أنشأنا فلوري التهجين الموضع البروتوكول في للكشف عن فيروس الحمض النووي الجينوم المستمرة داخل أقسام الأنسجة من النماذج الحيوانية. هذا البروتوكول يتيح دراسة عملية العدوى عن طريق codetection من الجينوم الفيروسي، والمنتجات RNA لها، والبروتينات الفيروسية أو الخلوية داخل الخلايا واحد.
codetection خلية واحدة من الجين والمنتجات RNA والبروتينات الخلوية التنظيمية أمر بالغ الأهمية لدراسة الجينات تنظيم التعبير. هذا هو التحدي في مجال علم الفيروسات، وبصفة خاصة عن الفيروسات الحمض النووي المستمر-النووية التي تنطوي على تكرار نماذج حيوانية لدراستهم. نوع فيروس الهربس البسيط 1 (HSV-1) يحدد عدوى مدى الحياة كامنة في الخلايا العصبية الطرفية. يقدم الفيروس كامنا كما الخزان، من الذي ينشط ويؤدي الى حلقة جديدة العقبولية. يبقى بيولوجيا الخلية من HSV-1 كمون غير مفهومة، ويرجع ذلك جزئيا إلى عدم وجود طرق للكشف عن HSV-1 الجينوم في الموقع في النماذج الحيوانية. نحن تصف الحمض النووي الفلورسنت الموقع التهجين (FISH) في نهج كشف بكفاءة-نسخة منخفضة الجينوم الفيروسي داخل أقسام الأنسجة العصبية من النماذج الحيوانية المصابة. وتعتمد الطريقة على القائم الحرارة مستضد إماطة اللثام، وتحقيقات الحمض النووي المسمى مباشرة الصنع، أو تحقيقات متاحة تجاريا. وضعنا الفول الثلاثينهج نينغ، والجمع بين الحمض النووي RNA-FISH مع FISH والمناعي، وذلك باستخدام البيروكسيديز مقرها إشارة التضخيم لاستيعاب كل متطلبات تلطيخ. وتحسن كبير هو القدرة على الحصول، في غضون 10 ميكرومتر أقسام الأنسجة، وإشارات منخفضة الخلفية التي يمكن تصويرها بدقة عالية بواسطة المجهر متحد البؤر واسعة المجال epifluorescence التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، عملت تلطيخ ثلاثية مع مجموعة واسعة من الأجسام المضادة الموجهة ضد البروتينات الخلوية والفيروسية. بروتوكول كاملة يأخذ 2.5 أيام لاستيعاب الأجسام المضادة والاختراق التحقيق داخل الأنسجة.
نوع فيروس الهربس البسيط 1 (HSV-1) هو فيروس موجه للعصب الإنسان الثابتة، وإقامة العدوى الكامنة على المدى الطويل في الخلايا العصبية في العقد الثلاثي التوائم (TG) في الجهاز العصبي المحيطي، والتي كانت تعيد تجديد دوري لتكرار وانتشار. الجينوم HSV-1 هو 150 كيلو بايت dsDNA وإضفاء الطابع المحلي في نواة الخلايا العصبية المضيفة حيث لا يزال البلازميدات chromatinized multicopy كما، والتي لا الاندماج في الجينوم الخلية المضيفة 1،2. خلال الكمون، وقمعها بشدة برنامج جيني HSV-1 دورة تنسخي، ويقتصر التعبير الجيني للنسخة المرتبطة الكمون (LAT) موضع، من إنشاء الكمون لبدء تنشيط 3. LAT تنتج 8.5 كيلو بايت طويلة غير المكودة RNA معالجتها في كبرى 2 كيلو بايت الوهق مستقرة، والعديد من ميرنا 4-7. وهكذا يتميز HSV-1 كمون من خلال وجود الحمض النووي الفيروسي الجيني، LAT الحمض النووي الريبي، وعدم وجود كشف البروتينات دورة تنسخي.
ontent "> النماذج الحيوانية، في الغالب الماوس والأرنب، هي نماذج تجريبية تلخص العديد من الميزات من الكمون في الإنسان. واحدة من المصالح الرئيسية لتلك النماذج هو أنها تسمح بدراسة الجوانب الفسيولوجية للHSV-1 كمون في المضيفين مناعيا. على مدى العقود الماضية ، العديد من الأدوات التجريبية، مثل الفيروسات والفئران المعدلة وراثيا، وقد وضعت لدراسة علم وظائف الأعضاء، وعلم الوراثة، وعلم الأحياء الخلوية من HSV-1 كمون، من الأنسجة الحيوانية. وحتى الآن، تم الكشف عن الحمض النووي الجيني الفيروسي وكميا بواسطة لطخة الجنوبية و QPCR من فصلها TGS. ومع ذلك، لا يوجد حاليا أي وسيلة متاحة للكشف عن HSV-1 الجينوم بواسطة التهجين في الموقع على أقسام الأنسجة 8، وبالتالي يتم تقييم الكمون بشكل روتيني على المقاطع النسيجية من خلال الكشف عن الحمض النووي الريبي RNA LAT بواسطة التهجين في الموقع بدلا من الفيروسية كشف الجينوم. لأنه قد كان من المستحيل أن تميز الخلايا المصابة على أساس وجود الجينوم الفيروسي، ثيوقد ق الحد التقنية والعيب الرئيسي لتحليل جوانب كثيرة من التفاعلات المضيفة للفيروسات، مثل العلاقة بين الجينوم الفيروسي والخلوية والفيروسية التعبير الجيني أو بوساطة الخلية المضيفة استجابة مناعية 9،10.الأهم من ذلك، عدم التجانس الخلية الى خلية من العدوى الكامنة لا تزال غير مستكشفة نسبيا، ولقد ثبت أن تكون سمة رئيسية من الكمون في الفئران في الخلايا العصبية والحسية العقدة الإنسان زرعها في الفئران SCID 11-17. عادة، فقد تبين من خلال QPCR أن الجينوم عدد النسخ HSV-1 في الخلية يختلف من 5 إلى عدة مئات. على الرغم من أن LAT يبدو كمنظم رئيسي من الكمون وتنشيط، أشارت البيانات QPCR على الخلايا العصبية معزولة في الموقع وPCR أنه ليس هناك سوى مجموعة فرعية من الخلايا العصبية المصابة خفية، منخفضة تصل إلى 30٪، ويعرب عن موضع LAT 11،12،18-21. كيف الخلية المضيفة والبيئة الخلوية داخل الأنسجة تأثير على إنشاء الكمون الفيروسات ويبقى التعبير الجيني الفيروسي غير واضحة. نحن هنا وصف الفلورسنت قوة التهجين الموضع (FISH) طريقة للكشف الفعال للنسخ منخفضة HSV-1 الحمض النووي الجيني داخل أقسام الأنسجة العصبية في الحيوانات. وقد تم تصميم هذه الطريقة واستخدامها من قبلنا للوصول إلى عالية الدقة التصوير المجهري ما هو ضروري لدراسة تفاعل الجينوم الفيروسي مع الخلية المضيفة المكونات داخل النووية 22. بالإضافة إلى ذلك، نحن تصف طريقة تلوين متعددة للكشف في وقت واحد من الحمض النووي الفيروسي RNA والبروتينات مع، التي هي أداة فريدة لوصف التفاعلات الفيروسات المضيف التي تنظم التعبير الجيني الفيروسي. ويمكن أيضا أن تطبق طريقة لمجموعة واسعة من التحليلات التي تتطلب الكشف عن HSV-1 الجينوم الكامنة، مثل قياس الخلايا العصبية المصابة في عدد كبير من الأقسام. والخطوة الرئيسية هي تطبيق المستضد العلاج استرجاع لجعل الحمض النووي الفيروسي للوصول إلى التهجين. وبالتالي، قد يكون هذا البروتوكول أيضا فعالة لكشفمن الفيروسات dsDNA وغيرها، والتي هي حاليا لا يمكن كشفها بواسطة النهج الحمض النووي FISH التقليدية داخل الأنسجة الحيوانية.
بروتوكول الموصوفة هنا يسمح للكشف عن HSV-1 الجينوم الكامنة داخل الخلايا العصبية من الماوس أقسام الأنسجة العصبية. وقد فهمنا من مسارات تنظيم التعبير الجيني الفيروسي محدودة بسبب عدم وجود طريقة للكشف عن HSV-1 الحمض النووي الجيني في الموقع الطبيعي داخل الأنسجة العصبية. و…
The authors have nothing to disclose.
نشكر N. ساوتيل (الأطفال في سينسيناتي المركز الطبي في مستشفى سينسيناتي، أوهايو، الولايات المتحدة الأمريكية)، S. افستاتيو (جامعة كامبريدج، المملكة المتحدة) وجيمس هيل (مركز العلوم الصحية LSU، نيو أورلينز، الولايات المتحدة الأمريكية) لتقديم عينات من HSV-1 الفئران والأرانب المصابة، على التوالي، وللمواد؛ H. ماسوموتو (معهد بحوث Kazusa الحمض النووي، شيبا، اليابان) وS. Khochbin (معهد ألبرت Bonniot، غرونوبل، فرنسا) لإجراء مناقشات مفيدة.
وقد تم تمويل هذا العمل من المنح المقدمة من المركز الوطني للبحوث العلميه (CNRS) (برنامج ATIP، إلى PL، http://www.cnrs.fr)، والوكالة الفرنسية القومي للبحوث (وكالة الاستخبارات الوطنية) (ANR-05-MIIM- 008-01، CENTROLAT، http://www.agencenationale-recherche.fr )، ومؤسسة FINOVI ( http://www.finovi.org/:fr:start )، وLabEX DEVweCAN (ANR-10-LABX-61 ) من جامعة دي ليون، في إطار برنامج "Investissemenنهاية الخبر كوت أفينير "(ANR-11-0007-آيدكس) التي تديرها وكالة الاستخبارات الوطنية ( http://www.agence-nationale-recherche.fr )، أنا لا تصب جمعية بحوث السرطان مناهضة جنيه (ARC-ARC-7979 و 4910، http://www.arc-cancer.net )، الدوري الفرنسي الوطني كونتر جنيه السرطان (هروب، http://www.ligue-cancer.net )، والإنكا (برنامج EPIPRO، http://www.e -cancer.fr ). FC وPL هم باحثون CNRS.
Balb/c mice | Janvier, France | 6 week-old females | |
HSV-1 strains | SC16 strain (wild type) | See Labetoule, M. et al. (2003) Invest Ophthalmol Vis Sci 44: 217–225, for details on HSV-1 strain and virus stock preparation. | |
Ketamine hydrochloride | Sigma | K2753 | Intraperitoneal injection of a solution containing Ketamine (100mg/kg) and Xylazine (10mg/kg) |
Xylazine hydrochloride | Sigma | X1251 | |
Paraformaldehyde (PFA) | Sigma | 158127 | Suspend 4g of PFA in 90mL of water. Add 50µL of 1N NaOH, and heat at 60°C in a water bath with agitation. PFA dissolves in about 30min. Add 10mL of 10X PBS. This solution can be prepared in advance and stored at -20 °C in 5mL tubes. Caution. Manipulate under a fume hood. |
Physiological Saline | Sigma | 07982-100TAB-F | |
1X PBS, pH 7.4 (sterile) | Life Technologies | 10010-015 | |
Sucrose | Sigma | 84100 | Prepare a 20% sucrose solution in 1X PBS. |
Cryosectionning embedding medium – Tissue-Tek OCT Compound – | SAKURA | 4583 | |
Large vector DNA purification kit | Qiagen | 12462 | To purify Cosmid or BAC vector containing HSV-1 genome and store at -20°C |
Nick translation kit | Roche Applied Sciences | 10 976 776 001 | |
Cy3-dCTP | GE Healthcare | PA53021 | Protect from light |
0.5M EDTA | Sigma | E6758 | |
G50 Mini spin column | GE Healthcare | 27-5330-01 | |
Salmon sperm DNA 10mg/mL | Invitrogen / Life Technologies | 15632-011 | |
Ethanol molecular biology grade | Sigma | 87047 | Prepare a 70% solution |
Salmon sperm DNA | Invitrogen / Life Technologies | 15632-011 | |
Formamid Molecular biology grade | Sigma | F9037 | Caution. Manipulate under fume hood. |
HSV-1 biotinylated commercial probe | Enzo Life Sciences | ENZ-40838 | |
ImmEdge hydrophobic pen | Vector Laboratories | H-4000 | |
20X Saline Sodium Citrate (SSC) | Sigma | S6639 | Prepare a 2X SSC solution in ddH20. |
Triton X-100 | Sigma | T8787 | Prepare a 10% stock solution in water and store at +4°C. Prepare the 0.5% solution in 1X PBS right before use. |
10mM sodium citrate pH 6.0 | Sigma | S1804 | Prepare a 100mM stock solution (10X). Weigh 10,5g of citric acid (MW 210.14. Caution, irritant and toxic, wear appropriate mask and gloves), and dissolve in 400mL water. Adjust pH at 6.0 with 1N NaOH (caution, irritant, wear gloves). Adjust to 500mL with distilled water. Dilute 10 times in distilled water before use. |
Acetic Acid | Sigma | 320099 | |
Methanol, molecular biology grade | Sigma | 322415 | |
Dextran sulfate – MW 500 000 | Euromedex | EU0606-A | |
Denhardt's solution (100X) | Euromedex | 1020-A | |
Rubber Cement "FixoGum" | Marabut | 290110000 | |
DNA purification kit – Qiaquick PCR purification kit – | Qiagen | 28104 | |
T7 in vitro transcription kit | Ambion / Life Technologies | AM1314 | |
Biotin-16-UTP | Roche Applied Sciences | 11388908910 | |
RNA purification mini-column | Qiagen | 73404 | |
Ribonucleoside Vanadyl Complex | New England Biolabs | S1402S | |
H2O2 | Sigma | H3410 | Prepare a 3% solution in distilled water. Store at +4 °C and protect from light. |
Yeast tRNA | Invitrogen | 15401011 | prepare a 10mg/mL solution in RNAse free water |
Normal Goat Serum | Invitrogen | PCN5000 | |
Primary antibodies | Any supplier | The following primary antibodies were used in the result section: anti-mouse CENP-A (rabbit mAb C51A7, Cell Signaling Technologies), and anti-ATRX H-300 (Santa Cruz Biotechnology) | |
Secondary fluorescent antibodies | Invitrogen / Life Technologies | The fluorescent secondary antibodies routinely used in our protocol are AlexaFluor labeled goat antibodies (IgG H+L). The antibody used in the result section is an anti-rabbit goat antibody labaled with AlexaFluor 488 (reference A11001) | |
Tyramide Signal Amplification (TSA) kit – Streptavidin + AlexaFluor 350 (blue fluorescence) | Invitrogen / Life Technologies | #T20937 | TSA kits are also available from Perkin Elmer |
Tyramide Signal Amplification (TSA) kit – Streptavidin + AlexaFluor 488 (green fluorescence) | Invitrogen / Life Technologies | #T20932 | |
Hoechst 33342 | Invitrogen / Life Technologies | H3570 | Prepare a 0.5µg/mL solution in 1X PBS immediatly before use. Discard the remaining solution. |
22x50mm coverslip. n°1.5 glass. | Electron Microscopy Sciences | 72204-04 | |
Mounting medium with anti-fading agent – Vectashield – | Vector Laboratories | H-1000 | Another conventional product is Fluoromount G from electron microscopy Science |
Superfrost glass slides | FisherScientific | 12-550-15 | |
EQUIPMENT | |||
Equipment / material | Company | Reference | Note |
Needle for infection | Glass micropipette hot drawn. Home made. | ||
Dissection equipement | Moria, France | Microsurgical scissors and forceps | |
Peristaltic pump | Cole Palmer Instruments | Easyload Masterflex | |
Micro-syringe pump device (Nano Pump) | kdScientific | KDS310 | |
Cryostat | Leica France | CM 1510-1 | |
-80 °C freezer | Sanyo | Ultra Low -80°C | |
Domestic microwave oven | |||
Dry block heater | Eppendorf | 022670204 | |
Incubator Slide moat | Boekel Scientific | 240000 | |
Coplin Jar | Dominique Dutscher | 68512 | |
Staining glass container | Dominique Dutscher | 68506 | |
Fluorescent microscope | Zeiss | The images presented in the result section were collected with a Zeiss AxioObserver with objective x40 LD NeoFluor N.A 0.6, and x100 PlanApochromat N.A 1.3. Filter set #38, #43 and #43. HXP 120 fluorescence light source. Photometrics CoolSNAP HQ2 CCD camera. Signal will be more easily observed on a recent high efficiency microscope such as Zeiss AxioImager/AxioObserver series, Nikon Ti-E/Ni-E series or Leica DM/DMI6000 series |