Waiting
Login processing...

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

Immunology and Infection

siRNA elektroporation att modulera autofagi i herpes simplex virus typ 1-infekterade Monocyte-derived dendritiska celler

Published: October 28, 2019 doi: 10.3791/60190

Summary

I denna studie presenterar vi hämmare-och siRNA-baserade strategier för att störa autofagi Flux i herpes simplex virus typ-1 (HSV-1)-infekterade monocyte-härledda dendritiska celler.

Abstract

Herpes simplex virus typ-1 (HSV-1) inducerar autofagi i båda, omogen dendritiska celler (iDCs) samt mogna dendritiska celler (mDCs), medan autofagi Flux endast observeras i iDCs. För att få mekanistiska insikter, utvecklade vi effektiva strategier för att störa HSV-1-inducerad autofagi omsättning. En hämmare-baserad strategi, att modulera HSV-1-inducerad autofagi, utgör det första valet, eftersom det är en enkel och snabb metod. För att kringgå potentiella ospecifika off-mål effekter av sådana föreningar, vi utvecklat en alternativ siRNA-baserad strategi, att modulera autofagi omsättning i iDCs på HSV-1 infektion. Faktum är att elektroporation av iDCs med FIP200-specifika siRNA före HSV-1 infektion är en mycket specifik och framgångsrik metod för att ablera FIP200 proteinuttryck och därmed hämma autofagi Flux. Båda presenterade metoder resultera i en effektiv hämning av HSV-1-inducerad autofagi omsättning i iDCs, varvid siRNA-baserade tekniken är mer målspecifika. En ytterligare siRNA-baserade strategi utvecklades för att selektivt tysta protein uttrycket av KIF1B och KIF2A, vilket underlättar autofagi omsättning vid HSV-1 infektion i mDCs. Sammanfattningsvis, tekniken för siRNA elektroporation representerar en lovande strategi, att selektivt avlägsna uttrycket av distinkta proteiner och att analysera deras inflytande på en HSV-1 infektion.

Introduction

Generering av Human monocyte-härledda dendritiska celler (DCs) utgör en lämplig in vitro-modell för att studera funktioner och biologi av denna viktiga immun cells typ. Isolering samt differentiering av monocyter i DCS har varit väl etablerad under de senaste åren1,2. Infektion av DCS med α-herpesvirus herpes simplex virus typ-1 (HSV-1) fungerar som ett modellsystem för att studera HSV-1-medierade modulationer av DC-biologi2,3,4,5,6 . Detta är särskilt viktigt att belysa hur herpesviruses dämpa eller hämma potenta antivirala immunsvar, att etablera latens i immun-privilegierade nischer inne i Host7,8. I detta avseende är herpesviruses mycket framgångsrika patogener som är brett spridda över hela befolkningen når en sero-prevalens av upp till 90% enligt den geografiska regionen9. Att förstå och möjligen förhindra detta, mer insikter i HSV-1-medierade modulationer av värdens immunförsvar, och särskilt av immunceller såsom DCs, krävs.

En helt ny observation om samspelet mellan DCs och HSV-1 publicerades nyligen av Turan et al.10. Författarna visade att utförandet av HSV-1 replikering är strikt beroende av mogningen status DCs. I iDCs, är fullständig replikering av HSV-1 underlättas av autofagi-beroende mekanismer. Medan HSV1 inducerar autofagi i både, iDCs och mDCs, autofagi flöde observeras endast i iDCs. Detta i sin tur underlättar nukleära avstigning av viral capsids via autofagi nedbrytning av nukleära laminer i iDCs. För att få mekanistiska insikter i denna HSV-1-inducerad nedbrytning väg i iDCs kontra mDCs, nya och effektiva strategier är avgörande för att undersöka autofagi Flux.

Macroautofagi (autofagi) är en väl bevarad i flera steg process riktad intracellulära proteiner eller hela organeller för lysosomala nedbrytning11. Förenklat kan autofagi delas in i (i) initiering, (II) membran kärnbildning, (III) vesikler expansion, och (IV) autofagi-lysosome fusion fas12. Under initiering (i) är komponenter som det aktiverade ULK1/2-kinaskomplexet, som innehåller det fokala adhesionkinasfamiljen som interagerar med proteinet 200 kD (FIP200), avgörande för att aktivera komplexet beclin-1-Vps34-AMBRA1. Därefter initierar membran kärnbildning (II) phagophore formation13, som uppslukar cytoplasmiska laster som kännetecknas av molekyler som P6214. Under vesikler expansion och autofagi mognad (III) Microtubule-Associated protein ljus Chain 3 (LC3)-jag omvandlas till dess lipidated form LC3-II som sätts in i autofagi membranet. Sålunda, LC3-I till-II omräkningskurserna är en indikator för autofagi induktion genom att spegla bildandet av mogna autofagi15,16. Vid autofagi-lysosome fusion (IV), inte bara den autofagi lasten utan också tillhörande P62 och LC3-II proteiner genomgår nedbrytning (e.g., genom hydrolys). Således, förlust av P62 och LC3-II fungera som markörer för autofagi Flux17. Den fusion av autofagi med lysosomer, och därmed efter autofagi omsättning, är starkt beroende av den intracellulära lysosomala lokalisering. Detta är bland annat reglerat av kinesinet familjemedlemmar KIF1B och KIF2A, som visade sig inverka negativt på autofagi-lysosome fusion18. Intressant, proteinuttryck av KIF1B och KIF2A induceras på DC mognad och är därmed ansvarig för ineffektiv autofagi Flux i HSV-1-infekterade mDCs, som hämmar komplett HSV-1 replikering10.

Experimentella försök att modulera autofagi inkluderar användning av föreningar kända för att inducera eller hämma denna väg19,20,21. I denna studie beskriver vi två inhibitionsbaserade strategier för att blockera autofagi omsättning i HSV-1-infekterade iDCs. Den första föreningen som används i våra experiment är specifik och potent autofagi inhibitor-1 (spautin-1), som beskrevs för att främja beclin-1-Vps34-AMBRA1 komplex nedbrytning under inledningsfasen av autofagi22. Den andra föreningen som används i den aktuella studien är bafilomycin-a1 (Ba1), en V-ATPas hämmare som blockerar de sena autofagi händelser (dvs., autofagi-lysosome fusion samt autolysosome försurning)23,24. Användningen av någon av dessa två hämmare före iDC-infektion med HSV-1 hämmar kraftigt autofagi, men stör inte effektivt viral genuttryck. Sålunda, denna hämmare-baserade strategi före HSV-1 infektion erbjuder ett kraftfullt verktyg för att hämma HSV-1-inducerad autofagi flöde som lätt kan utökas för en uppsjö av olika celltyper och virus, som också potentiellt inducera autofagi.

För att övervinna en stor nackdel med en inhibitor-baserad metod (dvs. ospecifik off-mål effekter), utvecklade vi en siRNA-baserad metod för att blockera autofagi Flux i (HSV-1-infekterade) idcs. Tekniken för siRNA elektroporation representerar en kraftfull alternativ strategi, via selektiv ablation av uttrycket av distinkta proteiner (dvs, autofagi komponenter). I våra experiment var iDCs electroporated med FIP200-specifika siRNA använda elektroporation apparaten I (se tabell över material) och ett modifierat protokoll som beskrivs av gerer et al. (2017) och Prechtel et al. (2007), att hämma autofagi under inledande fas25,26. Denna teknik tillät oss att specifikt knockdown FIP200 uttryck i iDCs, utan att störa cellernas lönsamhet och deras omogen fenotyp två dagar efter elektroporation. Anmärkningsvärt, HSV-1 infektion fastställdes i dessa elektroporated iDCs speglas av effektiva virala proteinuttryck. Denna siRNA-baserade teknik erbjuder en unik fördel (dvs. att en mängd olika autofagi komponenter, även i kombination), kan vara särskilt riktade för ablation av deras uttryck.

I denna studie, beskriver vi ytterligare en siRNA-baserad metod för att inducera autofagi Flux även i HSV-1-infekterade mDCs. I detta fall var iDCs electroporated med siRNA riktade mot KIF1B och KIF2A före DC mogningen med hjälp av elektroporation apparaten II (se tabell över material). Eftersom båda proteiner är uppreglerad under DC mognad och kända för att negativt reglera fusion av autofagi med lysosomer10,18, deras knockdown starkt inducerad autofagi Flux i MDCs vid HSV-1 infektion. Den siRNA-baserade tekniken gjorde det möjligt för oss att specifikt inducera autofagi-omsättningen genom att störa KIF-proteinuttrycket i mDCs, och därmed kunna efterlikna deras uttrycks nivåer i iDCs.

Sammanfattnings, presenterar vi två olika metoder för att hämma autofagi Flux i HSV-1-infekterade iDCs. Medan den första inhibitorbaserade metoden utgör ett enkelt, Billigt och snabbt sätt att störa autofagi-nedbrytning, är den andra siRNA-baserade tekniken mer specifik och en mycket lämplig metod för att stödja och kontrollera resultaten av inhibitorbaserade Experiment. Dessutom beskriver vi en metod för att inducera autofagi Flux även i HSV-1-infekterade mDCs, via siRNA-medierad knockdown av två KIF proteiner.

Protocol

Monocyte-härledda DCs genererades från leukaferes produkter av friska donatorer. För detta har en positiv röst från den lokala etikkommittén erhållits (referensnummer 4556). Experimenten i den aktuella studien utfördes i enlighet med rekommendationerna från etikkommittén för "Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg" (referensnummer 4556). Alla givare godkände ett skriftligt informerat samtycke, inklusive i enlighet med Helsingforsdeklarationen.

1. generering och hantering av omogen dendritiska celler (iDCs) och mogna dendritiska celler (mDCs)

  1. Isolera humana perifert blod mononukleära celler (pbmcs) från leukoreduktion system kammare (lrscs) som tidigare beskrivits27. Undvik kryopreservation av PBMCs och använda dem direkt vid isolering för att få högre DC-avkastning.
  2. Generera mänskliga DCS från pbmcs av olika friska donatorer i T175 cellodling kolvar som tidigare beskrivits10,27. Kortfattat, Använd 350-400 miljoner PBMCs i 30 mL DC-medium (RPMI 1640 utan L-glutamin, 1% (v/v) AB-serum, 100 U/mL penicillin, 100 mg/mL streptomycin, 0,4 mM L-glutamin, 10 mM HEPES) per cellodling kolv för isolering av monocyter genom följsamhet. Efter 1 h, tvätta bort nonadherent fraktion med RPMI 1640. Tillsätt färskt DC-medium kompletterat med 800 U/mL GM-CSF och 250 U/mL IL-4, och inkubera i 3 dagar.
    1. På dag 3 post följsamhet, tillsätt 5 mL färskt DC-medium som innehåller GM-CSF och IL-4 med en slutlig koncentration av 400 U/mL och 250 U/mL per cell odlings flaska, respektive, för DC differentiering.
    2. För att skörda iDCs, skölj försiktigt löst sittande iDCs från botten av cell odlings kol ven, på dag 4 efter följsamhet. Upprepa detta steg 2 gånger. För generering av mDCs, tillsätt mogning cocktail sammansatt enligt följande: GM-CSF (slutlig koncentration: 40 U/mL), IL-4 (slutlig koncentration: 250 U/mL), IL-6 (slutlig koncentration: 1000 U/mL), IL-1 β (slutlig koncentration: 200 U/ml), TNF-α (slutkoncentration: 10 ng/ mL), prostaglandin E2 (PGE2; slutlig koncentration: 1 μg/mL).
    3. Sex dagar efter anslutning (två dagar efter induktion av mognad med hjälp av en cytokin cocktail), skölj mDCs från botten av cellen kultur kolv. Upprepa det här steget två gånger.
      Anmärkning: omogen och mogna DCs kan genereras sekventiellt från identiska givare i 1 cellodling kolv. För att göra detta, (i) separera lämpligt antal iDCs och (II) inducera mogningen av de återstående cellerna i kolvar med hjälp av den cytokin cocktail som anges i steg 1.2.2.
  3. Överför iDCs eller mDCs i respektive cellodlingsmedium till 50 mL-rör. Skörda cellerna via centrifugering vid 300 x g i 5 min.
    1. Försiktigt Omsuspendera (= tvätta) DCs i 5-10 mL RPMI 1640 per cell odlings kolv. Kombinera respektive DC suspensioner i ett rör.
    2. Definiera cellnumret med hjälp av en inventerings kammare eller en alternativ metod. Undvik temperaturförändringar vid hantering av iDCs, för att minska risken för fenotypiska förändringar.

2. flödescytometriska analyser för att övervaka den fenotypiska mogningen

  1. Överför iDCs eller mDCs (0,5 x 106) från steg 1.3.1 till en 1,5 ml tub. Skörda cellerna via centrifugering vid 3390 x g för 1,5 min. Tvätta cellerna en gång med FACS buffert (PBS kompletteras med 2% fetalt kalv serum (FCS)).
  2. Omsuspendera cellerna i 100 μL av antikropps färgning lösning (FACS buffert) som innehåller specifika fluorkrom-märkta antikroppar mot definierade ytmolekyler.
    1. Använd följande antikroppar för att kontrollera renhet (CD3-FITC, CD14-PE) samt mogning status för DCs (CD80-PacBlue/-PE-Cy5, CD11c-PE-Cy5, CCR7-PE-Cy7, CD83-APC, CD86-PE, MHCII-APC-Cy7).
    2. Förbered ett omålat prov i 100 μL av FACS-bufferten som en kontroll.
    3. Färga cellerna på is i mörker i 30 min.
  3. Därefter tvätta cellerna två gånger i 1 mL FACS buffert och centrifugera vid 3390 x g för 1,5 min.
  4. Slutligen, Omsuspendera cellerna i 200 μL av FACS-bufferten kompletterad med 2% PFA och analysera cellerna med flödescytometri. Fasta celler kan förvaras vid 4 ° C i mörker upp till 2 dagar.

3. infektions förfarande av DCs med herpes simplex virus typ-1 (HSV-1) och interferens av HSV-1-inducerad autofagi Flux via spautin-1 eller bafilomycin-a1

Anmärkning: stammen HSV-1/17 +/CMV-EGFP/UL43 (HSV-1 EGFP) som används i denna studie erhölls från laboratoriet stam HSV-1 stam 17 +. HSV-1 EGFP-stammen uttrycker det förstärkta gröna fluorescerande proteinet (EGFP) som har satts in i UL43 Genlocus under kontroll av CMV-promotorn. EGFP fungerar som en markör för HSV-1-infektion. Dessutom, stammen HSV1-RFPVP26 användes för DC infektion studier (tidigare beskrivits i Turan et al., 2019). Detta virus uttrycker kapsid ytan protein VP26 smält till monomer rött fluorescerande protein (MRFP).

  1. Överför iDCs eller mDCs (2 x 106) från steg 1,3 till en 2 ml tub. Därefter Centrifugera cellerna vid 3390 x g för 1,5 min och Kassera supernatanten.
  2. Omsuspendera cellerna försiktigt i infektions mediet (RPMI 1640 kompletterat med 20 mM HEPES).
    1. För att hämma den autofagi-lysosomala nedbrytningsvägen, förbehandla DCs med spautin-1 eller bafilomycin-a1 1 h före infektion. Tillsätt antingen 10 μM spautin-1 eller 1 μM BA1, eller DMSO som obehandlad kontroll, till infektionen mediet. Inkubera cellerna i en värmeblock vid 300 rpm skakning vid 37 ° c för 1 h.
    2. För infektion studier, Inokulera cellerna med HSV-1 virioner på en multiplicity av infektion (Moi) av 2. Tillsätt motsvarande volym MNT-buffert (30 mM 2-(N-morpholino) etansulfonsyra (MES), 100 mM NaCl, 20 mM Tris) som mock-kontroll. Inkubera cellerna i en värmeblock vid 300 rpm skakning vid 37 ° c för 1 h.
  3. 1 h post infektion (HPI), samla in cellerna vid 3390 x g för 1,5 min. Aspirera inokulum och försiktigt Omsuspendera cellerna i DC-medium som innehåller 40 u/ml av GM-CSF, 250 U/ml av Il-4 och antingen 10 μm spautin-1, 1 μm Ba1, eller DMSO som kontroll. Frö mock-behandlade och HSV-1-infekterade celler vid en slutlig koncentration av 1 x 106/ml till en 6-brunn tallrik.
  4. Vid 16-24 HPI, skörda cellerna genom att skölja (mDCs) eller använda en cell skrapa (iDCs). Överför cellerna till ett 1,5 mL safelock-rör.
    1. Samla in cellerna via centrifugering vid 3390 x g för 1,5 min och tvätta pelleten en gång genom att tillsätta 1 ml PBS.
    2. Omsuspendera cellerna kraftigt i Lys blandningen som innehåller 29 μL 2x Roti-belastning, 1 μL 100 mM MgCl2 och 12,5 U/ml benzonase.
    3. För cell Lys och DNA-nedbrytning med hjälp av benzonase, inkubera proverna vid 37 ° c i 10 min. Därefter denaturera proteinerna vid 95 ° c i 10 min.
    4. Utför SDS-PAGE och Western blot-analyser för att kontrollera proteinnivåerna i LC3BI/II, P62, ICP0/5 och GAPDH.

4. interferens av HSV-1-inducerad autofagi Flux via elektroporation av iDCs med FIP200-siRNA

Anmärkning: det nuvarande protokollet för siRNA-elektroporation ändrades från Prechtel et al. (2007) och gerer et al. (2017).

  1. Överför iDCs (12 x 106) på dag 3,5 efter anslutning till en 50 ml tub. Därefter Centrifugera cellerna vid 300 x g i 5 min och Kassera supernatanten. Parallellt, utföra flödescytometrisk analys för att övervaka mogningen status som beskrivs i steg 2 (Använd Life/Dead Violet i stället för CD80-PacBlue).
  2. Tvätta försiktigt iDCs i 5 mL OptiMEM utan fenolrött och centrifugera cellerna vid 300 x g i 5 min. Kassera supernatanten och försiktigt Omsuspendera idcs i 200 μl optimem utan fenolrött, och justera en cell koncentration på 6 x 106/100 μl. Placera inte cellerna på isen och Undvik temperaturförändringar. Gå vidare snabbt och Undvik långa inkubations perioder av iDCs i OptiMEM utan fenolrött.
  3. Överför antingen 75 pmol av FIP200-specifik siRNA eller 75 pmol av äggröra siRNA, som en kontroll, till 4 mm elektrocuvetter och tillsätt 100 μL (6x106 celler) av cellsuspensionen. Direkt puls iDCs använda elektroporation apparaten I, tillämpa följande inställningar: 500 V för 1 MS.
    1. Bered siRNA-suspensionerna före försöksförfarandet enligt tillverkarens anvisningar och förvara dem vid-20 ° c. Tina och håll dem på is när du använder dessa siRNAs för elektroporation. Före elektroporering av proverna, utför en test puls.
  4. Efter elektroporation, överför direkt iDC till 6-brunn-plattor med färskt förvärmda DC-medel (kompletterat med 40 U/mL GM-CSF och 250 U/mL av IL-4). Frö cellerna vid en slutlig koncentration av 1 x 106/ml och placera dem i en inkubator. Skölj inte av cellerna ur elektrokuvette.
  5. Efter 48 h, först undersöka morfologin av elektroporated iDCs mikroskopiskt. Sedan skörda cellerna med hjälp av en cell Scrapper och överföra dem till 15 mL rör. Skölj brunnarna med 1 mL PBS kompletterad med 0,01% EDTA och överför lösningen i respektive rör.
  6. Därefter dela 6 x 106 idcs per siRNA villkor som beskrivs i nästa steg.
    1. Använd 0,5 x 106 -celler för att bedöma mognadsstatus och cellernas livskraft enligt beskrivningen i steg 2. Använd följande antikroppar: CD11c-PE-Cy5, CCR7-PE-Cy7, CD83-APC, MHCII-APC-Cy7 och Life/Dead Violet.
    2. Använd 1 x 106 celler för Western blot-analyser för att verifiera FIP200-specifik knockdown-effektivitet. Överför och skörda cellerna i ett 1,5 ml safelock-rör genom centrifugering vid 3390 x g för 1,5 min. Förbered cell celllysat enligt beskrivningen i steg 3,4 och utför västerländska blot-analyser.
    3. Använd de återstående cellerna (4,5 x 106) för experiment med HSV-1-infektion. För varje försöks tillstånd, överföra 2,25 x 106 idcs i 2 ml rör och antingen infektera dem med hsv1 på en Moi av 2 eller lägga mnt buffert som en mock kontroll. Utför infektionen enligt beskrivningen i steg 3,3.
    4. Vid 20 HPI, skörda cellerna med hjälp av en cell skrapa och förbereda cell celllysat för Western blot analyser som beskrivs i steg 3,4.

5. modulering av den autofagi-lysosomala vägen i HSV-1-infekterade MDCs med KIF1B/2a-siRNA elektroporation

  1. Överför iDCs (24 x 106) vid dag 4 efter anslutning till en 50 ml tub. Därefter Centrifugera cellerna vid 300 x g i 5 min och Kassera supernatanten.
  2. Omsuspendera försiktigt (= tvätta) iDCs i 8 mL PBS för att justera en slutlig cell koncentration av 3 x 106/ml. Överför 3 x 106 celler till 1,5 ml rör och skörda cellerna vid 3390 x g för 1,5 min.
  3. Omsuspendera iDCs i 100 μL buffert P3 som innehåller tilläggs blandningen (enligt tillverkarens anvisningar, elektroporeringssats apparat II) och antingen (i) 75 pmol av KIF1B-specifik siRNA, (II) 75 pmol av KIF2A-specifik siRNA, eller (III) båda. Använd (IV) respektive mängd kodade siRNA som kontroll. Bered två tuber för varje siRNA-tillstånd (6 x 106 celler) och överför suspensionerna till separata elektrocuvetter. Direkt puls iDCs tillämpa pulsen "EH-100" med hjälp av elektroporation apparaten II.
    1. Bered siRNA-suspensionerna före försöksförfarandet enligt tillverkarens anvisningar och förvara dem vid-20 ° c. Tina och håll dem på is när du använder dessa siRNAs för elektroporation. Placera inte iDCs på is och Undvik temperaturförändringar. Gå vidare snabbt och Undvik långa inkubation av iDCs i PBS eller buffert P3.
  4. Direkt efter elektroporation, tillsätt 500 μL av pre-warmed RPMI 1640 till Electro cuvettes. Inkubera cellerna i en inkubator för 5-10 min. överför iDCs till 6-well plattor med färskt förvärmda DC-medium (kompletteras med 40 U/mL av GM-CSF och 250 U/mL av IL-4). Kombinera respektive villkor i en brunn, frö cellerna vid en slutlig koncentration av 1 · 106/ml och placera dem i en inkubator.
  5. 4 h efter inkubering, tillsätt mogningen cocktail som innehåller de cytokiner som anges i steg 1.2.2.
    Anmärkning: Förbered ett prov från icke-elektroporerade DCs (1 x 106) som kontroll för flödescytometriska analyser 2 dagar efter elektroporation. Behandla kontrollceller analogt med elektroporerade prover.
  6. Två dagar efter elektroporation, skörd celler genom resuspension och överföring till 15 mL rör. Skölj brunnarna med 1 mL PBS och överför suspensionerna i respektive rör. Split 6 · 106 DCS per siRNA-tillstånd enligt beskrivningen i följande steg:
    1. Använd 0,25 x 106 DCS (elektroporerad och icke-elektroporerad) för att kontrollera mognadsstatus och cellernas livskraft enligt beskrivningen i steg 2. Använd följande antikroppar: CD80-PE-Cy5, CD83-APC, CD86-PE, MHCII-APC-Cy7, och Life/Dead Violet.
    2. Använd 0,75 x 106 celler för Western blot-analyser för att bedöma KIF1B/2a-specifik knockdown-effektivitet. Samla in cellerna i ett 1,5 ml safelock-rör genom centrifugering vid 3390 x g för 1,5 min. Förbered cell celllysat enligt beskrivningen i steg 3,4 och utför västerländska blot-analyser.
    3. Använd de återstående cellerna (5 x 106) från varje siRNA tillstånd och utföra HSV-1-infektionsexperiment. För varje försöks tillstånd, överföra 2,5 x 106 idcs i 2 ml rör och antingen infektera dem med HSV-1 på en Moi av 2 eller lägga mnt buffert som en mock kontroll. Utför infektionen enligt beskrivningen i steg 3,3.
    4. Vid 20 h post infektion, skörda cellerna genom resuspension och förbereda cell celllysat för Western blot analyser för att kontrollera induktion av HSV-1-inducerad autofagi omsättning, som beskrivs ovan i steg 3,4.

Representative Results

I det här manuskriptet beskriver vi metoder för att störa HSV-1-inducerad autofagi i dendritiska celler. Detta inkluderar generering av Human monocyte-härledda iDCs och mDCs, som var fenotypiskt analyseras med flödescytometri (figur 1). På dag 4 post följsamhet, DCs visar en omogen fenotyp kännetecknas av svaga uttryck för CD80, CCR7, och CD83 samt hög CD11c och mellanliggande MHCII uttryck. Eftersom CD3 och CD14 signaler saknas, T-cell och monocyt föroreningar kan uteslutas. På dag 6 post adherencen (i.e., dag 2 post induktion av mognaden), DCs utställning en mogen fenotyp reflekterat vid en betydande öka i CD80, CCR7, CD83, och MHC-II yta uttryck. Infektion med en eGFP-uttrycker HSV-1-stam(figur 2) resulterar i en nästan fullständig infektion av antingen idcs (figur 2en övre panel) eller MDCs (figur 2en lägre panel, figur 2B), baserad på starka GFP-signaler analyseras med fluorescensmikroskopi och flödescytometri.

Som framgår av vår senaste rapport, inducerar HSV-1 autofagi både i iDCs och mDCs, men autofagi omsättningen sker i iDCs endast10. I ett första tillvägagångssätt behandlade vi iDCs och mDCs med spautin-1 (figur 3a)-att blockera autofagi initiering-eller bafilomycin-a1 (Ba1; Figur 3B)-för att hämma Final autofagi-lysosome fusion. Vid HSV-1 infektion av iDCs i avsaknad av spautin-1 och BA1, autofagi Flux är speglas av minskningen av P62 och LC3B uttryck, respektive. HSV-1-infektion av mDCs i avsaknad av spautin-1 påverkar däremot inte P62 uttryck, medan spautin-1-och BA1-behandling inducerar en ackumulering av LC3B-II. Detta återspeglar induktion av autofagi men ett misslyckande av autofagi omsättning i mDCs. I iDCs, spautin-1 förbehandling återställer starkt autofagi nedbrytning av P62 vid HSV-1 infektion, på grund av hämning av autofagi under inledningsfasen. Vid förbehandling med BA1, Mock-och HSV-1-infekterade iDCs visar en stark ackumulering av LC3B-II proteinnivåer, vilket indikerar en lyckad hämning av autofagi omsättning genom att blockera sena autofagi-lysosome fusion. I enlighet med detta, spautin-1 och BA1 förbehandling av mDCs resulterar också i stabila P62 och ökade LC3B-II proteinnivåer, respektive.

I en andra metod för att försämra autofagi Flux, siRNA elektroporation inriktning FIP200 undersöks om dess förmåga att blockera autofagi Flux i HSV-1-infekterade iDCs. Som visas i figur 4A, kraftigt reducerad FIP200 proteinnivåer upptäcktes i idcs 48 h efter elektroporation, jämfört med kontroll siRNA. Vid denna tidpunkt visar inte iDCs några tecken på celldöd (figur 4B) och bibehåller sin omogna fenotyp (figur 4C). Infektion av FIP200-tystade iDCs med HSV-1 visar en stark minskning av autofagi flöde jämfört med deras kontroll siRNA-behandlade motsvarigheter (figur 4D). Detta åtföljs av ökade proteinnivåer i LC3B samt P62 när FIP200 tystas i HSV-1-infekterade iDCs.

I ett omvänt försök, vi studerade om siRNA-medierad ablation av KIF1B och KIF2A proteinuttryck möjliggör autofagi-lysosomal omsättning också i HSV-1-infekterade mDCs. Således var iDCs electroporated med hjälp av specifika siRNAs inriktning antingen ett eller båda av dessa proteiner, och celler därefter mognat (figur 5). 2 dagar efter elektroporation, mDCs visar en stark minskning av KIF1B och/eller KIF2A proteinuttryck, när specifika siRNAs användes (figur 5a). Denna metod ledde inte heller till någon framträdande celldöd (figur 5B) eller till förändringar i deras fenotypiska mogningsstatus (figur 5C). Att stödja vikten av KIF1B och KIF2A under autofagi-lysosomal nedbrytning, deras utarmning före HSV-1 infektion underlättar en ökad autofagi Flux i mDCs. Detta återspeglas av minskade kvarvarande P62 proteinnivåer, i motsats till respektive kontroll tillstånd (figur 5D).

Figure 1
Figur 1: fenotypisk karaktärisering av humana monocyte-härledda idcs-och MDC-ämnen med flödescytometri. DCs genererades och färgas med specifika antikroppar för att kontrollera deras renhet: (a) CD3 för att utesluta T cell förorening, (B) CD14 att utesluta kontaminering med monocyter, och (C) CD11c som en markör för DCS. För att bedöma deras fenotypiska mogtationsstatus användes följande antikroppar:D) CD80, (E) CCR7, (F) CD83 och (G) mhcii. Dessa molekyler är mycket uttrycks på mDCs och därmed möjliggöra diskriminering mellan omogen och mogen DC fenotyp. Data analyserades med FCS Express 5,0. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: mikroskopiska samt flödescytometriska analyser av HSV-1-infekterade idcs och MDCs. iDCs och mDCs var infekterade med en HSV-1 stam som uttrycker EGFP (HSV-1 EGFP), för att möjliggöra kvantifiering av infektionsfrekvensen baserat på GFP-signalen. (A) mikroskopiska analyser av GFP-positiva HSV-1-infekterade idcs-och MDCs-infekterade i en Moi på 2, jämfört med deras icke-infekterade motsvarigheter, vid 24 HPI. För att visualisera infekterade celler övervakades GFP-fluorescens. Skalstapeln motsvarar 400 μm.Bflödescytometrisk mätning av de mock-eller HSV-1-infekterade MDCs under infektionskinetik. Övre paneler (svart fodrad histograms) Visa håna skick, nedre paneler (svart fyllda histogram) Visa HSV-1-infekterade celler efter den angivna tiden punkter efter infektion. Data analyserades med FCS Express 5,0. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: Spautin-1 och b afilomycin-a1 modulera den autofagi Flux i HSV-1-infekterade iDCs. iDCs och mDCs behandlades med (a) spautin-1 eller (B) Bafilomycin-a1 (Ba1) för 1 h före infektion. Celler var därefter mock-eller HSV-1-infekterade (HSV1-RFPVP26) med hjälp av en MOI av 2. Efter 16-18 h, var DCS skördas och protein celllysat utsattes för Western blotting att bestämma uttrycket av P62 eller LC3B-I/-II som autofagi markörer, ICP0 som Infection Control, och GAPDH som lastning kontroll. LC3B-I och LC3B-II proteinnivåer kvantifierades och normaliserades till referensproteinet GAPDH med Bio1D (optisk densitet). Förhållandet mellan normaliserade LC3B-II och normaliserade LC3B-I-signaler visas. Denna siffra har modifierats och anpassats från © 2019 Turan et al. ursprungligen publicerad i JCB. https://doi.org/10.1083/jcb.20180115110. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: analys av autofagi Flux i HSV-1-infekterade iDCs vid FIP200-siRNA elektroporation. iDCs var elektroporated med kontroll siRNA eller FIP200-specifik siRNA med hjälp av elektroporation apparaten I. (a) DCS analyserades om effektiviteten hos FIP200 knockdown 48 h efter elektroporation, genom att utföra Western blot-analyser. B) cellernas lönsamhet och (C) mognadsstatus analyserades före elektroporation (ljusblå histogram) och 48 h stolpe (mörkblå och grå histogram) elektroporation med flödescytometri. Median värden för tre olika givare visas. Efter att ha bekräftat effektiv knockdown av FIP200 och omogna fenotyp, celler HSV-1-infekterade (HSV-1 EGFP) med hjälp av en MOI av 2. Data analyserades med FCS Express 5,0. Dvid 20 timmar efter infektion utsattes celler för Western blot-analyser för att bestämma uttrycket för LC3B-I/-II och P62 som autofagi-markörer. ICP5 upptäcktes som infektionskontroll, och GAPDH som lastning kontroll. Panelerna A och D har modifierats och anpassats från © 2019 Turan et al. ursprungligen publicerad i JCB. https://doi.org/10.1083/jcb.20180115110. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5: siRNA-medierad ablation av KIF1B och/eller KIF2A modulerar autofagi omsättningen i HSV-1-infekterade mDCs. iDCs var elektroporated med KIF1B-specifika och/eller KIF2A-specifika siRNA, samt kontroll siRNA, med hjälp av elektroporation apparaturen II. Vid 4 h post Electroporation, mognad var inducerad genom tillsats av en mogning cocktail. Vid 48 h post Electroporation, DCs analyserades om (a) effektiviteten i KIF knockdown via Western blotting, (B) cellernas lönsamhet samt deras (C) fenotypisk mognadsstatus med hjälp av flödescytometriska analyser (två olika givare visas). "w/o EP" innebär utan elektroporation, men efter induktion av mognad; "post Control EP" betyder post elektroporation med kontroll siRNA; "post KIF1B, KIF2A, KIF1B/2a EP" betyder post elektroporation med KIF1B-och/eller KIF2A-specifika siRNA. Efter att ha bekräftat effektiv knockdown av KIF1B och/eller KIF2A och den mogna fenotyp, celler HSV-1-infekterade (HSV-1 EGFP) med hjälp av en MOI av 2. Data analyserades med FCS Express 5,0. (D) celler utsattes för Western blot analyserar 20 h post infektion, för att bedöma uttrycket av P62 som en autofagi markör. ICP5 användes som en infektionskontroll, och GAPDH som lastning kontroll. Figurerna A och D har modifierats och anpassats från © 2019 Turan et al. som ursprungligen publicerades i JCB. https://doi.org/10.1083/jcb.20180115110. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Discussion

Tillämpningsområdet för detta protokoll omfattar (i) hantering av humana monocyte-härledda iDCs samt mDCs, (II) deras infektion med HSV-1, (III) deras behandling med substanser som är kända för att hämma autofagi, och (IV) deras elektroporation med siRNA med två olika tekniska inställningar. Med hjälp av det nuvarande protokollet kan autofagi Flux antingen blockeras i HSV-1-infekterade iDCs eller induceras i HSV-1-infekterade mDCs.

Eftersom DCs, och särskilt iDCs, är mycket sårbara celler, arbetar med dessa celler innebär ganska känsliga steg. För DC-generationen, rekommenderar vi att använda nyligen isolerade PBMCs, och för att undvika deras kryopreservation, för att få högre cell avkastning. Dessutom, vid hantering av iDCs under experiment, inklusive efterföljande odling, förhindra hårda eller långvariga temperaturförändringar. Annars kan iDCs genomgå fenotypiska förändringar och därför är det nödvändigt att kontrollera deras omogna fenotyp med flödescytometri. I motsats till sina mogna motsvarigheter saknar idcs distinkta markörer, till exempel CD80, CD83 och CD8628,29. Infektionen av idcs och MDCs med HSV-1 är en väletablerad metod2,3,4,5,6,10. Vi och andra visade att DCs är mycket mottagliga för HSV-1 infektion, när en MOI av 1 eller 2 har använts (figur 2). I våra händer, att hålla volymen av infektionen mediet på låga nivåer (1-3 x 106 celler i 250-350 μl) kommer att leda till bättre infektions effektivitet.

En klassisk metod för att störa en given distinkt cellulära väg är användningen av specifika föreningar. En mängd olika modulatorer av autofagi, dvs aktivatorer och hämmare, finns för närvarande30. När det gäller HSV-1-inducerad autofagi i DCs, Turan et al., (2019) visade nyligen de hämmande effekterna av spautin-1 och bafilomycin-a1 (BA1) på autofagi omsättning i iDCs10. Denna teknik för autofagi hämning är lämplig för kombinationen med en efterföljande HSV-1 infektion, eftersom varken infektionsfrekvensen eller mogningen status DCs (särskilt iDCs) är nedsatt. I framtida tillämpningar, detta inhibitionsbaserade tillvägagångssätt kan tillämpas även i kombination med andra smittämnen, stress villkor, såsom svält, samt för olika celltyper. Men när man använder hämmare, begränsningar uppstår vid bestämning av lämplig koncentration för effektiv autofagi hämning, utan att allvarligt påverka cellernas lönsamhet. Den största begränsningen vid användning av hämmare är dock förekomsten av potentiella off-Target eller negativa effekter, vilket kan leda till vilseledande resultat31,32.

Den andra metoden för att störa autofagi, som omfattas av detta protokoll, är den specifika knockdown med siRNA33,34,35. Å ena sidan använde vi elektroporation apparaten jag att specifikt avlägsna uttrycket av FIP200, och därmed hämma HSV-1-inducerad autofagi omsättning i idcs. Å andra sidan tystade vi två olika KIF proteiner (dvs KIF1B och KIF2A), med hjälp av elektroporation apparaten II, för att underlätta autofagi Flux i HSV-1-infekterade mDCs. Både elektroporation protokoll resulterade i en nästan fullständig ablation av FIP200 i iDCs, och KIF1B/KIF2A i mDCs, som kontrollerades via Western blot analyser (figur 4a, figur 5a). I motsats till elektroporationsapparaten i, som inte påverkar DCs, resulterar elektroporering av mDCs med hjälp av elektroporationapparaturen II i något högre frekvens av döda celler (figur 4b, figur 5b ). Därför, i framtida tillämpningar, den elektroporation apparat jag bör företrädesvis användas för både, iDCs och mDCs. Anmärkningsvärt, båda siRNA-baserade tekniker, att modulera autofagi Flux, är förenliga med efterföljande HSV-1 infektion av antingen iDCs eller mDCs. Vidare ändras inte heller den omogna fenotypen av iDCs eller den mogna fenotypen för mDCs efter elektroporation.

Elektroporation av iDCs med FIP200-specifik siRNA är en effektiv och mycket specifik metod för genknockdown samt hämning av autofagi Flux vid HSV-1-infektion. Förutom den specifika Tystning av FIP200, kan detta protokoll anpassas för att tysta andra autofagi komponenter, deltar i olika steg under autofagi kaskad. Men att identifiera lämpliga mål för effektiv siRNA-medierad hämning av autofagi omfattar flera aspekter av oro. För det första, knockdown effektivitet av autofagi-relaterade gener (ATG) inte nödvändigtvis positivt korrelerar med effektiv hämning av autofagi och är starkt beroende av den specifika ATG protein som är tystade36. För det andra, distinkta ATG proteiner är dessutom involverade i vägar som skiljer sig från autofagi, vilket deras ablation kan också leda till negativa biverkningar37,38,39. För det tredje kan olika ATGs ha redundanta funktioner, vilket innebär att en komponent inte kan vara tillräcklig för att hämma autofagi (t. ex. beclin-1 och beclin-2)40.

Dessutom är elektroporation apparat I-baserade elektroporation protokoll av DCs också lämplig för mRNAs, och kan användas för en mängd ytterligare primära celltyper, såsom PBMCs25. Detta system ger således en allmän strategi för att leverera distinkta RNA-arter till olika primära celltyper. Sammanfattningsvis presenterar vi två protokoll för att hämma autofagi Flux, genom att antingen använda en inhibitor-eller siRNA-baserad metod kombinerat med efterföljande HSV-1 infektion av iDCs. Dessutom beskriver vi en siRNA elektroporation metod för att inducera autofagi Flux i mDCs vid HSV-1 infektion.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

Acknowledgments

Detta arbete stöddes av det tyska forskningsrådet (DFG) via projektet STE 432/11-1 tilldelas som och av ELAN programmet från medicinska fakulteten (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg) via projektet 18-12-21-1, beviljats LG.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
4D-Nucleofector Core Unit (electroporation apparatus II) Lonza (Basel, Switzerland) AAF-1002B
AB-Serum Sigma Aldrich Chemie GmbH (Steinheim, Germany) H4522 Dendritic cell cultivation
ACD-A Sigma-Aldrich Chemie GmbH (Steinheim, Germany) 9007281
Amaxa P3 Primary Cell 4D-Nucleofector X Kit L (electroporation kit apparatus II) Lonza (Basel, Switzerland) V4XP-3024
Amersham ECL Prime Western Blotting Detection Reagent GE Healthcare (Solingen, Germany) RPN2232 Western Blot Detection
Ammonium persulfate (APS) Sigma Aldrich Chemie GmbH (Steinheim, Germany) A3678
anti-mouse-IgG (mouse, polyclonal, HRP) Cell Signaling (Leiden, Netherlands) 7076 Western Blot detection
anti-rabbit-IgG (goat, polyclonal, HRP) Cell Signaling (Leiden, Netherlands) 7074 Western Blot detection
Bafilomycin A1 Sigma-Aldrich Chemie GmbH (Steinheim, Germany) tlrl-baf1 inhibition of autophagy and lysosomal degradation
BD FACS Canto II Flow Cytometer BD Biosciences (Heidelberg, Germany) 338962
Benzonase Sigma-Aldrich Chemie GmbH (Steinheim, Germany) E1014
Blotting Chamber Fastblot B44 Biometra (Göttingen, Germany) 846-015-100
CCR7 (mouse, Pe-Cy7) BioLegend (Fell, Germany) 557648 Flow cytometry
Dilution: 1:100
Clone: G043H7
CD11c (mouse, Pe-Cy5) BD Biosciences (Heidelberg, Germany) 561692 Flow cytometry
Dilution: 1:100
Clone: B-ly6
CD14 (mouse, PE) BD Biosciences (Heidelberg, Germany) 555398 Flow cytometry
Dilution: 1:100
Clone: M5E2
CD3 (mouse, FITC) BD Biosciences (Heidelberg, Germany) 555332 Flow cytometry
Dilution: 1:100
Clone: UCHT1
CD80 (mouse, V450) BD Biosciences (Heidelberg, Germany) 560442 Flow cytometry
Dilution: 1:100
Clone: L307.4
CD83 (mouse, APC) eBioscience Thermo Fisher Scientific (Langenselbold, Germany) 17-0839-41 Flow cytometry
Dilution: 1:200
Clone: HB15e
CD86 (mouse, PE) BD Biosciences (Heidelberg, Germany) 553692 Flow cytometry
Dilution: 1:100
EVOS FL Cell Imaging System AMG/Life Technologies (Carlsbad, USA) AMF4300
FIP200 (rabbit) Cell Signaling (Leiden, Netherlands) 12436 Western Blot detection
Dilution: 1:1000
Clone: D10D11
GAPDH (mouse) Merck Millipore (Massachusetts, USA) AB2302 Western Blot detection
Dilution: 1:5000
Clone: MAB374
Gene Pulser II apparatus (electroporation apparatus I) BioRad Laboratories GmbH (München, Germany) 165-2112
GM-CSF (4x104 U/mL) Miltenyi Biotec (Bergisch Gladbach, Germany) 130-093-868
HLA?DR (mouse, APC-Cy7) BioLegend (Fell, Germany) 307618 Flow cytometry
Dilution: 1:200
Clone: L243
HSV-1/17+/CMV-EGFP/UL43 BioVex DC infection
 
ICP0 (mouse) Santa Cruz Biotechnology (St. Cruz; Dallas, Texas, USA) sc-53070 Western Blot detection
Dilution: 1:1000
Clone: 11060
ICP5 (mouse) Santa Cruz Biotechnology (St. Cruz; Dallas, Texas, USA) sc-56989 Western Blot detection
Dilution: 1:1000
Clone: 3B6
IL-1β (0.1x106 U/mL) Cell Genix GmbH (Freiburg, Germany) 1411-050
IL-4 (1x106 U/mL) Miltenyi Biotec (Bergisch Gladbach, Germany) 130-093-924
IL-6 (1x106 U/mL) Cell Genix GmbH (Freiburg, Germany) 1404-050
ImageQuant LAS 4000 GE Healthcare (Solingen, Germany) 28955810
KIF1B (mouse) Santa Cruz Biotechnology (St. Cruz; Dallas, Texas, USA) sc-376246 Western Blot detection
Dilution: 1:1000
Clone: E-12
KIF2A (mouse) Santa Cruz Biotechnology (St. Cruz; Dallas, Texas, USA) sc-271471 Western Blot detection
Dilution: 1:1000
Clone: D-7
LC3B (rabbit) Cell Signaling (Leiden, Netherlands) 3868 Western Blot detection
Dilution: 1:1000
Clone: D11
L-glutamine Lonza (Basel, Switzerland) 17-605E
LIVE/DEAD Fixable Violet dead cell stain kit Life Technologies (Carlsbad, CA, USA) L34964 L/D staining in Flow cytometry
Lymphoprep Alere Technologies AS (Oslo, Norway) 04-03-9391/01
Magnesiumchloride Carl Roth GmbH (Karlsruhe, Germany) A537.1
Megafuge 2.0 RS Heraeus (Hanau, Germany) 75015505
N, N, N', N'-Tetramethylethylendiamine (TEMED) Sigma-Aldrich Chemie GmbH (Steinheim, Germany) T9281
Neubauer counting chamber Brand (Wertheim, Germany) 717805
Nunc Cell culture flasks (175.0 cm2) Thermo Scientific (Rockford, USA) 159910
p62 (rabbit) Cell Signaling (Leiden, Netherlands) 88588 Western Blot detection
Dilution: 1:1000
Clone: D5L7G
PageRuler prestained protein ladder Thermo Fisher Scientific (Langenselbold, Germany) 26616
Paraformaldehyde, 16 % Alfa Aesar, Haverhill, USA 43368.9M
PerfectSpin 24 Plus Peqlab (Erlangen, Germany) C2500-R-PL
PGE2 (1 mg/mL) Pfizer (Berlin, Germany) BE130681
Phosphate buffered saline (PBS) Lonza (Basel, Switzerland) 17-512F
Protein gel system MiniProtean II Bio-Rad Laboratories GmbH (München, Germany) 1652960
RestoreTM Western Blot Stripping Buffer Thermo Scientific, Rockford, USA 21059
Rocking Platform wt 15 Biometra (Göttingen, Germany) 042-590
RotiBlock Carl Roth GmbH (Karlsruhe, Germany) A151.4
Roti-Load 1 (4x) Carl Roth GmbH (Karlsruhe, Germany) K929.3
Rotiphorese Gel 30 (37.5:1) Carl Roth GmbH (Karlsruhe, Germany) 3029.1
RPMI 1640 Lonza (Basel, Switzerland) 12-167F
Sodium dodecyl Sulfate (SDS) Carl Roth GmbH (Karlsruhe, Germany) 2326.2
Thermomixer comfort Eppendorf (Hamburg, Germany) 5355 000.011
TNF-α (10 μg/mL) Peprotech (Hamburg, Germany) 300-01A
Tris Carl Roth GmbH (Karlsruhe, Germany) 4855.3
Trypan blue solution (0.4 %) Sigma-Aldrich Chemie GmbH (Steinheim, Germany) T8154
Tween 20 Carl Roth GmbH (Karlsruhe, Germany) 9127.1
Whatman 0.2 μm nitrocellulose membrane GE Healthcare (Solingen, Germany) 10600001
WhatmanTM Chromatography Paper 3 mm Chr Fisher Scientific GmbH (Schwerte, Germany) 3030917

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Chapuis, F., Rosenzwajg, M., Yagello, M., Ekman, M., Biberfeld, P., Gluckman, J. C. Differentiation of human dendritic cells from monocytes in vitro. European Journal of Immunology. 27 (2), 431-441 (1997).
  2. Kummer, M., et al. Herpes simplex virus type 1 induces CD83 degradation in mature dendritic cells with immediate-early kinetics via the cellular proteasome. Journal of Virology. 81 (12), 6326-6338 (2007).
  3. Kruse, M., et al. Mature dendritic cells infected with herpes simplex virus type 1 exhibit inhibited T-cell stimulatory capacity. Journal of Virology. 74 (15), 7127-7136 (2000).
  4. Salio, M., Cella, M., Suter, M., Lanzavecchia, A. Inhibition of dendritic cell maturation by herpes simplex virus. European Journal of Immunology. 29 (10), 3245-3253 (1999).
  5. Prechtel, A. T., et al. Infection of mature dendritic cells with herpes simplex virus type 1 dramatically reduces lymphoid chemokine-mediated migration. Journal of General Virology. 86, Pt 6 1645-1657 (2005).
  6. Theodoridis, A. A., Eich, C., Figdor, C. G., Steinkasserer, A. Infection of dendritic cells with herpes simplex virus type 1 induces rapid degradation of CYTIP, thereby modulating adhesion and migration. Blood. 118 (1), 107-115 (2011).
  7. Cohrs, R. J., Gilden, D. H. Human herpesvirus latency. Brain Pathology. 11 (4), 465-474 (2001).
  8. Grinde, B. Herpesviruses: latency and reactivation - viral strategies and host response. Journal of Oral Microbiology. 5, (2013).
  9. Whitley, R. J., Roizman, B. Herpes simplex virus infections. The Lancet. 357 (9267), 1513-1518 (2001).
  10. Turan, A., et al. Autophagic degradation of lamins facilitates the nuclear egress of herpes simplex virus type 1. The Journal of Cell Biology. 218 (2), 508-523 (2019).
  11. Takeshige, K., Baba, M., Tsuboi, S., Noda, T., Ohsumi, Y. Autophagy in yeast demonstrated with proteinase-deficient mutants and conditions for its induction. The Journal of Cell Biology. 119 (2), 301-311 (1992).
  12. Yin, Z., Pascual, C., Klionsky, D. J. Autophagy: machinery and regulation. Microbial Cell. 3 (12), 588-596 (2016).
  13. Bodemann, B. O., et al. RalB and the exocyst mediate the cellular starvation response by direct activation of autophagosome assembly. Cell. 144 (2), 253-267 (2011).
  14. Bjorkoy, G., et al. p62/SQSTM1 forms protein aggregates degraded by autophagy and has a protective effect on huntingtin-induced cell death. The Journal of Cell Biology. 171 (4), 603-614 (2005).
  15. Kabeya, Y., et al. LC3, a mammalian homologue of yeast Apg8p, is localized in autophagosome membranes after processing. The EMBO Journal. 19 (21), 5720-5728 (2000).
  16. Kabeya, Y., Mizushima, N., Yamamoto, A., Oshitani-Okamoto, S., Ohsumi, Y., Yoshimori, T. LC3, GABARAP and GATE16 localize to autophagosomal membrane depending on form-II formation. Journal of Cell Science. 117, Pt 13 2805-2812 (2004).
  17. Pankiv, S., et al. p62/SQSTM1 binds directly to Atg8/LC3 to facilitate degradation of ubiquitinated protein aggregates by autophagy. The Journal of Biological Chemistry. 282 (33), 24131-24145 (2007).
  18. Korolchuk, V. I., Rubinsztein, D. C. Regulation of autophagy by lysosomal positioning. Autophagy. 7 (8), 927-928 (2011).
  19. Li, Y., et al. A cell-based quantitative high-throughput image screening identified novel autophagy modulators. Pharmacological Research. 110, 35-49 (2016).
  20. Pampaloni, F., et al. A Novel Cellular Spheroid-Based Autophagy Screen Applying Live Fluorescence Microscopy Identifies Nonactin as a Strong Inducer of Autophagosomal Turnover. SLAS Discovery. 22 (5), 558-570 (2017).
  21. Deng, Y., Zhu, L., Cai, H., Wang, G., Liu, B. Autophagic compound database: A resource connecting autophagy-modulating compounds, their potential targets and relevant diseases. Cell Proliferation. 51 (3), 12403 (2018).
  22. Liu, J., et al. Beclin1 controls the levels of p53 by regulating the deubiquitination activity of USP10 and USP13. Cell. 147 (1), 223-234 (2011).
  23. Mauvezin, C., Neufeld, T. P. Bafilomycin A1 disrupts autophagic flux by inhibiting both V-ATPase-dependent acidification and Ca-P60A/SERCA-dependent autophagosome-lysosome fusion. Autophagy. 11 (8), 1437-1438 (2015).
  24. Yoshimori, T., Yamamoto, A., Moriyama, Y., Futai, M., Tashiro, Y. Bafilomycin A1, a specific inhibitor of vacuolar-type H(+)-ATPase, inhibits acidification and protein degradation in lysosomes of cultured cells. Journal of Biological Chemistry. 266 (26), 17707-17712 (1991).
  25. Gerer, K. F., Hoyer, S., Dorrie, J., Schaft, N. Electroporation of mRNA as Universal Technology Platform to Transfect a Variety of Primary Cells with Antigens and Functional Proteins. Methods in Molecular Biology. 1499, 165-178 (2017).
  26. Prechtel, A. T., Turza, N. M., Theodoridis, A. A., Steinkasserer, A. CD83 knockdown in monocyte-derived dendritic cells by small interfering RNA leads to a diminished T cell stimulation. The Journal of Immunology. 178 (9), 5454-5464 (2007).
  27. Pfeiffer, I. A., et al. Leukoreduction system chambers are an efficient, valid, and economic source of functional monocyte-derived dendritic cells and lymphocytes. Immunobiology. 218 (11), 1392-1401 (2013).
  28. Villadangos, J. A., Heath, W. R. Life cycle, migration and antigen presenting functions of spleen and lymph node dendritic cells: limitations of the Langerhans cells paradigm. Seminars in Immunology. 17 (4), 262-272 (2005).
  29. Lechmann, M., Berchtold, S., Hauber, J., Steinkasserer, A. CD83 on dendritic cells: more than just a marker for maturation. Trends in Immunology. 23 (6), 273-275 (2002).
  30. Yang, Y. P., et al. Application and interpretation of current autophagy inhibitors and activators. Acta Pharmacologica Sinica. 34 (5), 625-635 (2013).
  31. Redmann, M., et al. Inhibition of autophagy with bafilomycin and chloroquine decreases mitochondrial quality and bioenergetic function in primary neurons. Redox Biology. 11, 73-81 (2017).
  32. Yan, Y., et al. Bafilomycin A1 induces caspase-independent cell death in hepatocellular carcinoma cells via targeting of autophagy and MAPK pathways. Scientific Reports. 6, 37052 (2016).
  33. Hale, C. M., et al. Identification of modulators of autophagic flux in an image-based high content siRNA screen. Autophagy. 12 (4), 713-726 (2016).
  34. Lipinski, M. M., et al. A genome-wide siRNA screen reveals multiple mTORC1 independent signaling pathways regulating autophagy under normal nutritional conditions. Developmental Cell. 18 (6), 1041-1052 (2010).
  35. Orvedahl, A., et al. Image-based genome-wide siRNA screen identifies selective autophagy factors. Nature. 480 (7375), 113-117 (2011).
  36. Staskiewicz, L., Thorburn, J., Morgan, M. J., Thorburn, A. Inhibiting autophagy by shRNA knockdown: cautions and recommendations. Autophagy. 9 (10), 1449-1450 (2013).
  37. Lee, I. H., et al. Atg7 modulates p53 activity to regulate cell cycle and survival during metabolic stress. Science. 336 (6078), 225-228 (2012).
  38. Fremont, S., Gerard, A., Galloux, M., Janvier, K., Karess, R. E., Berlioz-Torrent, C. Beclin-1 is required for chromosome congression and proper outer kinetochore assembly. EMBO Reports. 14 (4), 364-372 (2013).
  39. Bestebroer, J., V'kovski, P., Mauthe, M., Reggiori, F. Hidden behind autophagy: the unconventional roles of ATG proteins. Traffic. 14 (10), 1029-1041 (2013).
  40. Galluzzi, L., Kroemer, G. Common and divergent functions of Beclin 1 and Beclin 2. Cell Research. 23 (12), 1341-1342 (2013).

Tags

Immunologi och infektion elektroporation siRNA dendritiska celler knockdown autofagi herpes simplex virus typ-1
siRNA elektroporation att modulera autofagi i herpes simplex virus typ 1-infekterade Monocyte-derived dendritiska celler
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Düthorn, A., Turan, A.,More

Düthorn, A., Turan, A., Draßner, C., Mühl-Zürbes, P., Heilingloh, C. S., Steinkasserer, A., Grosche, L. siRNA Electroporation to Modulate Autophagy in Herpes Simplex Virus Type 1-Infected Monocyte-Derived Dendritic Cells. J. Vis. Exp. (152), e60190, doi:10.3791/60190 (2019).

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