dit protocol, is de bepaling van de infectiviteit uitgevoerd met behulp van een 24-well plaat formaat en een luminometer waarmee alleen metingen één buis tegelijk. Voor hoge-doorvoer screenings zijn andere formaten ook mogelijk, zoals de indeling van de 96-wells-plaat en een plaat lezer luminometer. Volumes en reagentia voor de luciferase assay moeten dienovereenkomstig worden aangepast. Van pseudotyped deeltjes in cryovials bij-80 ° C automatisch bijgehouden hoe vaak hun stabiliteit maandenlang zonder merkbare afname van de infectiviteit. Het is niet aanbevolen om onderwerpen te bevriezen-ontdooien cycli zoals dit hun infectiviteit in de tijd afnemen zal. Het is dus best om hen te slaan in kleine porties zoals 0,5 – 1 mL en ze ontdooien voordat een infectie.

De methode die hier gepresenteerd heeft verscheidene beperkingen. Belangrijk is het feit dat pseudotyped deeltjes alleen virale post gebeurtenissen recapituleren. Voor het analyseren van andere stappen in de infectieuze levenscyclus, zijn andere testen nodig. Bovendien, zoals MLV deeltjes bud op het plasma-membraan, het is belangrijk te bedenken er rekening mee dat de envelop glycoproteïne bestudeerd behoeften om ook verkeer naar het plasmamembraan voor inbouw in pseudovirions tijdens de productie. Als zodanig, is het belangrijk om te weten waar in de cel een bepaalde virale envelop glycoproteïne wordt uitgedrukt in Transfectie voorwaarden, zoals door het visualiseren van subcellular localisatie met een immunofluorescentietest test en/of door te controleren voor retentie signalen binnen het eiwit. Ook, terwijl het protocol worden de stappen beschreven voor het produceren en testen van infectiviteit, het doet niet in detail hoe meet opneming van virale envelop-glycoproteïnes pseudotyped deeltjes. Een methode is om te voeren westelijke vlek testen op geconcentreerde oplossingen van deeltjes, als eerder beschreven50,,51 voor MERS-CoV S inbouw. In deze testen, wordt de S envelop glycoproteïne van MERS-CoV onderzocht samen met de Eiwitmantel (p30) proteïne van MLV, waarmee ons te normaliseren van de opneming van het S-eiwit deeltjes. Andere voorbeelden van deze gehaltebepalingen analyseren van virale envelop glycoproteïne opneming in pseudovirions zijn uitgevoerd voor SARS-CoV S moeten worden opgenomen in een HIV-1 lentivirale pseudovirion systeem32 , Ebola glycoproteïne (GP) in een ander MLV pseudotyped particle systeem17, en influenza hemagglutinine (HA) en neuraminidase (NA) in VSV pseudovirions38. Een recente ontwikkeling in het karakteriseren van pseudotyped deeltje productie is het gebruik van innovatieve imaging-apparaten zoals Nanosight: kunnen wij direct visualiseren, kwantificeren en virale deeltjes50de grootte. Het apparaat geeft gedetailleerde informatie over de totale productie van de deeltjes; het is echter belangrijk om te houden in het achterhoofd dat het levert geen informatie over envelop glycoproteïne opneming. Een toekomstige koers voor de toepassing van deze veelzijdige pseudovirion deeltjes is om te analyseren van individuele virale fusion gebeurtenissen met behulp van één deeltje bijhouden, microfluidics en totale interne reflectie fluorescentie microscopie60,61 ,62. Dergelijke benaderingen werden met succes toegepast op influenzavirus, evenals feline coronavirus deeltjes en influenza HA - en NA-pseudotyped VSV-gebaseerde pseudovirions63. De implementatie van dergelijke technieken toegepast op coronavirus S-pseudotyped MLV gebaseerde deeltjes wordt momenteel ontwikkeld.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wij wensen alle leden van de Whittaker en Daniel labs voor nuttige opmerkingen bedanken. Onderzoeksfinanciering werd verstrekt door de NIH grants R21 AI111085 en R01 AI135270. T.T. erkent steun van de presidentiële Life Science Fellowship in Cornell University en de National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program onder Grant nr. DGE-1650441. L.N. erkent steun van een Samuel C. Fleming familie Graduate Fellowship en de National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program onder Grant nr. DGE-1650441. Dit werk wordt ook ondersteund door de National Science Foundation 1504846 (aan S.D. en G.R.W.).

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Human embryonic kidney (HEK) HEK-293T/17 cells ATCCCRL-11268Clone 17-cellen zijn zeer competent voor transfectie.
Afrikaanse groene aapnier epitheel Vero-E6-cellenATCCCRL-1586
Menselijke lever Huh-7-cellen Japan National Institutes of Biomedical Innovation, Health and NutritionJCRB0403
Omgekeerd lichtmicroscoop met 10 × objectief NikonTS100
Dulbecco’s modificatie van Eagle's medium (DMEM) met 4,5 g/L glucose, L-glutamine zonder natriumpyruvaatCorning Mediatech10-017-CV
Verhit inactief foetaal bovien serum (FBS)Thermo Fisher Scientific, Gibco1614071
1 M N-2-hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethaansulfonzuur (HEPES) Corning Mediatech25-060-Cl
100 × penicilline-streptomycine (PS) oplossingCorning Mediatech30-002-Cl
Dulbecco’s fosfaat gebufferde zoutoplossing (DPBS) met Ca2+ en Mg2+ Corning Mediatech21-030-CV
0,25% trypsine, 2,21 mM ethyleendiaminetetraazijnzuur (EDTA) 1 × oplossing Corning Mediatech25-053-Cl
Celtelling slides met rasters Kova87144
Opti-minimaal essentieel medium (Opti-MEM)Thermo Fisher Scientific, Gibco31985-070
Lipofectamine 2000 transfectie reagensThermo Fisher Scientific, Invitrogen11668-027
0,45 µm poriegrootte steriele filter Pall4184
10 mL spuiten BD309604
5 × luciferase assay lysis buffer PromegaE1531
Luciferine, substraat voor luciferase assayPromegaE1501
Steriele water VWRE476-1L
GloMax 20/20 luminometer Promega2030-100

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Dimitrov, D. S. Virus entry: molecular mechanisms and biomedical applications. Nature Reviews Microbiology. 2 (2), 109-122 (2004).
  2. White, J. M., Delos, S. E., Brecher, M., Schornberg, K. Structures and Mechanisms of Viral Membrane Fusion Proteins: Multiple Variations on a Common Theme. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. 43 (3), 189-219 (2008).
  3. Bosch, B. J., van der Zee, R., de Haan, C. A. M., Rottier, P. J. M. The Coronavirus Spike Protein Is a Class I Virus Fusion Protein: Structural and Functional Characterization of the Fusion Core Complex. Journal of Virology. 77 (16), 8801-8811 (2003).
  4. Belouzard, S., Millet, J. K., Licitra, B. N., Whittaker, G. R. Mechanisms of Coronavirus Cell Entry Mediated by the Viral Spike Protein. Viruses. 4 (6), 1011-1033 (2012).
  5. Millet, J. K., Whittaker, G. R. Physiological and molecular triggers for SARS-CoV membrane fusion and entry into host cells. Virology. 517, 3-8 (2018).
  6. Millet, J. K., Whittaker, G. R. Host cell proteases: Critical determinants of coronavirus tropism and pathogenesis. Virus Research. 202 (0), 120-134 (2015).
  7. Steidl, S., et al. Coreceptor Switch of [MLV(SIVagm)] Pseudotype Vectors by V3-Loop Exchange. Virology. 300 (2), 205-216 (2002).
  8. Höhne, M., Thaler, S., Dudda, J. C., Groner, B., Schnierle, B. S. Truncation of the Human Immunodeficiency Virus-Type-2 Envelope Glycoprotein Allows Efficient Pseudotyping of Murine Leukemia Virus Retroviral Vector Particles. Virology. 261 (1), 70-78 (1999).
  9. Wang, W., et al. Establishment of retroviral pseudotypes with influenza hemagglutinins from H1, H3, and H5 subtypes for sensitive and specific detection of neutralizing antibodies. Journal of Virological Methods. 153 (2), 111-119 (2008).
  10. Wallerstrom, S., et al. Detection of antibodies against H5 and H7 strains in birds: evaluation of influenza pseudovirus particle neutralization tests. Infection Ecology, Epidemiology. 4, (2014).
  11. Radoshitzky, S. R., et al. Transferrin receptor 1 is a cellular receptor for New World haemorrhagic fever arenaviruses. Nature. 446 (7131), 92-96 (2007).
  12. Han, D. P., Kim, H. G., Kim, Y. B., Poon, L. L., Cho, M. W. Development of a safe neutralization assay for SARS-CoV and characterization of S-glycoprotein. Virology. 326 (1), 140-149 (2004).
  13. Moore, M. J., et al. Retroviruses pseudotyped with the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein efficiently infect cells expressing angiotensin-converting enzyme 2. Journal of Virology. 78 (19), 10628-10635 (2004).
  14. Sharkey, C. M., North, C. L., Kuhn, R. J., Sanders, D. A. Ross River virus glycoprotein-pseudotyped retroviruses and stable cell lines for their production. Journal of Virology. 75 (6), 2653-2659 (2001).
  15. Bruett, L., Clements, J. E. Functional murine leukemia virus vectors pseudotyped with the visna virus envelope show expanded visna virus cell tropism. Journal of Virology. 75 (23), 11464-11473 (2001).
  16. Ma, M., et al. Murine leukemia virus pseudotypes of La Crosse and Hantaan Bunyaviruses: a system for analysis of cell tropism. Virus Research. 64 (1), 23-32 (1999).
  17. Wool-Lewis, R. J., Bates, P. Characterization of Ebola virus entry by using pseudotyped viruses: identification of receptor-deficient cell lines. Journal of Virology. 72 (4), 3155-3160 (1998).
  18. Op De Beeck, A., et al. Characterization of Functional Hepatitis C Virus Envelope Glycoproteins. Journal of Virology. 78 (6), 2994-3002 (2004).
  19. Calland, N., et al. (-)-Epigallocatechin-3-gallate is a new inhibitor of hepatitis C virus entry. Hepatology. 55 (3), 720-729 (2012).
  20. Bartosch, B., Dubuisson, J., Cosset, F. L. Infectious hepatitis C virus pseudo-particles containing functional E1-E2 envelope protein complexes. Journal of Experimental Medicine. 197 (5), 633-642 (2003).
  21. Giroglou, T., et al. Retroviral vectors pseudotyped with severe acute respiratory syndrome coronavirus S protein. Journal of Virology. 78 (17), 9007-9015 (2004).
  22. Dye, C., Temperton, N., Siddell, S. G. Type I feline coronavirus spike glycoprotein fails to recognize aminopeptidase N as a functional receptor on feline cell lines. Journal of General Virology. 88 (6), 1753-1760 (2007).
  23. Kobinger, G. P., Weiner, D. J., Yu, Q. -C., Wilson, J. M. Filovirus-pseudotyped lentiviral vector can efficiently and stably transduce airway epithelia in vivo. Nature Biotechnology. 19, 225(2001).
  24. Salvador, B., Zhou, Y., Michault, A., Muench, M. O., Simmons, G. Characterization of Chikungunya pseudotyped viruses: Identification of refractory cell lines and demonstration of cellular tropism differences mediated by mutations in E1 glycoprotein. Virology. 393 (1), 33-41 (2009).
  25. Nie, Y., et al. Highly infectious SARS-CoV pseudotyped virus reveals the cell tropism and its correlation with receptor expression. Biochemical and Biophysical Research Communications. 321 (4), 994-1000 (2004).
  26. Grehan, K., Ferrara, F., Temperton, N. An optimised method for the production of MERS-CoV spike expressing viral pseudotypes. MethodsX. 2, 379-384 (2015).
  27. Bakri, Y., et al. The Maturation of Dendritic Cells Results in Postintegration Inhibition of HIV-1 Replication. The Journal of Immunology. 166 (6), 3780-3788 (2001).
  28. Hsu, M., et al. Hepatitis C virus glycoproteins mediate pH-dependent cell entry of pseudotyped retroviral particles. Proceedings of the National Academy of Sciences. 100 (12), 7271-7276 (2003).
