A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
שיטה פשוטה כתם חריץ פותחה עבור כימות של hemagglutinin שפעת ויראלי neuraminidase באמצעות נוגדנים אוניברסלי מיקוד רצפים שימור ביותר שלהם מזוהה באמצעות ניתוחים ביואינפורמטיקה. גישה חדשנית זו עשויה לספק חלופה שימושי להגדרה כמותית של hemagglutinin כל נגיפיים neuraminidase.
Hemagglutinin (HA) ו neuraminidase (NA) הם שני חלבונים פני השטח של נגיפי שפעת אשר ידועים תפקיד חשוב במחזור החיים ויראלי הגיוס של 1,2 התגובות מגן החיסון. כאשר המטרה העיקרית נוגדנים מנטרלים, HA משמש כיום גם את הסמן חיסון שפעת הפוטנציאל נמדדת immunodiffusion רדיאלי יחיד (SRID) 3. עם זאת, התלות של SRID על הזמינות של antisera המקביל תת ספציפיים הגורמים מינימום של 2-3 חודשים עיכוב לשחרורו של חיסון כל חדש. יתר על כן, למרות העדויות כי NA גם גורם החסינות 4, כמות NA בחיסונים לשפעת אינה סטנדרטית אך בשל חוסר של ריאגנטים המתאימים או שיטה אנליטית 5. לכן, שיטות חלופיות פשוט מסוגל לכימות אנטיגנים HA ו NA רצויות לשחרור מהיר, בקרת איכות טובה יותר של החיסונים לשפעת.
אזורים שמורים אוניברסלי ב שפעת כולם זמינים HA ו NA רצפים זוהו על ידי מנתח ביואינפורמטיקה 6-7. אחת ברצף (יועד Uni-1) זוהה epitope רק את נשמרת אוניברסלית של HA, הפפטיד היתוך 6, בעוד שני רצפים שימור זוהו neuraminidases, אחד קרוב באתר הפעיל האנזימטית (יועד HCA-2) ואת קרובים אחרים הסופית-N (יועד HCA-3) 7. פפטידים אלו רצפים של חומצות אמיניות היו מסונתז ומשומשים לחסן ארנבות לייצור נוגדנים. נוגדנים נגד epitope Uni-1 של HA היה מסוגל להיקשר 13 subtypes של שפעת A HA (H1-H13) ואילו נוגדנים נגד HCA-2 ו HCA-3 אזורים של NA היו מסוגלים מחייב את כל 9 תת NA. כל הנוגדנים הראו סגוליות מדהים נגד רצפים ויראלי כפי שמעידים התצפית שלא לחצות תגובתיות לחלבונים allantoic זוהה. נוגדנים אלה אוניברסלי שימשו אז לפתח כתם מבחני חריץ לכמת HA ו NA של שפעת חיסונים ללא צורך antisera ספציפי 7,8. דגימות חיסון יושמו על קרום PVDF באמצעות מנגנון כתם חריץ יחד עם סטנדרטים התייחסות בדילול לריכוזים שונים. לצורך זיהוי של HA, דגימות תקן היו בדילול הראשון טריס שנאגרו מלוחים (TBS) המכיל אוריאה 4M בעוד למדידת NA הם מדולל TBS המכילה 0.01% Zwittergent התנאים האלה שיפרה בצורה משמעותית את רגישות הזיהוי. בעקבות גילוי של HA ו NA על ידי אנטיגנים immunoblotting עם נוגדנים אוניברסלי שלהם, בעוצמות האות היו לכמת ידי צפיפות. סכומי HA ו NA בחיסונים חושבו לאחר מכן באמצעות עקומת סטנדרט הוקמה עם עוצמות אות הריכוזים השונים של הפניות בשימוש.
בהתחשב בכך נוגדנים אלה נקשרים epitopes אוניברסלי HA או NA, החוקרים מעוניינים יכול להשתמש בהם ככלי מחקר immunoassays מלבד כתם חריץ בלבד.
1. הכנה של ריאגנטים וציוד
2. הכנת החיסון דגימות שפעת רגילה התייחסות HA חריץ כתם
התייחסות שפעת חיסון סטנדרטים עם תוכן מראש HA המתאים זני החיסון להיבדק התקבלו המרכז ביולוגי הערכה ומחקר (CBER / ה-FDA, ארה"ב) או המכון הלאומי רגיל ביולוגית Control (NIBSC, בריטניה) משמשים כימות HA על ידי כתם חריץ. החוקרים יכולים גם להכין את הסטנדרטים שלהם אנטיגן באמצעות נהלים הוקמה כמתואר הפניות 9 ו -10.
3. הכנת החיסון דגימות שפעת רגילה התייחסות NA חריץ כתם
התייחסות שפעת חיסון הסטנדרטים המתאימים זני החיסון להיבדק התקבלו המרכז ביולוגי הערכה ומחקר (CBER / ה-FDA, ארה"ב) או המכון הלאומי רגיל ביולוגית Control (NIBSC, בריטניה) ומשמשים כימות NA על ידי כתם חריץ. התוכן NA של דגימות אלה התייחסות נקבע על ידי ניתוח SDS-PAGE של דגימות deglycosylated בשילוב עם ניתוח צפיפות סריקה, כפי שתואר לעיל 9, בשינויים קלים 10. בקיצור, התייחסות deglycosylated החיסון דגימות (5 מיקרוגרם) היו מעורבים עם חיץ מדגם טעון על הג'ל. הג'ל היה לרוץ mA 20 דקות בערך 90 עד לצבוע מעקב לרוץ רק מתוך הג'ל, ואחריו מכתים Sypro. כימות צפיפות של חלבונים בוצע באמצעות מערכת ג'ל Fluorchem תיעוד (אלפא Innotech). כמות NA נקבע על בסיס יחס של חלבונים NA את החלבונים הכולל כפי שנקבע על ידי assay לורי. דגימות הפניה מוכן בשיטה זו ניתן להשתמש ב כתם חריץ כימות של התוכן NA בדגימות חיסון מיצרני החיסונים.
4. האסיפה של המנגנון SF ביו דוט Microfiltration ו סופג של דגימות על PVDF קרום
5. Immunoblotting של אנטיגנים HA ו NA
6. נציג תוצאות:
מנתח ביואינפורמטיקה של שפעת כולם זמינים רצפים HA אישר את הסופית של N-למקטע HA2 (הפפטיד היתוך) כאזור רק שימור של HA. איור 1 מציג את שיעור שימור לכל תפקיד חומצת אמינו רצף קונצנזוס מזוהה. שתי וריאציות זוהו על עמדות 2 (L-> אני) ו -12 (G-> N) של 14 N-מסוף חומצות אמינו של HA2, אבל וריאציות כאלה נמצאו לא להשפיע על הכריכה בין נוגדנים לבין גרסאות פפטיד 6 . Uni-1 epitope (GLFGAIAGFIEGGW) נבחרה לפתח נוגדן אוניברסלי נגד HA. נוגדן זה הוכיח סגוליות מדהים של רצפי ויראלי הוא מסוגל מחייב 13 תתי סוגים שונים של שפעת A HA (H1-H13) (איור 2).
שימוש בגישה דומה, שני רצפים שימור אוניברסלית זוהו שפעת הכל, של NA אחד קרוב לאתר פעיל enzymatically (HCA-2) (איור 3A) והשני בתחנה הסופית-N (HCA-3) (איור 3 ב) . פפטידים אלו רצפים של חומצות אמיניות שימשו אנטיגנים לייצר נוגדנים נגד NA אוניברסלי. נוגדנים נגד epitopes שניהם היו מסוגלים מחייב את כל 9 תתי סוגים של NA והראה מעט מאוד צולבות תגובתיות לחלבונים allantoic או הסלולר, ובכך הוכחת סגוליות גבוהה עבור ויראלי רצפים NA (איור 4).
איור 5 מציג סקירה של שיטת חריץ כתם על כימות של שפעת HA ו NA.
דוגמאות של HA ו NA חריץ אנטיגן ניתוח כתם מוצגים איורים 6 ו -7. איור 6 א ו - 6C מציג תוצאות נציג לאחר זיהוי של האנטיגן HA ב תקן חיסון שפעת התייחסות דגימות החיסון בהתאמה. כל המדגם (רגיל או חיסון) היה לרוץ לשכפל, בבארות הסמוכות. כפילויות צריך להראות similar זיהוי עוצמות הבאות. אופטימיזציה של דילולים נוגדן, הדגירה זמן חשיפה ייתכן שתידרש בהתאם נוגדנים בשימוש.
דוגמה של עקומת סטנדרט טיפוסי שהושג בעקבות זיהוי של ריכוזים שונים של HA מתוך מדגם התייחסות החיסון הסטנדרטי הוא שמוצג באיור 6B. ריכוז אנטיגן HA הוא יחסי עוצמת האות הבאה זיהוי chemiluminescence של כתם חריץ ומתאים מודל 4-PL עקומת הולם בטווח זה ריכוז (0.0938-6 מיקרוגרם HA / ml).
איור 7 מציג תוצאות נציג זיהוי של האנטיגן NA ב תקן חיסון שפעת התייחסות בדגימות החיסון. ניתוח צפיפות הראה כי עוצמת האות המתקבל על ידי גילוי אנטיגן NA ב דילולים שונים של תקן חיסון הפניה על ידי כתם חריץ הוא יחסי הריכוז של NA (איור 7 א). עקומת תקן וכתוצאה מתאים מודל 4-PL עבור מגוון זה ריכוז (0.039-10 מיקרוגרם NA / ml), כפי שמוצג באיור 7B. איור מראה 7C דוגמה של ניתוח חריץ כתם של התוכן NA בדגימות חיסון שפעת. כל המדגם היה assayed בשני עותקים, בבארות הסמוכות.
באיור 1. שיעור שימור epitope Uni-1 באזור היתוך פפטיד של HA שפעת.
מנתח ביואינפורמטיקה של שפעת כולם זמינים רצפים HA אישר כי הפפטיד היתוך (הממוקם בתחנה הסופית-N של למקטע HA2) הוא האזור היחיד נשמרת אוניברסלית של HA. ראוי לציין, כי שתי וריאציות בעמדה 2 (L-> אני) ו -12 (G-> N) נמצאו לא להשפיע על נוגדן מחייב 6. נוגדן אוניברסלי המסוגל 13 תת מחייב שונים של שפעת A HA (H1-H13) פותח באמצעות Uni-1 epitope (GLFGAIAGFIEGGW).
איור 2. איתור של 13 תת של HA על ידי נוגדן אוניברסלי נגד HA.
נוזלים Allantoic של 13 תת וירוסים של שפעת מופצות בביצים embryonated היו מופרדים ב SDS-PAGE, ואחריו זיהוי של חלבונים HA באמצעות נוגדן אוניברסלי נגד epitope Uni-1 של HA. חלבון NP זוהה כמו טעינה מלאה באמצעות ארנב polyclonal NP-נוגדן ספציפי. בקרה שלילית (-) היה נוזל allantoic מן הביצים נגוע. בקרה חיובית (+) היה סטנדרטי התייחסות של H1 מן NIBSC, בריטניה
איור 3. הומולוגיה רצף של שפעת A של NA ליד אתר פעיל enzymatically ואת N-הסופית.
שני רצפים שימור אוניברסלית זוהו שפעת A של NA ידי ביואינפורמטיקה, אחד ממוקם בסמוך לאתר הפעיל האנזימטית (HCA-2) (לוח א '), השני בתחנה הסופית-N (HCA-3) (לוח ב'). פפטידים אלו רצפים שימור חומצת אמינו היו מסונתז ו המשמש לייצור נוגדנים נגד NA אוניברסלי.
איור 4. איתור של 9 תת של NA NA על ידי נוגדנים.
נוזלים Allantoic של תשעה תת NA של שפעת וירוסים מופצות בביצים embryonated היו מופרדים ב SDS-PAGE, ואחריו זיהוי של חלבונים NA באמצעות HCA-2 (לוח א ') HCA-3 (לוח ב') נוגדנים. חלבון NP זוהה כמו טעינה מלאה באמצעות נוגדן ארנבת polyclonal NP-ספציפיים (לוח ג). בקרה שלילית (-) היה נוזל allantoic מן הביצים נגוע. בקרה חיובית (+) היה נוזל allantoic מתובל rNA1 של A / ניו Caledonia/20/99 ומישש עם antisera המקביל.
איור 5. תרשים זרימה של הליך חריץ כתם על quantitation של אנטיגנים HA ו NA בחיסונים לשפעת.
מאגרים הדרושים דילול מדגם כמו גם לרחצה חוסם את קרום כתם חריץ מוכנים הראשון הממברנה PVDF וניירות לסנן הדרושים הרכבה של המנגנון SF ביו דוט Microfiltration מראש ספוג. חיסון נגד שפעת רגילה דגימות הפניה מדולל מאגרים האופטימלי עבור HA או זיהוי NA על ידי כתם חריץ. מנגנון ביו דוט SF Microfiltration מורכב על פי הוראות היצרן דגימות מוחלים על הממברנה PVDF. HA ו NA אנטיגנים מזוהים באמצעות נוגדנים נגד אנטיגן אחד אוניברסלי. ניתוח צפיפות מבוצעת על האותות שהתקבלו chemiluminescence quantitation של HA ו NA בדגימות שנבדקו.
איור 6. גילוי האנטיגן HA בדגימות חיסון שפעת ועייןence סטנדרטי.
לוח מראה כתם נציג שהושג בעקבות immunodetection של האנטיגן HA. אנטיגן ההתייחסות HA היה מדולל לריכוזים מ מיקרוגרם 0-6 HA / ml לבין החיסונים היו מדולל כדי בריכוז של 0.375 מיקרוגרם HA / מ"ל ב 4M אוריאה / TBS לפני מוחל על קרום PVDF עם מנגנון SF ביו דוט Microfiltration . אנטיגן HA זוהה לאחר מכן באמצעות נוגדן Uni-1 אוניברסלי. לוח ב 'מציג דוגמה של עקומת סטנדרט מתקבל על ידי גילוי אותות של ריכוזי HA שונים מהתקן התייחסות החיסון. עוצמת האות היא יחסית ריכוז HA ו העקום מתאים מודל 4-PL.
איור 7. גילוי האנטיגן NA בחיסון דגימות שפעת רגילה התייחסות.
לוח ונציג B להראות אותות המתקבלים בעקבות זיהוי של NA ב תקן חיסון שפעת התייחסות בדילול לריכוזים NA בטווח שבין 0 ל 10 NA מיקרוגרם / מ"ל ב 0.01% Zwittergent / TBS ו עקום וכתוצאה 4-PL סטנדרטי הבאים מנתחת צפיפות. דוגמה אופיינית של אותות chemiluminescence זוהה בעקבות ניתוח חריץ כתם של אנטיגן NA בדגימות חיסון שפעת מוצגת בלוח ג דגימות שפעת החיסון היו בדילול ריכוז של 1 מיקרוגרם HA / מ"ל ב 0.01% Zwittergent / TBS והיו מחק על PVDF קרום באמצעות מנגנון ביו דוט SF Microfiltration. דילולים של רמת הפניה המקביל החיסון, עם ריכוזים הנעים בין 0 ל 2.5 NA מיקרוגרם / מ"ל, נכללו על כתם זהה על מנת ליצור עקומת תקן quantitation של האנטיגן NA בדגימות החיסון. אנטיגן NA זוהה עם הנוגדן HCA-2 אוניברסלי נגד NA צפיפות וניתוח של אותות chemiluminescence שהושגו בוצעה. כמות NA במדגם כל חיסון יכול להיות מחושב על עקומת סטנדרט 4-PL מתקבל על ידי זוממים את עוצמת האות ערכים לעומת ריכוז NA בתקן התייחסות החיסון.
קביעה כמותית של שפעת נגיפית HA ו NA הם קריטיים עבור מחקר ופיתוח החיסון שכן אלה שני חלבונים פני השטח הם מרכיבים נגיפיים החשוב ביותר גרימת התגובה החיסונית 6-11. שיטות אימונולוגיות דיווחו בעבר לצורך זיהוי של חלבונים אלה דורשים מאמץ נוגדנים ספציפיים. כתם פשוט, לשחזור מ...
המחברים מבקשים להודות לגברת מוניקה Tocchi לבדיקה העריכה של כתב היד. AMH הוא נתמך על ידי מלגה מהמלך Abdulaziz University, דרך סעודיה תרבות הלשכה בקנדה.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
שם מגיב או ציוד | חברה | מספר קטלוגי | תגובות |
---|---|---|---|
Bio-Dot-SF Apparatus Microfiltration | Bio-Rad | 170-6542 | |
Bio-Dot-SF נייר סינון | Bio-Rad | 162-0161 | |
Immobilon-FL העברת קרום (PVDF) | Millipore | IPFL00010 | |
לשאוב אבק | Millipore | WP6111560 | |
Chemiluminescence BioMax אור קולנוע | קודאק | 178 8207 | |
FluorChem ג'ל מערכת תיעוד | אלפא Innotech | 29-008-1896X | |
ארנב נוגדנים נגד יוניברסל HA ו NA אנטיגנים | Uni-1 (HA) HCA-2, HCA-3 (NA) | נוגדנים זמינים דרך MTA או יכול להיות שנוצר על ידי חוקרים מעוניינים פי הנהלים שתוארו לעיל 6,7. | |
התייחסות שפעת חיסון אנטיגן | CBER / או ה-FDA NIBSC | ||
חיסון נגד שפעת דגימות | זמין בדרך כלל ברוב המדינות | ||
דשן | סיגמא אולדריץ | U1250 | |
דטרגנט Zwittergent 3-14 | Calbiochem | 693017 | |
Tween-20 | פישר סיינטיפיק | BP337-500 | |
סופג חוסם כיתה ללא שומן יבש החלב | Bio-Rad | 170-6404 | |
ImmunoPure נגד ארנב עיזים IgG, (H + L), peroxidase מצומדות | Thermo Scientific | 31460 | |
SuperSignal המערבית דורה Extended תשתית משך | Thermo Scientific | 34075 |
An author's affiliation was omitted from the publication of Quantitative Analyses of all Influenza Type A Viral Hemagglutinins and Neuraminidases using Universal Antibodies in Simple Slot Blot Assays.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved