RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Xiaoyan Chang*1, Keru Zhou*1, Yanguang Liu1,2, Lian Duan3, Lichun Zhang2, Guoliang Zhang3, Haikun Wang4, Guiqin Wang1
1Nanjing Advanced Academy of Life and Health, 2Institute of Animal Bio-technology,Jilin Academy of Agricultural Sciences, 3National Clinical Research Center for Infectious Diseases, Shenzhen Third People’s Hospital,Southern University of Science and Technology, 4CAS Key Laboratory of Molecular Virology and Immunology, Institut Pasteur of Shanghai, Chinese Academy of Sciences,University of Chinese Academy of Sciences
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Burada psödovirüs paketlemesi ve antikor nötralize edici aktivitenin ölçümü için bir protokol açıklanmaktadır.
1996 yılından bu yana, A / kaz / Guangdong / 1 / 96 soyundan gelen yüksek derecede patojenik kuş gribi (HPAI) H5 virüsleri kümes hayvanlarında ve yabani kuşlarda grip salgınlarına neden olmaktadır. Bazen, insanlar da buna kurban gider ve bu da yüksek ölüm oranıyla sonuçlanır. Bununla birlikte, HPAI virüsü araştırması, biyogüvenlik seviye 3 laboratuvarlarında ele alınması gerektiği düşünülerek sıklıkla engellenmektedir. Bu sorunu ele almak için, H5 HPAI çalışmalarının bazı deneylerinde psödovirüsler vahşi tip virüslere alternatif olarak benimsenmiştir. Psödovirüsler, H5 HPAI virüslerine karşı nötralize edici antikorları incelemek için ideal araçlar olduğunu kanıtlamıştır. Bu protokol, H5 HPAI psödovirüs preparatlarının ve psödovirüs nötralizasyon testlerinin prosedürlerini ve kritik adımlarını açıklamaktadır. Ayrıca, bu testlerin sorun giderme, sınırlama ve modifikasyonları da ele alınmaktadır.
1996 yılından bu yana, A / kaz / Guangdong / 1 / 96 soyundan gelen yüksek derecede patojenik kuş gribi (HPAI) H5 virüsleri, kümes hayvanlarında ve yabani kuşlarda sürekli grip salgınlarına neden olmakta ve küresel kanatlı hayvan endüstrisinde muazzam sosyo-ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Bazen, insanlar da onunla enfekte olurlar, yüksek bir ölüm oranıile karşı karşıya kalırlar 1,2. Bununla birlikte, HPAI virüsü araştırması, biyogüvenlik seviye 3 laboratuvarlarının dışında ele alınamayacağı için sıklıkla engellenmektedir. Bu sorunu ele almak için, H5 HPAI çalışmalarının bazı deneylerinde psödovirüsler vahşi tip virüslere alternatif olarak benimsenmiştir. Psödovirüsler biyogüvenlik seviye 2 laboratuvarlarında uygulanabilecek kadar güvenlidir.
H5 HPAI psödovirüsleri, vekil virüs çekirdekleri, influenza virüslerinden yüzey glikoproteinleri içeren lipit zarfları ve muhabir genlerinden oluşan kimerik virüslere aittir. Psödovirüs çekirdekleri genellikle lentiviral insan immün yetmezlik virüsü (HIV), murin lösemi virüsü (MLV) gibi retrovirüsler ve veziküler stomatit virüsü (VSV)3 türevlerinden türetilir. Spesifik olarak, HIV-1 paketleme sistemi, sağlanan birincil genlerin tıkaç ve pol olduğu influenza psödovirüs üretmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. HIV gag geni çekirdek proteinleri eksprese eder. Pol geni, her ikisi de transdübe hücrelerde muhabir genin ekspresyonu için gerekli olan integraz ve ters transkriptazı eksprese eder. Vekil virüsün genomunu taklit eden muhabir gen, RNA formunda psödovirüs çekirdeğine sarılır. Muhabir gen, konakçı hücrelerdeki proteini eksprese edecektir. Muhabir genlerin gen ekspresyon seviyeleri, psödovirüs enfeksiyonu etkinliğini ölçmek için kullanılabilir 3,4. Birincil raporlayıcı, dönüştürülmüş hücrelerdeki bağıl lüminesans birimlerini (RLU) veya göreceli lusiferaz aktivitesini (RLA) ölçmek için ateşböceği lusiferazdır. LacZ, Gaussia ve Renilla lusiferaz gibi diğer muhabirler de kullanılır, sadece daha az ölçüde5.
Psödovirüsler, H5 HAPI virüslerine karşı nötralize edici antikorları incelemek için ideal araçlardır. Nötralize edici antikor gücünü ölçmek için, psödovirüs nötralizasyonu (PN) testleri6 kullanılır. Hemaglutinin (HA) ve nöraminidaz (NA), influenza A virüsü 7,8'in yüzeyindeki glikoproteinlerdir. HA, reseptör bağlanması için küresel bir kafa alanı ve membran füzyonu için bir kök alanından oluşur. NA proteini, virüs salınımını kolaylaştırmak için sialidaz aktivitesine sahiptir 7,8. Bir PN testi, HA proteinlerine yönelik nötralize edici antikorları ölçebilir. HA'nın baş ve kök bölgesine yönelik nötralize edici antikorlar viral bağlanma ve giriş testleri ile de tespit edilebilir. Vahşi tip virüslerle karşılaştırıldığında, psödovirüs nötralizasyon deneyleri daha hassas tespit değerlerine sahiptir, Seviye 2 biyogüvenlik laboratuvarında güvenli bir şekilde ele alınabilir ve pratikte genellikle kullanımı daha kolaydır.
Bu protokol, H5 HPAI psödovirüs preparatlarının ve PN tahlillerinin prosedürlerini ve kritik adımlarını ayrıntılı olarak sunmaktadır. Ayrıca, bu testlerin sorun giderme, sınırlama ve modifikasyonları da ele alınmaktadır. Bu çalışmada, H5N1 HPAI virüslerinden A/Tayland/1(KAN)-1/2004(TH) suşu örnek olarak kullanılmıştır. Tahlillerde kullanılan immün serumları elde etmek için, bu protokol TH suşundan kaynaklanan HA proteinini fareleri immünojen olarak seçti.
Psödovirüs ile ilgili tüm deneysel operasyonlar Şangay Çin Bilimler Akademisi Pasteur Enstitüsü'nde (IPS, CAS) ABSL2 koşulu altında gerçekleştirildi. Hayvan deneyleri, IPS, CAS'ın Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi onaylı hayvan protokollerine dayanarak gerçekleştirilmiştir.
1. Kalsiyum-fosfat transfeksiyonu ile psödovirüs ambalajı
2. İnfluenza psödovirüsünün HA, NA ve HIV-1 p24 protein ekspresyonunun tespiti
3. Psödovirüs titrasyonu
4. İmmün serumlar hazırlığı
NOT: İmmün serum, hücre ile ilgili deneyler için kullanılacaktır ve deneysel operasyon aseptik koşullar altında gerçekleştirilmelidir.
5. Psödovirüs nötralizasyonu (PN) testi
6. Psödovirüs bağlanma testi
7. Viral girişin değerlendirilmesi
İnfluenza psödovirüsünün HA, NA ve HIV-1 p24 protein ekspresyonu
Viral paketleme etkinliğini belirlemek için, influenza psödovirüs stokları ilk olarak HA testi ile tespit edildi (Şekil 2A). İnfluenza psödovirüslerinin mililitresi başına HA birimi 643'tür (Tablo 3). Ha, NA ve HIV-1 p24 protein ekspresyonunu test etmek için Western-blot testi ve sandviç ELISA testleri kullanıldı. Daha sonra HA biriminin oranları ve psödovirüsler için gag p24 miktarı hesaplandı. Batı-leke testinin sonuçları 4 protein tipi olduğunu göstermiştir: HA0, HA1, HA2 ve NA proteinleri (Ek Şekil 2). Bu, influenza psödovirüslerin zarf proteinlerinin vahşi tip virüslerinkine benzer olduğunu gösterir. HA ve Gag p24 oranları bildirildiği gibi normal bir aralıktaydı (Tablo 3)9.
| Psödovirüs Suşları | HAU/mL | 1,00E + 05 pg/mL | HAU/1.00E+05 pg oranı* |
| P A/Tayland/(KAN-1)/2004 | 642,52 ± 30,26 | 4,20 ± 0,17 | 152.98 |
| *Psödovirüslerde HA birimlerinin oranları ve HIV-1 Gag p24 miktarı aşağıdaki gibi hesaplanmıştır: HA birimleri/Gag p24 miktarı. |
Tablo 3: H5 psödovirüsün miktarı.
Psödovirüs titrasyonu
Fonksiyonel viral parçacıkların konsantrasyonunu ölçmek için, psödovirüsün göreceli lusiferaz aktivitesi (RLA) tespit edildi. RLA okumaları birçok değişkene bağlıdır. Transdübe hücre miktarının RLA okumaları üzerindeki etkisini belirlemek için, 96 delikli plakanın kuyusu başına 1250, 2500, 5000, 10000, 20000 ve 40000 hücrelerini tohumladık (Şekil 2). Sonuçlar, psödovirüsün RLA okumalarının en yüksek olduğunu ve 5000 hücre 96 delikli bir plaka kuyusuna tohumlandığında standart ortalama hatasının en düşük olduğunu göstermiştir (Şekil 4A). Kuluçka süresinin etkisini belirlemek için, RLA okumaları virüs enfeksiyonundan sonra 48 saat, 60 saat ve 72 saatte tespit edilir. Sonuçlar, 60 saat boyunca inkübe edildiğinde, psödovirüsün RLA okumalarının değerlerde daha yüksek olduğunu ve ortalamanın düşük standart hatası ile tekrarlanabilirlikte daha iyi olduğunu göstermiştir (Şekil 4B). Sonuçlar, 96 delikli bir plakanın kuyucuğunda 5000 hücrenin tohumlanmasının ve virüs enfeksiyonundan 60 saat sonra RLA okumalarının tespit edilmesinin uygun olduğunu göstermektedir.
PN tahlilleri
Kontrol grubundan ve DDV grubundan immün serumların nötralizasyon titreleri PN testleri ile ölçüldü (Şekil 5). Şekil 5A'da gösterildiği gibi, DDV grubundan immün serumlar, psödovirüs A / Tayland / 1 (KAN) -1/04 suşuna karşı yüksek nötralizasyon titreleri sergiledi. Buna karşılık, kontrol grubundaki serumlar herhangi bir nötralizasyon aktivitesi göstermedi (Şekil 5B). Geleneksel serolojik testlerle (HI ve MN testleri) karşılaştırıldığında, PN testleri daha hassastır (Veriler gösterilmemiştir).
Ataşman nötralizasyon testi
Bazı nötralizasyon antikorları, virüslerin sialik asit reseptörlerine bağlanmasını engelleyebilir. Bu antikorlar HA kafasına yönlendirilir ve ticari aşı veya influenza virüsünün enfeksiyonu ile bağışıklamadan sonra baskındır. Bu antikorların nötralize edici aktivitesini belirlemek için, ataşman nötralizasyon testleri yapılır (Şekil 3). Kontrol serumları ile karşılaştırıldığında, immün serumların nötralize edici aktivitesi güçlüdür, bu da immün serumlarda HA kafasına yönlendirilmiş çok sayıda antikor olduğunu gösterir (Şekil 6A).
Viral girişin değerlendirilmesi
Bu tahlil, influenza virüsü enfeksiyonu sırasında virüs zarfı ve endozomal membranların füzyonunu engelleyen antikorları tanımlamak için kullanılır. Bu antikorlar HA sap alanına yönlendirilir ve genellikle daha az etkilidir. Bu antikorların nötralizasyon titrelerini ölçmek için bağlanma sonrası testler yapılır (Şekil 3). İmmün serumlar ile kontrol serumları arasında önemli farklılıklar vardır, bu da immün serumlarda HA kök bölgesine yönelik antikorlar olduğunu gösterir (Şekil 6B).

Şekil 1: Kalsiyum aracılı transfeksiyonun akış şeması. Bu akış şeması, Kalsiyum aracılı transfeksiyonun ana prosedürlerini tanımlamak için kullanılır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Psödovirüsün miktarının belirlenmesi ve titrasyonunun yapılması . (A) Psödovirüs HA testinin ana adımlarını açıklayan psödovirüs HA testinin akış şeması. (B) Pseudovirus P24 testinin ana adımlarını açıklayan Pseudovirus P24 testinin akış şeması. (C) Psödovirüs titrasyon testinin başlıca adımlarını açıklayan Psödovirüs titrasyon testinin akış şeması. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Psödovirüs tabanlı nötralizasyon testleri. (A) PN testinin ana adımlarını açıklayan PN testinin akış şeması. (B) Bağlanma testinin ana adımlarını açıklayan psödovirüs bağlanma testinin akış şeması. (C) Viral giriş testinin ana adımlarını açıklayan viral giriş testinin değerlendirilmesi akış şeması. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Psödovirüs titrasyon. (A) 96 delikli bir plakadaki kuyu başına farklı hücre miktarları RLA okumalarını etkiler. 1250, 2500, 5000, 10000, 20000 ve 40000 hücre 96 delikli bir plakaya tohumlandı. (B) Farklı hasat zamanı RLA okumalarını etkiler. RLA okumaları, virüs enfeksiyonundan 48 saat, 60 saat ve 72 saat sonra tespit edilir. Üç bağımsız deneyden toplanan veriler SEM ± ortalama olarak sunulmuştur; hata çubukları, ortalamanın (SEM) standart hatasını temsil eder. Tukey testi ile tek yönlü ANOVA testi yapıldı. P < 0.0001; ns, önemli değil. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Psödovirüs ile saptanan H5 nötralize edici antikor yanıtları. (A) DDV grubundan immün serumların nötralize edici antikor yanıtlarının titrasyon. (B) Kontrol grubundan immün serumların nötralize edici antikor yanıtlarının titrasyonu. IC50 , psödovirüsün P'sini inhibe edebilen nötralize edici antikorun karşılıklı seyreltilmesi olarak tanımlanır. Üç bağımsız deneyden toplanan veriler SEM ± ortalama olarak sunulmuştur; hata çubukları, ortalamanın (SEM) standart hatasını temsil eder. VSVG psödovirüsü negatif kontrol olarak kullanıldı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6: Bağlanma ve viral giriş testleri ile nötralizasyon antikoru potensinin saptanması . (A) DDV grubundan gelen immün serumlar, kontrol grubundan değil, hücrelere viral bağlanmayı inhibe eder. (B) DDV grubundan gelen immün serumlar, kontrol grubundan değil, viral bağlanma sonrası enfeksiyonu kısmen inhibe eder. Üç bağımsız deneyden toplanan veriler SEM ± ortalama olarak sunulmuştur; hata çubukları, ortalamanın (SEM) standart hatasını temsil eder. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
| Komple DMEM Ortam Kompozisyonu | Konsantrasyon |
| Dulbecco'nun Modifiye Kartal Ortamı (DMEM) | 1 adet |
| Fetal sığır serumu | 10% |
| Penisilin (1 U / mL) / Streptomisin | 1 μg/ mL |
Tablo 1: Tam DMEM ortam bileşimi.
| Malzeme | Konsantrasyon | Hacim |
| 2x HEPES (pH 7,1) | -- | 675,0 μL |
| CaCl 2 (2,5 M) | -- | 67,5 μL |
| ddH2O | -- | 529,2 μL |
| pCMV Δ 8.9 | 1000 ng/μL | 18,9 μL |
| pCMV/R-HA | 100 ng/μL | 27,0 μL |
| pCMV/R-NA | 50 ng/μL | 13,5 μL |
| pHR-Luc | 1000 ng/μL | 18,9 μL |
Tablo 2: Psödovirüs paketleme sistemi.
Ek Şekil 1: Fare bağışıklamasının akış şeması. Bu akış şeması, fare bağışıklamasının başlıca prosedürlerini açıklamaktadır. İmmün serumlar örnek olarak kullanıldı. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil 2: İnfluenza psödovirüsünün HA, NA ve HIV-1 p24 protein ekspresyonu. Psödovirüs proteinlerinin batı lekesi. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.
Burada psödovirüs paketlemesi ve antikor nötralize edici aktivitenin ölçümü için bir protokol açıklanmaktadır.
Bu çalışma, Jiangsu eyaleti İnovasyon Kapasite Geliştirme Projesi (BM2020019), Shenzhen Bilimsel ve Teknolojik Projesi (No. JSGG20200225150702770), Çin Bilimler Akademisi Stratejik Öncelikli Araştırma Programı (XDB29030103), Guangdong Bilimsel ve Teknolojik Projesi (No. 2020B1111340076) ve Shenzhen Körfezi Laboratuvarı Açık Araştırma Programı (No. SZBL202002271003).
| % 1 Chiken Eritrosit | Biyo-kanal | BC-RBC-C001 | Reaktifi |
| 96 oyuklu hücre kültürü plakaları (düz tabanlı) | Thermo fisher bilimsel | 167008 | sarf malzemesi |
| 96 oyuklu hücre kültürü plakaları (yuvarlak tabanlı) | Thermo fisher scientific | 163320 | sarf malzemesi |
| Allegra X-15R | Beckman coulter | -- | Ekipman/Santrifüj |
| BD İnsülin Şırıngaları | BD | 324910 | sarf malzemesi |
| Kalsiyum Klorür Susuz | AMRESCO | 1B1110-500G | Reaktif |
| klorokin difosfat | Selleck | S4157 | Reaktif |
| Dulbecco' s Modifiye Eagle Medium (DMEM) | Gibco | 12100-046 | Reaktif |
| Fetal Sığır Serumu | Gibco | 16000-044 | Reaktif |
| HEK293FT | Gibco | R700-07 | Hücre hattı |
| HEPES SERBEST ASİT | AMRESCO | 0511-250G | Reaktif |
| HIV-1 p24 Antijen ELISA | ZeptoMetrix | 801111 | Reaktif kiti |
| Luciferase Test Sistemi Dondurucu Paket | Promega | E4530 | Reaktif kiti |
| MDCK.1 | ATCC | CRL-2935 | Hücre hattı Mikrosantrifüj |
| Tüpleri 1.5 mL | Thermo fisher scientific | 509-GRD-Q | sarf malzemesi |
| Nunc Konik Santrifüj Tüpleri 15 mL | Thermo fisher scientific | 339650 | sarf malzemesi |
| Nunc Konik Santrifüj Tüpleri 50 mL | Thermo fisher scientific | 339652 | sarf malzemesi |
| Nunc EasYFlask 75 cm2 | Thermo fisher bilimsel | 156499 | sarf malzemesi |
| Penisilin-Streptomisin | Gibco | 15140-122 | Reaktif |
| Pipet Uçları (10 μ L) | Thermo fisher scientific | TF102-10-Q | sarf malzemesi |
| Pipet Uçları (100 μ L) | Thermo fisher scientific | TF113-100-Q | sarf malzemesi |
| Pipet Uçları (1000 μ L) | Thermo fisher scientific | TF112-1000-Q | sarf malzemesi |
| Serolojik pipetler (5 mL) | Thermo fisher scientific | 170355N | sarf malzemesi |
| Serolojik pipetler (10 mL) | Thermo fisher scientific | 170356N | sarf malzemesi |
| Tripsin/EDTA | Gibco | 25200-072 | Reaktif |
| Varioskan Flash | Thermo fisher Bilimsel | - | Ekipman / Mikroplaka okuyucu |
| Su Ceketi İnkübatörü | Thermo fisher scientific | 3111 | Ekipman / Hücre inkübatörü |
| Pentobarbital sodyum tuzu | Sigma | 57-33-0 | Reaktif |