  29. Simmons, G., et al. DC-SIGN and DC-SIGNR Bind Ebola Glycoproteins and Enhance Infection of Macrophages and Endothelial Cells. Virology. 305 (1), 115-123 (2003).
  30. Simmons, G., et al. Inhibitors of cathepsin L prevent severe acute respiratory syndrome coronavirus entry. Proceedings of the National Academy of Sciences. 102 (33), 11876-11881 (2005).
  31. Gierer, S., et al. The spike-protein of the emerging betacoronavirus EMC uses a novel coronavirus receptor for entry, can be activated by TMPRSS2 and is targeted by neutralizing antibodies. Journal of Virology. 87 (10), 5502-5511 (2013).
  32. Bertram, S., et al. Cleavage and activation of the SARS-coronavirus spike-protein by human airway trypsin-like protease. Journal of Virology. 85 (24), 13363-13372 (2011).
  33. Bertram, S., et al. TMPRSS2 and TMPRSS4 facilitate trypsin-independent spread of influenza virus in Caco-2 cells. Journal of Virology. 84 (19), 10016-10025 (2010).
  34. Connor, R. I., Chen, B. K., Choe, S., Landau, N. R. Vpr Is Required for Efficient Replication of Human Immunodeficiency Virus Type-1 in Mononuclear Phagocytes. Virology. 206 (2), 935-944 (1995).
  35. Evans, M. J., et al. Claudin-1 is a hepatitis C virus co-receptor required for a late step in entry. Nature. 446 (7137), 801-805 (2007).
  36. Negrete, O. A., et al. EphrinB2 is the entry receptor for Nipah virus, an emergent deadly paramyxovirus. Nature. 436 (7049), 401-405 (2005).
  37. Suda, Y., et al. Analysis of the entry mechanism of Crimean-Congo hemorrhagic fever virus, using a vesicular stomatitis virus pseudotyping system. Archives of Virology. 161 (6), 1447-1454 (2016).
  38. Zimmer, G., Locher, S., Berger Rentsch, M., Halbherr, S. J. Pseudotyping of vesicular stomatitis virus with the envelope glycoproteins of highly pathogenic avian influenza viruses. Journal of General Virology. 95, Pt 8 1634-1639 (2014).
  39. Moeschler, S., Locher, S., Conzelmann, K. K., Kramer, B., Zimmer, G. Quantification of Lyssavirus-Neutralizing Antibodies Using Vesicular Stomatitis Virus Pseudotype Particles. Viruses. 8 (9), (2016).
  40. Tong, W., Yin, X. X., Lee, B. J., Li, Y. G. Preparation of vesicular stomatitis virus pseudotype with Chikungunya virus envelope protein. Acta Virologica. 59 (02), 189-193 (2015).
  41. Tani, H., et al. Involvement of ceramide in the propagation of Japanese encephalitis virus. Journal of Virology. 84 (6), 2798-2807 (2010).
  42. Kaku, Y., et al. Second generation of pseudotype-based serum neutralization assay for Nipah virus antibodies: sensitive and high-throughput analysis utilizing secreted alkaline phosphatase. Journal of Virological Methods. 179 (1), 226-232 (2012).
  43. Tani, H., et al. Analysis of Lujo virus cell entry using pseudotype vesicular stomatitis virus. Journal of Virology. 88 (13), 7317-7330 (2014).
  44. Ogino, M., et al. Use of Vesicular Stomatitis Virus Pseudotypes Bearing Hantaan or Seoul Virus Envelope Proteins in a Rapid and Safe Neutralization Test. Clinical and Vaccine Immunology. 10 (1), 154-160 (2003).
  45. Logan, N., et al. Efficient generation of vesicular stomatitis virus (VSV)-pseudotypes bearing morbilliviral glycoproteins and their use in quantifying virus neutralising antibodies. Vaccine. 34 (6), 814-822 (2016).
  46. Takada, A., et al. A system for functional analysis of Ebola virus glycoprotein. Proceedings of the National Academy of Sciences. 94 (26), 14764-14769 (1997).
  47. Whitt, M. A. Generation of VSV pseudotypes using recombinant DeltaG-VSV for studies on virus entry, identification of entry inhibitors, and immune responses to vaccines. Journal of Virological Methods. 169 (2), 365-374 (2010).
  48. Lai, A. L., Millet, J. K., Daniel, S., Freed, J. H., Whittaker, G. R. The SARS-CoV Fusion Peptide Forms an Extended Bipartite Fusion Platform that Perturbs Membrane Order in a Calcium-Dependent Manner. Journal of Molecular Biology. 429 (24), 3875-3892 (2017).
  49. Millet, J. K., et al. Middle East respiratory syndrome coronavirus infection is inhibited by griffithsin. Antiviral Research. 133, 1-8 (2016).
  50. Millet, J. K., et al. A camel-derived MERS-CoV with a variant spike protein cleavage site and distinct fusion activation properties. Emerging Microbes, Infections. 5 (12), 126(2016).
  51. Millet, J. K., Whittaker, G. R. Host cell entry of Middle East respiratory syndrome coronavirus after two-step, furin-mediated activation of the spike protein. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (42), 15214-15219 (2014).
  52. Tse, L. V., Hamilton, A. M., Friling, T., Whittaker, G. R. A Novel Activation Mechanism of Avian Influenza Virus H9N2 by Furin. Journal of Virology. 88 (3), 1673-1683 (2014).
  53. Sun, X., Belouzard, S., Whittaker, G. R. Molecular architecture of the bipartite fusion loops of vesicular stomatitis virus glycoprotein G, a class III viral fusion protein. Journal of Biological Chemistry. 283 (10), 6418-6427 (2008).
  54. Millet, J., Whittaker, G. Murine Leukemia Virus (MLV)-based Coronavirus Spike-pseudotyped Particle Production and Infection. Bio-Protocol. 6 (23), 2035(2016).
  55. Bonnin, A., Danneels, A., Dubuisson, J., Goffard, A., Belouzard, S. HCoV-229E spike protein fusion activation by trypsin-like serine proteases is mediated by proteolytic processing in the S2' region. Journal of General Virology. , (2018).
  56. Belouzard, S., Madu, I., Whittaker, G. R. Elastase-mediated activation of the SARS coronavirus spike protein at discrete sites within the S2 domain. Journal of Biological Chemistry. 285 (30), 22758-22763 (2010).
  57. Madu, I. G., Roth, S. L., Belouzard, S., Whittaker, G. R. Characterization of a Highly Conserved Domain within the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus Spike Protein S2 Domain with Characteristics of a Viral Fusion Peptide. Journal of Virology. 83 (15), 7411-7421 (2009).
  58. Madu, I. G., Belouzard, S., Whittaker, G. R. SARS-coronavirus spike S2 domain flanked by cysteine residues C822 and C833 is important for activation of membrane fusion. Virology. 393 (2), 265-271 (2009).
  59. Belouzard, S., Chu, V. C., Whittaker, G. R. Activation of the SARS coronavirus spike protein via sequential proteolytic cleavage at two distinct sites. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (14), 5871-5876 (2009).
  60. Costello, D. A., Millet, J. K., Hsia, C. -Y., Whittaker, G. R., Daniel, S. Single particle assay of coronavirus membrane fusion with proteinaceous receptor-embedded supported bilayers. Biomaterials. 34 (32), 7895-7904 (2013).
  61. Costello, D. A., Hsia, C. -Y., Millet, J. K., Porri, T., Daniel, S. Membrane Fusion-Competent Virus-Like Proteoliposomes and Proteinaceous Supported Bilayers Made Directly from Cell Plasma Membranes. Langmuir. 29 (21), 6409-6419 (2013).
  62. Floyd, D. L., Ragains, J. R., Skehel, J. J., Harrison, S. C., van Oijen, A. M. Single particle kinetics of influenza virus membrane fusion. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (40), 15382-15387 (2008).
  63. Hsu, H. -L., Millet, J. K., Costello, D. A., Whittaker, G. R., Daniel, S. Viral fusion efficacy of specific H3N2 influenza virus reassortant combinations at single-particle level. Scientific reports. 6, 35537(2016).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Pseudotyped ParticlesViral Entry AssayHEK 293T TransfectionLuciferase ReporterBiosafety Level 2Coronavirus Spike ProteinMurine Leukemia Virus CoreCell Culture ProtocolVirus Infection AssayLuciferase Activity Measurement

Related Articles