Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

Ex Vivo infezione di Murine epidermide con Herpes Simplex Virus di tipo 1

doi: 10.3791/53046 Published: August 24, 2015

Abstract

Per inserire il suo ospite umano, il tipo di virus herpes simplex 1 (HSV-1) deve superare la barriera della mucosa superfici, pelle, o cornea. HSV-1 obiettivi cheratinociti durante l'inserimento iniziale e stabilisce una infezione primaria nell'epitelio, che è seguita da infezione latente di neuroni. Dopo la riattivazione, i virus possono diventare evidente a siti mucocutanee che appaiono come vescicole cutanee o ulcere della mucosa. Come HSV-1 invade la pelle o le mucose e raggiunge i suoi recettori è poco conosciuta. Per studiare il percorso invasione HSV-1 nel tessuto epidermico a livello cellulare, abbiamo stabilito un modello ex vivo infezione dell'epidermide murine, che rappresenta il sito di infezione primaria e ricorrente in pelle. Il saggio comprende la preparazione della pelle murina. L'epidermide è separato dal derma mediante trattamento dispasi II. Dopo galleggiante i fogli epidermica su terreno contenente il virus, il tessuto è fisso e l'infezione può essere visualizzato in diversi momenti postinfection bycolorazione delle cellule infettate con un anticorpo contro la HSV-1 immediato proteina ICP0 presto. ICP0-esprimenti cellule può essere osservato nello strato basale cheratinociti già a 1,5 ore postinfection. Con tempi più lunghi di infezione, le cellule infettate vengono rilevati in strati soprabasali, indicando che l'infezione non si limita ai cheratinociti basali, ma il virus si diffonde ad altri livelli nel tessuto. Utilizzando fogli epidermico di vari modelli di mouse, il protocollo di infezione consente di determinare il coinvolgimento delle componenti cellulari che contribuiscono alla HSV-1 invasione nei tessuti. Inoltre, il saggio è adatto a testare inibitori nel tessuto che interferiscono con le fasi iniziali di entrata, diffusione cellula-cellula e la produzione di virus. Qui, descriviamo il protocollo ex vivo infezione in dettaglio e presentiamo i nostri risultati con i topi Nectin-1 o HVEM-carenti.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Herpes simplex virus (HSV) può causare una serie di malattie negli esseri umani da lievi lesioni mucocutanee semplici alle infezioni pericolose per la vita. HSV di tipo 1 (HSV-1) è prevalentemente associata a infezioni orofacciale e l'encefalite, mentre HSV di tipo 2 (HSV-2) più probabile causa di infezioni genitali 1. Mentre non vi è un progresso significativo nella comprensione di come HSV entra nelle cellule in coltura, avvia l'infezione e produce progenie virale, sappiamo poco del percorso virale invasione (s) nel tessuto a livello cellulare 2. Per gli studi di HSV infezioni della pelle o della mucosa, topi, conigli e cavie sono stati utilizzati come modelli animali. Infezione della pelle è stato istituito con iniezione intradermica o graffiare la pelle in presenza del virus, e lo sviluppo della malattia è stata correlata con la produzione di virus. Questi metodi hanno aiutato a comprendere vari aspetti della patogenesi della malattia, e sono utilizzate per valutare farmaci antivirali. Per studiare infezione da HSV al tissue livello, sono stati applicati modelli organotipica di pelle umana. Poiché il tasso di infezione è limitato in queste culture zattera, solo un numero limitato di studi che hanno valutato l'infezione, diffusione virale e gli effetti dei componenti antivirali sono stati pubblicati 3-6.

Al fine di caratterizzare i determinanti cellulari che svolgono un ruolo durante HSV-1 nell'epitelio intatto, abbiamo stabilito un protocollo per la ex vivo studi infezioni dell'epidermide murini 7. Pelle è stato preparato da neonati o dalle code di topi adulti. Dal momento che HSV-1 non è riuscito a infettare campioni di pelle completi, che sono stati immersi in mezzo contenente il virus, abbiamo separato l'epidermide dal derma da dispasi trattamento II. Dopo variabile dei fogli epidermica su terreno contenente il virus, cellule infettate possono essere visualizzati nello strato epidermico basale in vari momenti postinfection (pi) 7. Per visualizzare l'inizio di infezione in cellule singole prima replica virale unnd produzione di virus, abbiamo macchiato con un anticorpo contro la proteina delle cellule infettate 0 (ICP0), che è una delle prime proteine ​​espresse durante HSV-1. La localizzazione cellulare di ICP0 passa attraverso fasi distinte durante l'infezione precoce. Mentre ICP0 è presente in foci nucleari in una fase precoce di espressione genica virale, rilocalizzazione di ICP0 al citoplasma indica una successiva fase di infezione 8.

Abbiamo usato la ex vivo di infezione test di fogli epidermica da diversi modelli murini per testare il potenziale ruolo di diversi fattori cellulari durante l'infezione. Per affrontare l'impatto di Rac1 come un regolatore chiave delle dinamiche di actina, abbiamo infettati l'epidermide di topi con delezione specifica per cheratinociti del gene Rac1 9. Questo modello ha permesso di studiare le conseguenze delle carenti Rac1 sull'efficienza di HSV-1 negli strati epidermici cheratinociti. Il confronto di epidermide infette del controllo littermates ririvelò alcuna differenza significativa, indicando che l'assenza di Rac1 non ha avuto effetto sulla apertura di infezione nello strato basale dell'epidermide 7. L'utilizzo di ulteriori modelli murini ci ha permesso di affrontare le quali recettori cellulari mediano ingresso nell'epidermide. Infettare fogli epidermica sia da nectin-1 o topi HVEM-deficienti con HSV-1 ha rivelato che l'ingresso del virus iniziale in tessuto dipende fortemente dalla presenza di nectin-1 10. Inoltre, i nostri risultati dimostrano che HVEM può anche servire come recettore nell'epidermide murini, anche se meno efficiente rispetto nectin-1 10.

Per affrontare la distribuzione spaziale delle cellule infettate negli strati epidermici, visualizziamo espressione ICP0 in sezioni di tessuto e epidermiche monti interi (Figura 1). In criosezioni di pelle completa, nessuna cellula-ICP0 esprimono vengono rilevati (Figura 1). Al contrario, criosezioni di fogli epidermiche dimostrano citoplasmaticaEspressione ICP0 nello strato basale a 3 ore già pi (Figura 1). In tempi più recenti, la diffusione virale di soprabasali strati può essere visualizzato. La distribuzione spaziale delle cellule infette nello strato basale può essere facilmente seguita in epidermiche supporti interi (Figura 1). Al momento l'infezione da HSV-1 a 100 PFU / cellula, circa il 50% dei cheratinociti basali dell'epidermide interfollicolari mostrano espressione ICP0 a 1,5 ore pi A questo punto momento cellule più infettate esprimono ICP0 nucleare. La rilocalizzazione della ICP0 nel citoplasma che indica una fase successiva dell'espressione genica precoce è presente in quasi tutte le cellule a 3 ore pi (Figura 1). Queste modalità di visualizzazione cellule infette su ex vivo HSV-1 forniscono un potente test per studiare l'effetto degli inibitori o di componenti cellulari mutate cancellati / su ingresso del virus e la diffusione nel tessuto.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Dichiarazione Etica.

La preparazione di fogli epidermici di animali sacrificati viene effettuata in stretta conformità con le raccomandazioni della Guida di Landesamt für Natur, Umwelt e Verbraucherschutz, Nord Reno-Westfalia (Germania). Lo studio è stato approvato dal LANUV NRW (Numero 8.84-02.05.20.13.018).

1. Preparazione degli strumenti e cultura dei media

  1. Coltivare fogli epidermica in mezzo modificato Eagle Dulbecco (DMEM) / alto glucosio contenente glutamina dipeptide, il 10% FCS, 100 UI / ml di penicillina, e 100 mg / ml di streptomicina (di seguito denominato "DMEM").
  2. Per la preparazione di fogli epidermiche, sciogliere accuratamente dispasi II polvere (5 mg / ml) in PBS riscaldata (fino a 37 ° C). Filtrare la soluzione attraverso un filtro di 0,22 micron e utilizzarlo direttamente per il trattamento.
  3. Per la preparazione di epidermica intero monta 13, preparare il blocco appassionatoer con 0,5% di latte in polvere, 0,25% di gelatina dall'acqua fredda pelle di pesce e 0,5% Triton X-100 in TBS. Consentire sostanze per sciogliere incubando la miscela per almeno 2 ore a RT su un agitatore rotante. Anche preparare 0,2% Tween 20 in PBS come tampone di lavaggio. Per la fissazione, preparare 3,4% e 4% formaldeide in PBS.
  4. Per la immunocolorazione di criosezioni, preparare un tampone bloccante con 5% di siero di capra normale e 0,2% Tween 20 in PBS. Per la fissazione, preparare 0,5% di formaldeide in PBS.

