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Method Article
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シンプルなスロットブロット法は、バイオインフォマティクス解析によって同定された彼らの最も保存された配列を標的とする普遍的な抗体を用いてインフルエンザウイルスのヘマグルチニンとノイラミニダーゼの定量化のために開発されました。この革新的なアプローチは、すべてのウイルスのヘマグルチニンとノイラミニダーゼの定量に有用な代替手段を提供することがあります。
ヘマグルチニン(HA)とノイラミニダーゼ(NA)はウイルスのライフサイクルと防御免疫反応の1,2の誘導に重要な役割を果たすことが知られているインフルエンザウイルスの2つの表面蛋白質である。中和抗体の主要なターゲットとして、HAは現在、インフルエンザワクチンの効力のマーカーとして使用され、一元放射免疫拡散(SRID)3によって測定されます。しかし、対応するサブタイプ特異的抗血清の可用性にSRIDの依存性はすべての新しいワクチンのリリースのための2-3ヶ月の遅延の最小値になります。また、NAにも防御免疫4を誘発するという証拠にもかかわらず、インフルエンザワクチンのNAの量がまだのために適切な試薬や分析法5の欠如に標準化されていません。このように、HAとNA抗原を定量することができるシンプルな代替方法は、Rapid Releaseとインフルエンザワクチンのよりよい品質管理のための望ましいです。
すべての利用可能なインフルエンザのHAとNAの配列における普遍的に保存された領域は、6月7日バイオインフォマティクス解析により同定した。つの保存配列はノイラミニダーゼ、一酵素活性部位に近い(HCA - 2として指定)とで識別されたうちの一方のシーケンスは、(ユニ- 1として指定)、HA、融合ペプチド6の唯一の普遍的に保存さエピトープが同定されたN -末端に他の近くに(HCA - 3として指定)7。これらのアミノ酸配列を有するペプチドを合成し、抗体の産生のためにウサギを免疫するために使用された。 HAのユニ- 1エピトープに対する抗体は、HCA - 2とNAのHCA - 3の領域に対する抗体は、全9 NA亜型を結合することが可能であった間にインフルエンザHA(H1 - H13)の13サブタイプに結合することができた。尿膜タンパク質との交差反応性が検出されなかったことを観察によって証明されるようにすべての抗体は、ウイルス配列に対して顕著な特異性を示した。これらの普遍的な抗体は、特異的抗血清7,8がなくてもインフルエンザワクチンのHAとNAを定量化するためにスロットブロットアッセイを開発するために使用されていました。ワクチンのサンプルは、種々の濃度に希釈した標準品と一緒にスロットブロット装置を用いてPVDF膜に適用した。 HAの検出のために、サンプルと標準は、最初に希釈したトリス緩衝NAの測定のために彼らはこれらの条件としてZwittergent 0.01%を含むTBSで希釈しながら、4M尿素を含有する生理食塩水(TBS)が有意に検出感度を向上した。それぞれの普遍的な抗体でイムノブロットすることによって、HAとNAの抗原の検出に続いて、信号強度はデンシトメトリーにより定量した。ワクチンのHAとNAの量は、使用される参照の種々の濃度の信号強度と確立された標準曲線を用いて計算した。
これらの抗体は、HAまたはNAのユニバーサルエピトープに結合することを考えると、関心のある研究者は、スロットブロット以外のイムノアッセイで研究ツールとしてそれらを使用することができます。
1。試薬と機器の準備
2。 HAスロットブロット用のインフルエンザワクチンのサンプルとリファレンススタンダードの調製
テストされるワクチン株に対応する予め定められたHAのコンテンツとインフルエンザワクチンの標準品は生物学的標準および制御のための生物製剤評価研究センター(CBER / FDA、米国)や国立研究所のためのセンターから入手した(NIBSC、英国)とスロットブロットによるHAの定量に使用されています。捜査官はまた、文献9および10に記載されて確立された手順を使用して独自の抗原の基準を作成することができる。
3。 NAスロットブロット用のインフルエンザワクチンのサンプルとリファレンススタンダードの調製
テストされるワクチン株は生物学的標準および制御のための生物製剤評価研究センター(CBER / FDA、米国)や国立研究所のためのセンター(NIBSC、英国)から得られた結果であり、NAの定量に使用されているに対応するインフルエンザワクチンの参照標準スロットブロットによる。これらの標準試料のNAの内容は、若干の修正10で、9前述した。、デンシトメトリ走査型分析と組み合わせることで、脱グリコシル化試料のSDS - PAGE分析により決定した簡単に言えば、脱グリコシル化ワクチンの基準試料(5μg)をサンプルバッファーと混合し、ゲル上にロードされます。追跡用色素はちょうどSYPRO染色に続いて、ゲルを使い果たすまで、ゲルを約90分間、20 mAで実行されました。タンパク質のデンシトメトリーの定量は、Fluorchemゲルドキュメンテーションシステム(アルファイノテック)を用いて行った。 NAの量は、ローリーアッセイによって決定される全タンパク質のNA蛋白質の比率に基づいて決定されました。この方法を用いて調製した標準試料は、ワクチンメーカーからのワクチンサンプル中のNAの内容の定量化のためにスロットブロットで使用することができます。
4。 PVDF膜上に試料のバイオドットSFの精密ろ過装置及びブロッティングの組立
5。 HAとNA抗原のイムノブロット
6。代表的な結果:
使用可能なすべてのインフルエンザHAシーケンスのバイオインフォマティクス解析は、HAの唯一の保存領域としてHA2サブユニットのN末端を(融合ペプチド)を確認した。図1は、識別されたコンセンサス配列の各アミノ酸の位置のための省エネルギー率を示しています。つのバリエーションは、HA2の14 N -末端アミノ酸の位置2(L -> I)と12(G -> N)で同定されたが、そのような変動は抗体とペプチド変異体6の間の結合に影響を与えないように発見された。ユニ- 1エピトープ(GLFGAIAGFIEGGW)は、HAに対するユニバーサル抗体を開発するために選ばれました。この抗体は、ウイルス配列のための顕著な特異性を明らかにし、インフルエンザHA(H1 - H13)(図2)の13種類のサブタイプに結合可能です。
同様のアプローチを使用して、二つの普遍保存された配列は、すべてのインフルエンザNAの、N末端(HCA - 3)一つの酵素活性部位(HCA - 2)に近い(図3A)と他の(図3B)で同定された。これらのアミノ酸配列を有するペプチドは、NAに対する普遍的な抗体を生成するための抗原として使用した。両方のエピトープに対する抗体は、NAの全9サブタイプに結合することができたため、ウイルスのNAのシーケンス(図4)に対して高い特異性を示す、尿膜または細胞タンパク質にはほとんど交差反応性を示した。
図5は、インフルエンザHAとNAの定量化のためのスロットブロット法の概要を示しています。
HAとNAの抗原スロットブロット分析の例は図6と図7に示す。図6Aと6Cに示すようにそれぞれのインフルエンザワクチンの参照標準とワクチンのサンプル中のHAの抗原の検出後の代表的な結果。各サンプル(標準またはワクチン)は、隣接する井戸で、二重に実行されました。重複はsimilaを表示する必要があります検出以下のR強度。抗体希釈液、インキュベーションと露光時間の最適化が使用される抗体に応じて必要となる場合があります。
ワクチンのリファレンス標準試料からのHAの種々の濃度の検出後に得られた典型的な検量線の例を図6Bに示されています。 HAの抗原の濃度は、スロットブロットの化学発光検出後の信号強度に比例し、この濃度範囲(0.0938から6μgのHA / ml)のために4 - PLカーブフィッティングモデルに適合します。
図7は、インフルエンザワクチンの参照標準のとワクチンのサンプル中のNAの抗原の検出の代表的な結果を示しています。密度の解析には、スロットブロットによるワクチンの参照標準の種々の希釈でNAの抗原を検出することによって得られる信号の強度がNAの濃度(図7A)に比例することを示した。結果として得られる標準曲線は、図7Bに示すように、この濃度範囲(0.039〜10μgとNA / ml)を、4 - PLモデルに適合。図7cは、インフルエンザワクチンのサンプル中のNAのコンテンツのスロットブロット分析の例を示しています。各サンプルは、隣接するウェル内で、重複してアッセイした。
図1インフルエンザHAの融合ペプチド領域におけるユニ- 1エピトープの保全率。
すべての利用可能なインフルエンザの融合ペプチドは、(HA2サブユニットのN -末端に位置する)HAの唯一の普遍的に保存された領域であることを確認したHAシーケンスのバイオインフォマティクス解析。ポジション2(L -> I)と12(G -> N)二つのバリエーションが6抗体結合に影響を与えないように発見されたことに注意してください。インフルエンザHA(H1 - H13)の結合13の異なるサブタイプに対応できるユニバーサル抗体をUni - 1エピトープ(GLFGAIAGFIEGGW)を使用して開発されました。
図2。HAに対するユニバーサル抗体によるHAの13亜型の検出。
インフルエンザウイルスは孵化卵の伝播の13のサブタイプの尿液は、HAのユニ- 1エピトープに対するユニバーサル抗体を使用して、HAタンパク質の検出に続いて、SDS - PAGEで分画した。 NPタンパク質は、ポリクローナルウサギNP -特異的抗体を使用してコントロールをロードとして検出されました。ネガティブコントロール( - )は、感染していない卵から尿膜液だった。ポジティブコントロールは、(+)NIBSC、英国からH1の基準の標準でした
図3。インフルエンザNAの酵素活性部位とN末端 付近の配列相同性。
二つの普遍的に保存された配列は、インフルエンザNAのバイオインフォマティクスによって、酵素活性部位(HCA - 2)の近くに位置する1つ(パネル)、N末端(HCA - 3)(パネルB)で、他に同定された。これらの保存アミノ酸配列を有するペプチドを合成およびNAに対する普遍的な抗体を生成するために使用された。
図4のNA抗体によるNAの9亜型の検出。
インフルエンザウイルスの9つのNA亜型の尿液孵化卵の伝播は、HCA - 2(パネルA)とHCA - 3(パネルB)抗体を使用して、NA蛋白質の検出に続いて、SDS - PAGEで分画した。 NPタンパク質はウサギポリクローナルNP -特異的抗体(パネルC)を使用してコントロールをロードするように検出された。ネガティブコントロール( - )は、感染していない卵から尿膜液だった。ポジティブコントロールは、(+)尿膜液/新Caledonia/20/99のrNA1でスパイクと対応する抗血清でプローブした。
図5。インフルエンザワクチンのHAとNA抗原の定量のためのスロットブロットの手順のフローチャート。
サンプルの希釈のためだけでなく、スロットブロット膜を洗浄し、ブロッキングのために必要なバッファの最初に準備されており、バイオドットSFの精密ろ過装置の組み立てに必要なPVDFメンブレンとろ紙は、事前に浸漬される。インフルエンザワクチンと参照標準サンプルは、スロットブロットによるHAまたはNA検出のための最適なバッファーで希釈されています。バイオドットSFの精密ろ過装置は、メーカーの指示とサンプルをPVDFメンブレンに適用されるにしたがって組み立てられています。 HAとNAの抗原は、それぞれの抗原に対するユニバーサル抗体を用いて検出されます。デンシトメトリー分析は、試験した試料ではHAとNAの定量に得られる化学発光信号で実行されます。
図6。インフルエンザワクチンのサンプル中のHA抗原の検出と参照レンス標準。
パネルは、HAの抗原の免疫後に得られた代表的なブロットを示しています。 HAの参照抗原は0から6μgのHA / mlからの濃度に希釈し、ワクチンはバイオドットSFの精密ろ過装置でPVDF膜に適用される前に、4M尿素/ TBS 0.375μgのHA / mlの濃度に希釈した。 HAの抗原は、ユニ - 1ユニバーサル抗体を用いて検出した。パネルBは、ワクチンの参照標準から様々なHA濃度の信号を検出することにより得られた標準曲線の例を示しています。信号強度は、HAの濃度に比例し、曲線は4 - PLモデルに適合。
図7。インフルエンザワクチンのサンプルとリファレンスの標準のNAの抗原の検出。
パネルAとBのショーの担当者は、0.01%Zwittergent / TBSとトメトリー分析は、次の結果4 - PL標準曲線に0〜10μgのNA / mLの範囲のNAの濃度に希釈したインフルエンザワクチンの参照標準のNAの検出後に得られた信号。インフルエンザワクチンのサンプル中のNAの抗原のスロットブロット分析は、次の検出された典型的な化学発光シグナルの例は0.01%Zwittergent / TBSで1μgのHA / mlの濃度に希釈されたパネルC.インフルエンザワクチンのサンプルに示されていると上にブロットしたバイオドットSFの精密ろ過装置を用いてPVDF膜。 0〜2.5μgのNA / mlの濃度範囲に対応するワクチンの参照標準の希釈は、ワクチンのサンプル中のNAの抗原の定量のための標準曲線を確立するために、同じブロットに含まれていた。得られた発光信号のNAと密度測定分析に対してHCA - 2ユニバーサル抗体が実行されたとNAの抗原が検出されました。各ワクチンのサンプル中のNAの量は、ワクチンの参照標準のためのNAの濃度に対して信号の強度値をプロットして得られた4 - PL標準曲線に対して計算することができます。
これら2つの表面のタンパク質が免疫応答の6-11を誘発する最も重要なウイルス成分なので、インフルエンザウイルスのHAとNAの定量は、ワクチンの研究開発にとって重要です。これらのタンパク質の検出のための以前に報告された免疫学的方法は、歪みの特定の抗体が必要です。抗体は彼らの唯一の普遍的に保存されたエピトープ6-8を認識するので、HAとNAの抗原ここで説明を?...
著者は、原稿の編集審査のために夫人モニカTocchiに感謝したいと思います。 AMHは、カナダにおけるサウジアラビアの文化局を通じて、キングアブドゥルアジーズ大学からの奨学金によってサポートされています。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
試薬や機器の名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
---|---|---|---|
バイオドットSFの精密ろ過装置 | Bio - Rad社 | 170-6542 | |
バイオドットSFフィルターペーパー | Bio - Rad社 | 162-0161 | |
イモビロン- FLトランスファーメンブレン(PVDF) | ミリポア | IPFL00010 | |
真空ポンプ | ミリポア | WP6111560 | |
化学発光Biomaxのライトフィルム | コダック | 178 8207 | |
FluorChemゲルドキュメンテーションシステム | アルファイノテック | 29から008 - 1896X | |
HAとNAの抗原に対する普遍的なウサギ抗体 | UNI - 1(HA)HCA - 2、HCA - 3(NA) | 抗体は、MTAを介して入手するか、以前に6,7を説明した手順にしたがって興味のある研究者によって生成することができます。 | |
インフルエンザワクチンの基準抗原 | CBER / FDAまたはNIBSC | ||
インフルエンザワクチンのサンプル | ほとんどの国で一般的に使用可能 | ||
尿素 | シグマアルドリッチ | U1250 | |
Zwittergent 3月14日洗剤 | カルビオケム | 693017 | |
Tween - 20を | フィッシャーサイエンティフィック | BP337 - 500 | |
ブロッティンググレードブロッカー脱脂粉乳 | Bio - Rad社 | 170-6404 | |
ImmunoPureヤギ抗ウサギIgG(H + L)、共役ペルオキシダーゼ | サーモサイエンティフィック | 31460 | |
SuperSignalウエストデュラエース拡張期間の基板 | サーモサイエンティフィック | 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.
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