초기 바이러스 성 항목 식별을위한 분석 실험 및 항 바이러스 화합물의 평가

Immunology and Infection

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Tai, C. J., Li, C. L., Tai, C. J., Wang, C. K., Lin, L. T. Early Viral Entry Assays for the Identification and Evaluation of Antiviral Compounds. J. Vis. Exp. (104), e53124, doi:10.3791/53124 (2015).

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Abstract

Protocol

참고 : 세포 배양 및 바이러스 감염과 관련된 모든 절차가 처리되는 샘플의 바이오 안전성 수준에 적합한 인증 바이오 안전성 후드에서 수행되었는지 확인합니다. 프로토콜을 설명하기 위해 사용 된 것으로, Gaussia 루시페라아제 리포터 - 태그 모델은 HCV 바이러스 (32)로서 사용된다. 대표적인 결과의 맥락에서, 화합물 chebulagic 산 (CHLA) 및 퓨니 칼라 (PUG)는 31 단계 초기 바이러스 진입 동안 세포 표면 글리코 사 미노 글리 칸 당 단백질과 바이러스의 상호 작용을 표적 후보 바이러스제로서 사용된다. 많은 바이러스 30,31,33,34의 진입을 방해하는 것으로 알려져 헤파린이 이러한 맥락에서 양성 대조군 처리로서 사용된다. 기본 바이러스학 기술에 대한 배경, 바이러스의 전파, 바이러스 역가를 결정하고, 플라크 형성 단위의 감염 량 (PFU)의 발현을 위해, 형성 단위 (FFU), 또는 감염 (MOI)의 다양성에 초점을, 독자는 다시는35를 참조 ferred. 종래 예 및 대표적인 결과에 도시 된 바이러스를 사용 최적화 조건, 리더를 표 1,도 1a 및도 2a에 나열된 참조 30-32,36-39뿐만 아니라 상세한 설명에 언급된다.

1. 세포 배양, 복합 준비, 복합 세포 독성

  1. 바이러스 감염 시스템을위한 각 세포주의 성장은 (표 1)를 분석한다. HCV를 들면, 둘 베코 개질 된 이글 배지, 10 % 소 태아 혈청 (FBS)으로 보충 (DMEM), 200 U / ㎖ 페니실린 G, 200 μg의 / ㎖ 스트렙토 마이신에 응 - 7.5 세포 성장 및 0.5 μg의 / ml의 암포 테리 B.
  2. 각각의 용매를 사용하여 시험 화합물을 제조 및 제어 예를 들어, CHLA 및 디메틸 설폭 시드에 퍼 (DMSO)에 용해; 멸균 두 번 증류수에 헤파린을 준비합니다. 모든 후속 희석을 위해, 문화 미디어를 사용합니다.
    참고 : 최종 승낙을시험 화합물로 치료 DMSO의 비율은 실험에서 1 % 이하이고; 1 % DMSO는 비교 분석에서 음성 대조군 처리에 포함된다.
  3. 이러한 XTT 같은 시약을 결정 세포 생존을 사용하여 바이러스 감염 세포에 대한 시험 화합물 (예를 들면, CHLA 및 PUG)의 세포 독성을 결정 (2,3- 비스 [2- 메 톡시 -4- 니트로 -5- 술포 페닐] -5- 페닐 아미노) 카르 보닐] -2H-수산화 테트라 졸륨) :
    1. HCV의 경우, 96 웰 플레이트에 응 - 7.5 세포 (웰 당 1 × 104 세포) 시드와 단층을 얻기 위해, 5 % CO 2 인큐베이터 O / N에서 37 ° C에서 배양한다.
    2. 중으로의 배양 웰에 DMSO 제어 (1 %) 또는 시험 화합물 및 퍼 CHLA 증가 농도 (EX. 0, 10, 50, 100, 및 500 μM)을 적용한다.
    3. 다음, 72 시간 동안 37 ° C에서 품어 접시에 매체를 버리고 두 번 인산염 완충 생리 식염수 200 μL (PBS)와 세포를 씻으십시오.
    4. assayin 100 μl를 추가g 웰 각각 XTT 기반 관내 독성 분석 키트에서 용액 XTT 포르 마잔을 제조 할 수 있도록 또 다른 3 시간 동안 37 ℃에서 플레이트 배양한다.
    5. 492 nm의 파장에서 테스트를 마이크로 플레이트 리더 및 690 nm의 기준 파장과 흡광도를 결정한다.
    6. . 시험 화합물의 흡광도 및 용매 제어 참조 (예, 1 % DMSO '로'100 %, '1'× AS / 세포 생존율 (%) =로하고 다음 식을 이용하여 세포 생존 비율을 계산할 각각) 치료. 제조사의 프로토콜에 따라 이러한 그래프 패드 프리즘 소프트웨어로 분석에서 시험 화합물의 50 % 세포 독성 (CC 50)의 농도를 결정한다.

바이러스 감염 2. 판독

참고 : 바이러스 감염의 판독이 사용 된 바이러스 체제에 따라 다릅니다 및 상패 분석​​ 또는 MEA 등의 방법을 포함 할 수있다기자 - 태그 바이러스에서 기자 신호를 가감하는. 루시퍼 라제 리포터 활동을 기반 리포터-HCV 감염을 검출하는 방법에 대하여 설명한다.

  1. 감염된 우물에서 상층 액을 수집하고 4 ℃에서 5 분 동안의 microcentrifuge에 17,000 XG에 명확히.
  2. Gaussia 루시퍼 라제 분석 키트에서 루시페라아제 기질 50 ㎕의 상등액을 시험 20 μL를 혼합하고 직접적으로 제조자의 지시에 따라 조도계로 측정한다.
  3. 제조 업체의 프로토콜에 따라 그래프 패드 프리즘 소프트웨어의 알고리즘을 사용하여 HCV 감염에 대한 시험 화합물의 50 % 유효 농도 (EC 50) 바이러스 억제 (%)을 결정하기위한 기준으로 빛 단위 (RLU)의 로그 10 HCV의 감염을 표현하고 계산한다.

3. 바이러스 불 활성화 분석

참고 : 여러 바이러스를 배양 기간의 예 바이러스 투여도 1a에 나열 재. 바이러스의 높은 농도는 MOI / PFU를 증가시킴으로써 테스트 될 수있다.

  1. 어 시드 - 7.5 96- 웰 플레이트에있는 세포 (웰 당 1 × 104 세포) 및 단층을 얻기 위해, 5 % CO 2 인큐베이터에서 37 ℃에서 O / N을 배양한다.
  2. 시험 화합물 또는 컨트롤을 품어 (최종 농도는 다음과 같습니다 CHLA을 = 50 μm의; PUG = 50 μm의 헤파린 = 1,000 μg의 / ㎖, DMSO = 1 %) 37 ° C (그림 1A에서 HCV 입자와, '장기' ) 1 : 1의 비율. 예를 들어, 1 × 104를 함유 FFU 100 μL 바이러스 접종으로, 100 μM CHLA 작업 희석액 100 ㎕를 추가; 이것은 50 μM의 최종 농도 CHLA 처리를 산출한다.
  3. 바이러스 약물 혼합물을 시험 화합물에 "서브 치료"(무효) 농도를 희석. 예를 들어, HCV에 대한 CHLA와 퍼그 효과 농도는 1 μm의 31에있다; 따라서이것은 (2 % FBS와 함께 세포 배양 배지) 기본 배지 9.8 ㎖로 수행 될 수 바이러스 약물의 혼합물을 50 배 희석을 요구한다.
    주 : 서브 치료 농도에 희석 시험 화합물과 숙주 세포 표면 사이의 중요한 상호 작용을 방지하고, 무 세포 비리에 치료 효과를 조사 할 수있다. 이러한 희석은 특정 바이러스 감염에 대한 시험 화합물의 항 바이러스 투여 량 반응에 의존적이며, 특정 분석 (31)를 수행하기 전에 결정되는 것에주의.
  4. 비교를 위해 시험 화합물과 바이러스를 혼합하고 즉시 서브 치료 농도 전에 감염 (도 1a '단기')으로 (더 잠복기)를 희석하지 않는다.
  5. 및 바이러스 있도록 37 ° C에서 3 시간 동안 배양; 응 - 7.5 세포 단층 상 희석 HCV 약물 혼합물 100 μl를 추가 (최종 MOI = 0.01 바이러스의 양이 1 × 2 FFU에서 지금)흡착.
  6. 감염 후, 희석 접종을 제거하고 부드럽게 두 번 PBS 200 μL와 우물을 씻으십시오.
    참고 : 세포를 해제하지 않도록 부드럽게 세척을 수행합니다.
  7. 각 웰에 기초 배지 100 μl를 적용하고 72 시간 동안 37 ° C에서 품어.
  8. 2 '에 설명 된대로 루시 페라 제 활동에 대한 상층 액을 분석하여 그 결과 감염을 분석합니다. 바이러스 성 감염의 판독 '.

4. 바이러스 첨부 파일 분석

참고 : 여러 바이러스를 배양 기간과 바이러스 투여의 예는,도 2a에 열거 된 '첨부 파일'됩니다. 바이러스의 높은 농도는 MOI / PFU를 증가시킴으로써 테스트 될 수있다.

  1. 어 시드 - 7.5 96- 웰 플레이트에있는 세포 (웰 당 1 × 104 세포) 및 단층을 얻기 위해, 5 % CO 2 인큐베이터에서 37 ℃에서 O / N을 배양한다.
  2. 4 ° C FO에서 접시에 세포 단일 층을 사전 진정R 1 시간.
  3. HCV 접종과 세포 (MOI가 0.01 =) 및 시험 화합물 또는 컨트롤 공동-치료 (최종 농도는 다음과 같습니다 CHLA을 = 50 μm의, DMSO = 1 % PUG = 50 μm의; 헤파린 = 1,000 μg의 / ㎖) 4 ° C에서 3 시간. 예를 들어, 1 × 2를 함유 FFU 90 μL 바이러스 접종으로, 500 μM CHLA 작업 희석액 10 μL를 추가; 이것은 CHLA 50 μM의 최종 농도로 처리하고 MOI에서 HCV에 의한 감염 = 0.01 세포 단층에를 산출한다.
    참고 : 바인딩 바이러스 수 있지만 가장 효율적으로 37 ° C에서 발생하는 항목을 배제하기 때문에 그것은 4 ° C에서 실험을 수행하는 것이 중요합니다. 온도가 4 ℃로 유지되는 것을 보장하기 위해 얼음에 바이러스 및 시험 화합물의 추가와 4 ° C 형 냉장고에 계속되는 배양을 수행합니다.
  4. 상층 액을 제거하고 부드럽게 두 번 얼음처럼 차가운 PBS 200 μL와 세포 단층을 씻는다.
    참고 : 세포를 해제하지 않도록 부드럽게 세척을 수행 <./ 리>
  5. 각 웰에 기초 배지 100 μl를 적용하고 72 시간 동안 37 ° C에서 품어.
  6. 2 '에 설명 된대로 루시 페라 제 활동에 대한 상층 액을 분석하여 그 결과 감염을 분석합니다. 바이러스 성 감염의 판독 '.

5. 바이러스 성 항목 / 퓨전 분석

참고 : 배양 기간과 각종 바이러스에 대한 바이러스 투여의 예는 그림 2A '입 / 퓨전'에수록되어 있습니다. 바이러스의 높은 농도는 MOI / PFU를 증가시킴으로써 테스트 될 수있다.

  1. 어 시드 - 7.5 96- 웰 플레이트에있는 세포 (웰 당 1 × 104 세포) 및 단층을 얻기 위해, 5 % CO 2 인큐베이터에서 37 ℃에서 O / N을 배양한다.
  2. 1 시간 동안 4 ℃에서 플레이트에서 세포 단층을 미리 차게.
  3. 3 시간 동안 39 ° C에서 HCV와 셀 (MOI를 0.01 =) 감염. 예를 들어, 1 × 2 FFU 함유 100 μL 바이러스 접종 물을 사용한다.
    참고 : ADDI를 수행얼음에 바이러스 접종 물과 4 ℃로 냉장고에 계속되는 인큐베이션 기 바이러스 결합이 아닌 엔트리를 허용하는 4 ℃에서 온도를 유지한다.
  4. 상층 액을 제거하고 부드럽게 두 번 얼음처럼 차가운 PBS 200 μL와 세포 단일 층을 씻는다.
    참고 : 세포를 해제하지 않도록 부드럽게 세척을 수행합니다.
  5. (최종 농도는 다음과 같습니다; PUG = 50 μm의; 헤파린 = 1,000 μg의 / ㎖, CHLA = 50 μm의 DMSO = 1 %) 시험 화합물 또는 컨트롤 우물을 치료하고 3 시간 동안 37 ° C에서 품어. 예를 들어, 미디어의 90 μL에 500 μm의 CHLA 작업 희석의 10 μl를 추가 혼합하고, 우물을 치료; 이것은 50 μM의 최종 농도 CHLA 처리를 산출한다.
    주 : 37 ° C에서 42 ° C에서 변화는 이제 바이러스 성 항목 / 퓨전 이벤트를 용이하게하고, 따라서이 특정 단계에 시험 화합물 '효과의 평가를 할 수 있습니다.
  6. 약물 함유 뜨는을 기음과 비 내면화 제거시트르산 완충액 (50 mM의 시트르산 나트륨, 4 mM의 염화칼륨, pH를 3.0) 또는 PBS 200 ㎕를 가진 하나 세척하여 세포 외 바이러스. 72 시간 동안 37 ℃에서 배양하기 전에 기초 배지 100 μl를 적용합니다.
  7. 2 '에 설명 된대로 루시 페라 제 활동에 대한 상층 액을 분석하여 그 결과 감염을 분석합니다. 바이러스 성 감염의 판독 '.

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Representative Results

도 1에서, '바이러스 불 활성화 분석은'개의 특정의 천연 화합물이 PUG CHLA 및 무 세포 상태의 다른 외피 바이러스를 불활 화 및 후속 감염을 예방할 수 있는지 여부를 조사하기 위해 수행 하였다. 이들 화합물의 세포 독성 및 항 바이러스 투여 량 반응은 역학적 연구 (31)를 수행하기 전에 결정되어왔다. 바이러스는 시험 화합물로 전처리 한 후, 바이러스 - 약물 혼합물은 각 바이러스 시스템에 대한 각각의 세포 단층 상에 접종하기 전에 서브 치료 농도로 희석 하였다. 도 1에 도시 된 바와 같이, CHLA 및 PUG 모두 후속 감염으로부터 세포를 보호 단층 비가역 효과의 결과로, 무 세포와 상호 작용하는 비리 나타났다. 80 % 블록 MV 및 RSV에 대해 관찰 하였다 - 60 반면 두 시험 화합물, HCMV, HCV, 및 DENV-2에 대해 100 % 가까이 억제를 달성했다. 이러한 결과 suggEST CHLA와 퍼그을 비활성화하고 자신의 감염을 중화하여 이러한 무료 바이러스 입자에 직접 영향을 미칠 수있다.

그림 2에서, 첨부 파일 및 항목 / 융합 분석은 HCMV, HCV, DENV-2, MV, 그리고 RSV에서 이러한 초기의 바이러스 성 항목 관련 이벤트에 대해 CHLA와 퍼그 효과를 탐험하기 위해 수행되었다. CHLA 및 PUG 모두 효과적으로 얻어진 바이러스 감염 (: 밝은 회색 막대도 2 '부착')에 의해 도시 된 바와 같이 저해 각 숙주 세포 상에 조사 바이러스의 결합을 억제. 두 화합물에 의한 바이러스 부착에 대한 억제 효과는 HCMV (도 2B), HCV (도 2c)에 대해 유사 하였다, DENV-2 (도 2D), 및 (90)에 이르기까지 RSV (도 2F), - 100 %. 한편, 퍼그 TW에서 저해율와 결합 MV (도 2e) CHLA 대해보다 효과적인 것으로 나타났다50-80% 사이 변화 O 화합물. 많은 바이러스의 침입, HCMV의 부착도 억제, DENV-2, RSV, MV 광고를 차단하는 것으로 알려져 있지만, HCV에 대해 덜 효율적이었다되는 제어 처리 헤파린. 계속되는 '바이러스 성 항목 / 융합 분석은'CHLA와 PUG 바이러스 항목 / 융합 단계에서 그들의 활동을 유지할지 여부를 검사 (그림 2, '입 / 퓨전': 어두운 회색 바). 각각의 세포 단층에 90 % 보호 효과 - (50)를 산출, - 다시, CHLA과 PUG 모두 효과적으로 검사 바이러스 (F 그림 2B)의 바이러스 성 항목 / 융합 단계를 저해하는 것으로 관찰되었다. 헤파린은 강력하게 억제 항목 / DENV-2와 RSV 감염의 융합,하지만 HCMV, HCV, 및 MV (<평균 40 % 억제)에 대한 덜 효과​​적이었다.

<TD> HEL
바이러스 세포의 종류
HCMV
HCV 허 - 7.5
DENV-2 베로
MV CHO-SLAM
RSV HEP-2

표 1. 바이러스 감염에 대한 숙주 세포 유형은 대표적인 결과에 기재된 각 시스템 바이러스 감염에 사용되는 세포 유형이 표시된다. 세포에 대한 추가 사항은 기준 (31)에서 찾을 수있다.

그림 1
그림 1. 시험 화합물 CHLA 및 PUG 의한 바이러스 감염의 불 활성화는 다른 바이러스가 장기간 동안 시험 화합물로 처리 하였다. (1.5 인큐베이션 - 적정 전에 3 시간; 밝은 회색 막대) 또는 단기간 (즉시 희석 어두운 회색 서브 치료 집중하고에 희석 전에 37 ° C에서 바)기 및 각각의 숙주 세포에 감염의 후속 분석. 최종 바이러스 농도 (왼쪽 그림) 실험 (A) 회로도 (PFU / 웰 또는 MOI), 장기 바이러스 약물 잠복기 (I) 및 (ii) 이후의 배양 시간은 오른쪽에 테이블의 각 바이러스에 대한 지시. (B) HCMV, (C) HCV에 대한 분석은, (D) DENV-2 (E) MV, 및 (F) RSV 각 추가 패널에 표시됩니다. 결과는 3 개의 독립적 인 실험에서 평균 (SEM)의 표준 오차 ± 수단은 바이러스 감염에 대한 DMSO 음성 대조군 처리 및 표시되는 데이터에 대해입니다 그려. 이 그림은 참조 (31)로부터 수정되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2
도 2 바이러스 부착 및 입 / 융합에 대해 시험 화합물의 CHLA 및 퍼 바이러스 활동의 평가. (A) 실험 절차, 바이러스 농도 (PFU / 웰 또는 MOI) 및 시험 화합물과 함께 첨가하고 처리 시간 (난, II, III) 회로도 및 관련 테이블의 각 바이러스되게됩니다. 바이러스 부착 분석 (밝은 회색 막대)에서, 상이한 유형의 세포의 단층을 1 시간 동안 4 ℃에서 사전 냉각 가한 다음 4 ℃에서 각각의 바이러스 및 시험 화합물과 함께 공동 - 치료 (1.5-3 시간; I) 후속 인큐베이션 inoculates 및 시험 화합물을 씻어 전에 (37 ° C, II) 및 바이러스 감염의 진단. 바이러스 진입 / 융합 분석 (어두운 회색 막대)에서, 시딩 세포 단층을 1 시간 동안 4 ℃에서 사전 냉각 후 1.5이었다 4 ℃에서 각각의 바이러스 도전 - 3 시간 (I). 세포는 그 다음이었다세정 온도가 바이러스 진입 / 융합 이벤트를 용이하게하기 위해 37 ° C로 시프트하고 (ⅱ) 동안 추가 배양 기간 동안 시험 화합물로 처리 하였다. 인큐베이션의 끝에, 세포 외 바이러스는 어느 시트르산 완충액 (pH 3.0) 또는 PBS 세척에 의해 제거하고, 세포는 또한 바이러스 감염 분석 (III)을 배양 하였다. (B) HCMV, (C) HCV에 대한 결과, (D) DENV-2 (E) MV, 및 (F) RSV 각 추가 패널에 표시됩니다. 데이터는 바이러스 감염의 DMSO 음성 대조군의 치료에 대해 플롯과 3 개의 독립적 인 실험 ± SEM 의미로 표현됩니다. 이 그림은 참조 (31)로부터 수정되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
DMEM GIBCO 11995-040
FBS GIBCO 26140-079
Penicillin-Streptomycin GIBCO 15070-063
Amphotericin B GIBCO 15290-018
DMSO Sigma D5879
In vitro toxicology assay kit, XTT-based Sigma TOX2
PBS pH 7.4  GIBCO 10010023
Microplate reader Thermo Scientific 89087-320
Microcentrifuge Thermo Scientific 75002420
BioLux Gaussia luciferase assay kit New England Biolabs E3300L   
Luminometer Promega GloMax-20/20
Sodium citrate, dihydrate Sigma 71402
Potassium chloride Sigma P5405

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References

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