2. Preparazione di fogli epidermico da pelle murino

  1. Preparazione di epidermide da pelle posteriore neonato per gli studi di infezione
    1. Collocare un mouse decapitati (da 1 a 3 giorni dopo la nascita) in un piatto dissezione e tagliare le estremità e la coda vicino al torso per consentire la rimozione efficiente della pelle dal torso completa. Durante la rimozione delle estremità, cercare di mantenere i tagli più piccolo possibile di diametro.
    2. Fissare il torso curvo con una pinza sottilend spostare delicatamente le forbici punta smussa sotto la pelle dal cranio caudale a lungo la parte posteriore per separare la pelle dal busto. Incidete la pelle lungo la parte posteriore.
    3. Per l'analisi FACS, isolamento di cheratinociti o la preparazione di RNA, staccare la pelle completo dal tronco con pinze per fissare il tessuto e le forbici punta smussata per spingere fuori il busto. Per la preparazione di criosezioni o supporti interi prendere solo pezzi di pelle indietro.
    4. Tritate la pelle torna con un bisturi in 1-2 pezzi di circa 10 x 10 mm. Mettete i pezzi in un pozzetto di un 6-pozzetti con ~ 1 ml di PBS sterile. Assicurarsi che il lato dermico affaccia sul fondo.
    5. Sostituire PBS da 1,5 ml dispasi II (5 mg / ml PBS) e incubare per entrambi 30 minuti a 37 ° C (per i supporti interi) o O / N a 4 ° C. Lavare 3 volte con PBS. Rimuovere delicatamente l'epidermide come un foglio intatto utilizzando una pinza per riparare il derma sottostante e le altre pinze per sollevare l'epidermide. Utilizzare un binocolo a fare questo passo easa. Trasferire il foglio epidermica in DMEM con il lato basale verso il fondo. Utilizzare immediatamente le lenzuola per gli esperimenti di infezione.
      NOTA: Utilizzare la preparazione di epidermide dalla pelle appena nato principalmente per l'analisi FACS, isolamento di cheratinociti o la preparazione di RNA. A causa della sua fragilità, la preparazione di fogli infettati per criosezioni o supporti interi è meno adatto.
  2. Preparazione di epidermide da pelle coda adulto per gli studi di infezione
    1. Euthanize i topi all'età di 1 a 3 mesi per dislocazione cervicale. Prendere coda invece di pelle indietro da allora i follicoli dei capelli lunghi integrati sul retro ostacolano separazione dei fogli epidermico intatte. Tagliare la coda di topi sacrificati e fessura nel senso della lunghezza con un bisturi.
    2. Staccare la pelle dalle ossa e tritarlo con un bisturi in pezzi di circa 5 x 5 mm. Mettere fino a 4 pezzi in un unico bene e procedere con l'incubazione in dispasi II come descritto nella sezione 2.1.5
      NOTA: Utilizzare tai adultil pelle per preparare criosezioni o supporti interi. In alternativa l'uso immediato, code possono essere immagazzinati o trasportati per circa 24 ore a 4 ° C senza perdere significativo l'efficienza dell'infezione. Se esce croce sono mantenuti fino a 48 ore, lenzuola epidermici potrebbero essere difficilmente infettati con HSV-1.
  3. Dissociazione dell'epidermide per analisi FACS
    NOTA: Il rilevamento di superficie espressione della proteina mediante analisi FACS richiede adeguate tecniche di dissociazione cellulare che non danneggiano la superficie della cellula e la proteina di interesse.
    1. Incubare fogli epidermica appena nati in un 6-pozzetti con la parte basale a 1,5 ml / soluzione dissociazione cella ben ricombinante basato tripsina-per 15 minuti a RT e per 15 minuti a 37 ° C.
    2. Fermare l'incubazione con l'aggiunta di 3 ml di DMEM. Dissociarsi cheratinociti utilizzando un curva pinza sottile per muovere delicatamente l'epidermide in 6 pozzetti in modo che i cheratinociti si dissolvono. Raccogliere la sospensione cellulare e ripetere l'operazione 3 voltesempre utilizzando DMEM fresco.
      NOTA: Questa procedura di dissociazione è opportuno rilevare nectin-1 sulla superficie dei cheratinociti.
    3. In alternativa, incubare le lenzuola epidermiche di soluzione dissociazione cella priva di enzima (CDS) per 15 minuti a temperatura ambiente e 15 minuti a 37 ° C. Incubare altri 15 minuti a temperatura ambiente per irrigare delicatamente i cheratinociti pipettando CDS su e giù.
    4. Raccogliere la sospensione cellulare e ripetere il passaggio di risciacquo 3 volte utilizzando DMEM fresco.
      NOTA: Questa dissociazione è atto a rilevare l'espressione superficie HVEM. Lo svantaggio della soluzione CDS è che meno cellule sono dissociate che con soluzione ricombinante dissociazione cellulare basato tripsina. Oltre alla superficie espressione, espressione nucleare o citoplasmatica come espressione ICP0 può essere analizzato mediante FACS dopo dissociazione dei fogli epidermica infetti con soluzione ricombinante dissociazione cellulare basato tripsina.
  4. La dissociazione di epidermide per isolare cheratinociti o extratto RNA
    1. Mettere fogli epidermiche neonato in una piastra da 6 pozzetti con il lato basale verso il fondo del piatto che contiene 1,5 ml / soluzione ben ricombinante dissociazione cellulare basato tripsina. Incubare per 30 minuti a temperatura ambiente. Aggiungere 3 ml di DMEM e dissociare cheratinociti utilizzando un curva pinza sottile per spostare delicatamente l'epidermide nel piatto.
    2. Raccogliere la sospensione cellulare e ripetere l'operazione 3 volte utilizzando DMEM fresco. Utilizzare questa sospensione cellulare per estrarre l'RNA o alla cultura primari cheratinociti murini.

3. L'infezione di fogli epidermico con HSV-1

  1. Preparare una soluzione di HSV-1 wt ceppo 17 11 in non meno di 500 microlitri DMEM e sostituire il mezzo dalla soluzione virus cui i fogli epidermici sono flottanti. Questo punto di tempo viene definito come tempo 0 12. Eseguire infezione di un foglio epidermica in un pozzetto di una piastra da 24 pozzetti a 37 ° C. Il calcolo del titolo virale è basato sul numero stimatodelle cellule nello strato basale per foglio epidermica (circa 2 x 10 5 cellule per foglio 5 x 5 mm).
  2. Infettare con HSV-1 a circa 100 unità formanti placca (PFU) / cellulare e sostituire il medio virus contenente in DMEM a 1 ora pi
    NOTA: Nel caso di fogli epidermica dalla pelle neonato, tenere a mente che i fogli cominciano a dissociarsi durante l'incubazione.

4. Visualizzazione delle cellule infettate

  1. Epidermal intero Monti 13
    1. Fissare fogli epidermico con il 3,4% di formaldeide o per 2 ore a temperatura ambiente o O / N a 4 ° C. Lavare due volte con PBS e bloccare con 0,5% di latte in polvere, 0,25% di gelatina dall'acqua fredda pelle di pesce e 0,5% Triton X-100 in TBS per 1 ora a RT 14.
    2. Incubare le lenzuola O / N con topo anti-ICP0 (anticorpo monoclonale 11060) 15 diluito 1:60 in tampone di bloccaggio a temperatura ambiente. Per visualizzare la rete di filamenti intermedi incubare contemporaneamente policlonale di coniglio anti-Mouse cheratina 14 (100 ng / ml).
    3. Lavare 4 a 5 volte con PBS-Tween 20 0,2% durante 4 ore a temperatura ambiente. Incubare O / N con AF488-coniugato anti-IgG di topo (1 mg / ml), IgG anti-coniglio AF555-coniugato (1 mg / ml), e DAPI (4 ', 6-diamidino-2-fenilindolo) (100 ng / ml) in tampone di bloccaggio a RT.
    4. Lavare con PBS-Tween 20 0,2% per 4 ore a temperatura ambiente. Fogli epidermico Mount con la loro parte basale sulla cima di un vetrino, incorporare nel mezzo di montaggio fluorescente e coprire con coprioggetto.
  2. Epidermal criosezioni
    1. Fogli epidermiche di età sono stati fissati in formaldeide al 4% in PBS per 20 minuti a RT e lavate 2 volte con PBS. Fogli fissi Incorpora in tessuto di congelamento medio e congelare in azoto liquido. Tagliare 8-10 sezioni micron con un criomicrotomo.
    2. Fissare nuovamente le sezioni con 0,5% di formaldeide in PBS per 10 minuti a RT, lavare 2 volte con PBS, blocco con 5% di siero di capra normale e 0,2% Tween 20 in PBS per 30 minuti a RT, e quindi macchiare per 60 min con mOuse anti-ICP0 (anticorpo monoclonale 11060) 15 diluito 1:60 in tampone bloccante, seguito da 3 tempi di lavaggio con il tampone di bloccaggio.
    3. Poi incubare con AF488-coniugato anti-IgG di topo (1 mg / ml) e DAPI (100 ng / ml) in tampone bloccante per 45 minuti a RT e lavare 3 volte. Sezioni incorporare nel mezzo di montaggio fluorescente e coprire con coprioggetto.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

La sfida del metodo è quello di preparare fogli epidermici in cui HSV-1 possono penetrare dallo strato basale. La fase critica è la separazione dell'epidermide dal derma mediante trattamento dispasi II, che, a seconda del ceppo di topo, deve essere adattato. La concentrazione di dispasi II può variare da 2.5 a 5 mg / ml, e il tempo di incubazione da 20 a 45 min. La colorazione del filamento intermedio proteina cheratina 14 permette facilmente predire se lo strato epidermico basale può essere infettati o se mostra solo un numero molto limitato di cellule infettate (Figura 2). Idealmente, la cheratina 14 colorazione di epidermiche interi supporti dovrebbe indicare uno strato intatto di cellule basali (Figura 2A). Nel caso peggiore, dispasi trattamento II interrotto strato basale e non ci sono cellule colorate nell'epidermide interfollicolari indicano che la cheratina 14-esprimono cheratinociti basali sono dissociate (Figura 2B 16 (Figura 2B) . Solo dopo la riduzione di dispasi II a 2,5 mg / ml per 30 min, uno strato basale intatta stato ottenuto come visualizzato da cheratina 14 colorazione (Figura 2C).

A causa dei follicoli piliferi densi come appendici dell'epidermide, la separazione dell'epidermide dal derma è più conveniente quando la pelle è preso dalle code dei topi adulti. In alternativa, indietro pelle dei topi neonati con sviluppo follicoli piliferi può essere utilizzato, anche se la fragilità dei fogli dopo incubazione limita la dimensione delle aree analizzabili. Finora, nessuna differenza nell'efficienza di HSV-1 è stato notato seconda che epidermide è stata scattata da topi neonati o adulti (Figura 3). Supporti Interi newboepidermide rn visualizzare infezione efficiente dell'epidermide interfollicolari nonché delle cellule densamente rivestono i follicoli piliferi di sviluppo (Figura 3). Mentre l'epidermide interfollicolari dell'epidermide un adulto in modo efficiente infetti, germi di capelli e solo alcune parti delle guaine esterne radice dei follicoli piliferi sono infetti (Figura 3). Le ghiandole sebacee sotto l'albero dei capelli sono sempre macchiati, che è, tuttavia, a causa di non specifica colorazione dell'anticorpo secondario come mostrato nei controlli non infetti (Figura 3).

Utilizzando inibitori studi abbiamo studiato, se il colesterolo gioca un ruolo per HSV-1 entrata in epidermide. Fogli epidermico di topi adulti sono stati pretrattati con metil-β-ciclodestrina (MβCD), che esaurisce il colesterolo dalla membrana plasmatica 17-19. Prima di infezione, MβCD è stato rimosso da diverse fasi di lavaggio per evitare qualsiasi effetto che riducono il colesterolo nel Envel viraleOPE. Al momento del pre-trattamento con 20 mM MβCD quasi le cellule non infette sono stati osservati in entrambi nell'epidermide interfollicolari o germi di capelli, ma solo la colorazione aspecifica delle ghiandole sebacee era visibile (figura 4A). Come controllo che il tessuto non è stato danneggiato da trattamento inibitore, abbiamo aggiunto 500 colesterolo ug / ml per ricostituire i fogli epidermica MβCD trattate (Figura 4A). Questo trattamento completamente restaurato infettività dimostrando che il pretrattamento con l'inibitore non interferiva con vitalità del tessuto.

Utilizzando modelli murini abbiamo affrontato il coinvolgimento di nectin-1 e l'ingresso herpesvirus mediatore (HVEM) come recettori cellulari per HSV-1 in 10 epidermide. Entrambe le proteine ​​sono noti per agire come recettori efficienti per HSV in varie linee cellulari 20,21, e sono sufficienti per lo sviluppo della malattia nei topi 22. Abbiamo determinato i ruoli di nectin-1 e HVEM specifici epidermide-come HSV1 recettori 10. Dopo galleggiante fogli epidermiche dal tipo selvatico, nectin-1 o HVEM topi con deficit a medio virus contenente, monta interi sono stati preparati a 3 ore pi di visualizzare il numero di cellule infette. Il confronto delle epidermidi interfollicolari indica che la carenza solo nectin-1 drasticamente ridotto il numero di cellule che esprimono-ICP0 (Figura 4B). Inoltre, la diffusione virale era piuttosto limitato in assenza di nectin-1 come mostrato in criosezioni a 18 ore pi (Figura 4C). Per la quantificazione delle cellule infette, è importante controllare se il numero di cellule infettate è equamente distribuito tra l'epidermide interfollicolari o se si osservano gruppi di cellule infette. In epidermide Nectin-1-deficienti per esempio, l'efficienza dell'infezione varia con circa il 10% di infezione in alcune aree e circa il 30% nelle altre zone dell'epidermide interfollicolari 10. Così, abbiamo deciso di to dare numeri di cellule infettate per dimostrare la diminuzione delle infezioni, ma presenti supporti interi dati qualitativi.

Figura 1
Figura 1:. Visualizzazione delle cellule infette nelle sezioni epidermiche o supporti interi Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Nella parte superiore è un regime che illustra i campioni completi di pelle adulta, sezioni epidermici dopo la separazione dal derma e dell'epidermide intere monta con la superficie visibile dello strato basale cheratinociti. La freccia indica un follicolo pilifero e la stella indica l'epidermide interfollicolari. Campioni di pelle e fogli epidermici preparati da 3 settimane di età i topi sono stati infettati con HSV-1 a circa 100 PFU / cellula e fissati a 1,5 o 3 ore pi campioni sono stati Stained con anti-ICP0 (verde) dopo mock-infezione o di 1.5 o 3 ore pi di visualizzare le cellule infette, e di contrasto dei nuclei con DAPI (blu) dimostra tutte le cellule nei vari strati. Come controllo, campioni di pelle completo mock-infettate sono mostrati in confronto a campioni infetti a 3 ore pi dimostrando alcuna colorazione ICP0 (parte sinistra). Fogli epidermica Mock-infetti o infetti preparati come criosezioni sono mostrati nella parte centrale. Epidermiche supporti intere infetti per 1,5 o 3 ore vengono visualizzati sulla parte destra. Bar, 25 micron (criosezioni), e 40 micron (monti interi).

Figura 2
Figura 2:. Cheratina 14 colorazione epidermiche interi supporti dopo incubazione con diverse concentrazioni di dispasi II epidermide da C57BL / 6 o B6.A2G-MX1 topi è stato separato dal derma con dispasi II. Epidermiche interi supporti sono state colorate con anticorpi anti-keratin 14 (rosso) e con DAPI (blu). Fogli epidermico sono stati incubati con 5 mg / ml (A, B) o 2,5 mg / ml (C) dispasi II per 30 minuti a 37 ° C. Bar, 25 micron. Abbreviazioni:. Follicolo pilifero (HF), epidermide interfollicolari (IFE), ghiandola sebacea (SG) Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 3
Figura 3:. Visualizzazione di espressione ICP0 in supporti intere dell'epidermide neonati o adulti schemi che illustrano epidermici intere supporti con follicoli piliferi o in via di sviluppo follicoli piliferi, che mostra la superficie visibile dello strato basale da epidermidi adulti e neonati, rispettivamente. Fogli epidermica sono stati infettati con HSV-1 a circa 100 PFU / cellulare, e monta intere sono state colorate conanti-ICP0 (verde) e con DAPI (blu) in 3 ore pi Come controllo, non infetti epidermici monta interi dalla pelle coda adulto sono state colorate con l'anticorpo secondario solo dimostrando la colorazione aspecifica delle ghiandole sebacee. Bar, 25 micron. Abbreviazioni: lo sviluppo di follicolo pilifero (DHF), follicolo pilifero (HF), epidermide interfollicolare (IFE), ghiandola sebacea (SG). Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 4
Figura 4:. Valutare l'impatto di fattori cellulari utilizzando il MβCD inibitore o nectin-1 o epidermidi HVEM-deficienti (A) fogli epidermico dalla pelle coda adulto di 3 settimane di età topi WT (C57BL / 6) sono stati pretrattati con MβCD (20 mM) e infettati con HSV-1 a approxinell'intervallo 100 PFU / cellula. Come controllo, fogli epidermiche non trattate sono state infettate, e fogli epidermici pretrattate con 35 MβCD mM sono stati trattati con 500 mg / ml di colesterolo prima dell'infezione. Epidermico interi supporti sono state colorate con anti-ICP0 (verde) e con DAPI (blu) a 3 ore pi per dimostrare il numero di cellule infettate dopo l'esaurimento del colesterolo mediante trattamento MβCD. Come mostrato in figura 3, la colorazione delle ghiandole sebacee (SG) è non specifico. Abbreviazioni: HF (follicolo pilifero), IFE (epidermide interfollicolare), SG (ghiandole sebacee). Bar, 150 micron. (B) epidermidi coda per adulti di peso (C57BL / 6), nectin-1- 23, o HVEM topi con deficit 24 (1 mesi) sono stati infettati a circa 100 PFU / cellula. Epidermiche interi supporti sono state colorate con anticorpi anti-ICP0 (verde) e con DAPI (blu) a 3 ore pi (C) criosezioni di fogli epidermiche da Wt (C57BL / 6) o nectin-1-carente topo 23 erano macchiati a 18 ore pi ResULT mostrati in (B) e (C) vengono modificate da riferimento 10. In A, B e C proiezioni confocale e unite le immagini vengono visualizzate. Bar, 150 micron (A), e 25 micron (B, C). Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Quando i fogli epidermica di pelle adulta da C57BL / 6 sono infettati con HSV-1 a circa 100 PFU / cellula, osserviamo l'infezione in quasi tutte le cellule dello strato basale dell'epidermide interfollicolari mentre dosi virali inferiori correlano con le cellule meno infette e una più lenta progresso dell'infezione. In generale, i follicoli piliferi mostrano un numero variabile di cellule infettate; mentre la maggior parte dei piccoli piuttosto cheratinociti che rivestono i follicoli dei capelli in via di sviluppo sono infettati, solo il germe capelli del follicolo pilifero adulto è completamente infetto. A seconda di come dolce separazione dell'epidermide dal trattamento procede dispasi II, parti dei follicoli piliferi perdersi. Nella maggior parte dei casi, gli strati di cheratinociti tra le ghiandole sebacee e l'epidermide interfollicolari mancano e lo strato lungo le guaine esterne radice potrebbe essere disturbato. In ogni caso, la procedura di separare l'epidermide dal derma e l'efficienza infezione può variare da un ceppo di topi all'altro (

Presi insieme, la sfida del ex vivo dosaggio infezione è la preparazione e manutenzione dei fogli epidermiche. La fragilità del tessuto richiede molto accurato trattamento e controlla quanto bene il tessuto viene mantenuto dopo la separazione dal derma. Un ulteriore problema è l'agibilità limitata dei fogli in coltura. Poiché la vitalità cellulare diminuisce nel tempo, esperimenti di infezione deve essere eseguita immediatamente o almeno 3 ore dopo la preparazione dei fogli. Oltre alla pelle murino, fogli epidermiche possono essere preparati anche da campioni di pelle o mucosa umani. A seconda della natura e lo spessore dell'epidermide, il trattamento dispasi deve essere adattata.

Per seguire il corso di infezione, è più adatto per visualizzare le cellule infette in criosezioni. Si deve tenere presente che con alta PFU / cellula e tempi più lunghi di infezione, i fogli epidermica iniziano una sorta di disintegrazione. Sulla base del effetto citopatico, cellule arricchiscono e contatti cellula-cellula vengono interrotte. Con 24 ore pi con 100 PFU / cellula, alcune cellule basali infette potrebbero perdersi, che può anche dipendere dal trattamento dispasi II. Con minore PFU / cellula, i tempi di infezione possono essere estesi, senza provocare gravi danni ai tessuti. In alternativa, l'entità del danno potrebbe essere utilizzato come marcatore di come vari ceppi di virus patogeni sono.

Noi preferiamo visualizzare le cellule infette mediante colorazione espressione ICP0. Il vantaggio è una rilevazione molto precoce di cellule infettate, e, sulla base del modello ICP0 colorazione, le cellule in una fase iniziale durante l'infezione può essere distinto da quelli in fase avanzata. In alternativa, le cellule infette possono essere visualizzati mediante colorazione espressione di altri geni precoci come la proteina del capside virale VP5 e la proteina dell'involucro virale gD.

Abbiamo anche cercato di visualizzare le particelle del virus in arrivo prima di espressione genica virale o di infezione con GFP-tagged HSV-1 o colorando capsidi nei campioni fissi. Secondo la nostra esperienza, il modello di GFP fluorescenza o il pattern di colorazione nelle sezioni di tessuto sono troppo complessi per dimostrare chiaramente la presenza di particelle virali interiorizzati. In alternativa, particelle virali possono essere visualizzati mediante microscopia elettronica, quando titoli alti virus di ~ 1.000 - vengono utilizzati 1.500 PFU / cellula. In caso di dosaggio virus inferiori, particelle virali possono essere difficilmente rilevati.

Invece di visualizzare cellule infette in fogli epidermico intatte, l'epidermide possono essere dissociati per analizzare i livelli di RNA o quantificare il numero di cellule con superficie espressione citoplasmatica o nucleare di geni di interesse mediante analisi FACS.

Supponiamo che questa ex vivo protocollo infezione può essere adattato almeno quei virus che sono noti per infettare cheratinociti basali.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Ringraziamo Peter Staeheli per la fornitura di topi B6.A2G-MX1 e semre Özcelik consulenza tecnica.

Questo lavoro è stato sostenuto dalla Fondazione per la Ricerca tedesco attraverso SFB829 e KN536 / 16, e la Colonia Fortune Programma / Facoltà di Medicina e Chirurgia, Università di Colonia.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
DMEM/high glucose/GlutaMAX Life Technologies 31966047 needed for cultivation of epidermal sheets
dispase II powder Roche 4942078001 has to be solved in heated PBS
enzyme-free cell dissociation solution Sigma C5914 needed for very gentle dissociation of epidermal sheets
TrypLE select cell dissociation solution Life Technologies 12563-029 needed for dissociation of epidermal sheets
chelex 100 resin Bio-Rad 142-2832 needed for chelation of polyvalent metal ions from the fetal calf serum
gelatin from cold water fish skin  Sigma G7765 needed for minimization of non-specific antibody binding
Keratin 14 Polyclonal Antibody (AF64) (conc.: 1 mg/ml) Covance PRB-155P used to visualize the intermediate filament keratin 14 which is a marker of the basal layer of the epidermis
Mouse IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor 488 conjugate (conc.: 2 mg/ml) Life Technologies A-11029 used as secondary antibodies
Rabbit IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor 555 conjugate (conc.: 2 mg/ml) Life Technologies A-21429 used as secondary antibodies
4′,6-Diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI dihydrochloride)                             (conc.: 0.1 mg/ml) Sigma 36670 used to counterstain the nucleus

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Koelle, D. M., Corey, L. Herpes simplex: insights on pathogenesis and possible vaccines. Annu. Rev. Med. 59, 381-395 (2013).
  2. Roizman, B., Knipe, D. M., Whitley, R. J. Herpes simplex Viruses. Fields Virology. 6th edition, 1823-1897 (2013).
  3. Syrjänen, S., Mikola, H., Nykänen, M., Hukkanen, V. In vitro establishment of lytic and nonproductive infection by herpes simplex virus type 1 in three-dimensional keratinocyte culture. J. Virol. 70, 6524-6528 (1996).
  4. Visalli, R. J., Courtney, R. J., Meyers, C. Infection and replication of herpes simplex virus type 1 in an organotypic epithelial culture system. Virology. 230, 236-243 (1997).
  5. Hukkanen, V., Mikola, H., Nykänen, M., Syrjänen, S. Herpes simplex virus type 1 infection has two separate modes of spread in three-dimensional keratinocyte culture. J. Gen. Virol. 80, 2149-2155 (1999).
  6. Gescher, K., et al. Inhibition of viral adsorption and penetration by an aqueous extract from Rhododendron ferrugineum L. as antiviral principle against herpes simplex virus type-1. Antiviral Res. 82, 408-413 (2010).
  7. Petermann, P., Haase, I., Knebel-Mörsdorf, D. Impact of Rac1 and Cdc42 signaling during early herpes simplex virus type 1 infection of keratinocytes. J. Virol. 83, 9759-9772 (2009).
  8. Everett, R. D., Maul, G. G. HSV-1 IE protein Vmw110 causes redistribution of PML. EMBO J. 13, 5062-5069 (1994).
  9. Chrostek, A., et al. Rac1 is crucial for hair follicle integrity but is not essential for maintenance of the epidermis. Mol. Cell. Biol. 26, 6957-6970 (2006).
  10. Petermann, P., et al. Entry mechanisms of Herpes Simplex Virus Type 1 into murine epidermis: Involvement of nectin-1 and HVEM as cellular receptors. J. Virol. 89, 262-274 (2015).
  11. McGeoch, D. J., et al. The complete DNA sequence of the long unique region in the genome of herpes simplex virus type 1. J. Gen. Virol. 69, 1531-1574 (1988).
  12. Schelhaas, M., Jansen, M., Haase, I., Knebel-Mörsdorf, D. Herpes simplex virus type 1 exhibits a tropism for basal entry in polarized epithelial cells. J. Gen. Virol. 84, 2473-2484 (2003).
  13. Braun, K. M., Niemann, C., Jensen, U. B., Sundberg, J. P., Silva-Vargas, V., Watt, F. M. Manipulation of stem cell proliferation and lineage commitment: visualisation of label-retaining cells in wholemounts of mouse epidermis. Development. 130, 5241-5255 (2003).
  14. Rahn, E., Petermann, P., Hsu, M. J., Rixon, F. J., Knebel-Mörsdorf, D. Entry pathways of herpes simplex virus type 1 into human keratinocytes are dynamin- and cholesterol-dependent. PLoS One. 6, e25464 (2011).
  15. Everett, R. D., Cross, A., Orr, A. A truncated form of herpes simplex virus type 1 immediate-early protein Vmw110 is expressed in a cell type dependent manner. Virology. 197, 751-756 (1993).
  16. Horisberger, M. A., Staeheli, P., Haller, O. Interferon induces a unique protein in mouse cells bearing a gene for resistance to influenza virus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 80, 1910-1914 (1983).
  17. Christian, A. E., Haynes, M. P., Phillips, M. C. Use of cyclodextrins for manipulating cellular cholesterol content. J. Lipid Res. 38, 2264-2272 (1997).
  18. Ilangumaran, S., Hoessli, D. C. Effects of cholesterol depletion by cyclodextrin on the sphingolipid microdomains of the plasma membrane. Biochem. J. 335, 433-440 (1998).
  19. Yancey, P. G., et al. Cellular cholesterol efflux mediated by cyclodextrins: Demonstration of kinetic pools and mechanism of efflux. J. Biol. Chem. 271, 16026-16034 (1996).
  20. Montgomery, R. I., Warner, M. S., Lum, B. J., Spear, P. G. Herpes simplex virus-1 entry into cells mediated by a novel member of the TNF/NGF receptor family. Cell. 87, 427-436 (1996).
  21. Geraghty, R. J., Krummenacher, C., Cohen, G. H., Eisenberg, R. J., Spear, P. G. Entry of alphaherpesviruses mediated by poliovirus receptor-related protein 1 and poliovirus receptor. Science. 280, 1618-1620 (1998).
  22. Taylor, J. M., Lin, E., Susmarski, N., Yoon, M., Zago, A., Ware, C. F., Pfeffer, K., Miyoshi, J., Takai, Y., Spear, P. G. Alternative entry receptors for herpes simplex virus and their roles in disease. Cell Host Microbe. 2, 19-28 (2007).
  23. Barron, M. J., Brookes, S. J., Draper, C. E., Garrod, D., Kirkham, J., Shore, R. C. The cell adhesion molecule nectin-1 is critical for normal enamel formation in mice. Hum. Mol. Genet. 17, 3509-3520 (2008).
  24. Wang, Y., Subudhi, S. K., Anders, R. A., Lo, J., Sun, Y., Blink, S., Wang, Y., Liu, X., Mink, K., Degrandi, D., Pfeffer, K., Fu, Y. X. The role of herpesvirus entry mediator as a negative regulator of T cell-mediated responses. J. Clin. Invest. 115, 711-717 (2005).
<em>Ex Vivo</em> infezione di Murine epidermide con Herpes Simplex Virus di tipo 1
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Rahn, E., Thier, K., Petermann, P., Knebel-Mörsdorf, D. Ex Vivo Infection of Murine Epidermis with Herpes Simplex Virus Type 1. J. Vis. Exp. (102), e53046, doi:10.3791/53046 (2015).More

Rahn, E., Thier, K., Petermann, P., Knebel-Mörsdorf, D. Ex Vivo Infection of Murine Epidermis with Herpes Simplex Virus Type 1. J. Vis. Exp. (102), e53046, doi:10.3791/53046 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter