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Method Article
Descrevemos dois métodos para condicional Trans Complementação de vírus da hepatite C (HCV) de montagem e da realização do ciclo de vida completo viral, que se baseiam na formação de heterocarionte. Estas técnicas são adequados para triagem de linhagens de células que expressam fatores de restrição dominantes, que impedem a produção de progênie HCV infeccioso.
Vírus da hepatite C (HCV) é um vírus hepatotrópico com uma gama de hospedeiros restrita aos seres humanos e chimpanzés. Embora HCV replicação de RNA tem sido observada em linhas de células humanas não-hepáticas e de murídeo, a eficiência foi muito baixa e necessários procedimentos de longo prazo de selecção utilizando HCV replicão constrói expressando dominantes antibiótico-seleccionáveis marcadores 1-5. HCV in vitro de pesquisa é, portanto, limitados a linhas celulares de hepatoma humano permissivas para a entrada do vírus e conclusão do ciclo de vida do vírus. Devido a HCVs tropismo espécies estreito, não existe nenhum modelo animal imunocompetente pequena disponível que sustenta o ciclo de replicação do HCV completa 6-8. Replicação ineficiente do HCV em células não-humanos, por exemplo de origem do rato é provavelmente devido à falta de incompatibilidade genética de factores do hospedeiro essenciais de dependência e / ou expressão de factores de restrição.
Investigamos se a propagação HCV é suprimida por fa restrição dominantectors em qualquer linhas de células humanas derivadas de tecidos não-hepáticas, ou em linhas de células do fígado de rato. Para este fim, desenvolvemos dois independentes condicionais de complementação trans métodos que dependem somática fusão celular. Em ambos os casos, a conclusão do ciclo de replicação viral só é possível em os heterocariontes. Por conseguinte, a complementação trans-sucesso, o que é determinado por medição da produção de novo de descendência virai infecciosa, indica ausência de restrições dominantes.
Especificamente, subgenómico replicões de HCV que transportam um transgene de luciferase foram transfectados para altamente permissivas células de hepatoma humano (Huh-7.5 células). Subsequentemente, estas células foram co-cultivados e fundidos a várias células humanas e de murino expressando HCV núcleo proteínas estruturais, envelope 1 e 2 (E1, E2) e acessório proteínas p7 e NS2. Desde que a fusão celular foi iniciada por meio de tratamento com polietileno-glicol (PEG), a cultura libertado infecciosa virai aaARTIGOS que as células infectadas sem tratamento prévio de uma forma do receptor-dependente.
Para avaliar a influência das restrições dominantes sobre o ciclo de vida viral, incluindo entrada de célula, tradução do RNA, replicação e montagem do vírus, que se aproveitou de uma linha celular humana do fígado (Huh-7 células Lunet N 9) que não tem expressão endógena de CD81, um factor de entrada essencial do HCV. Na ausência de CD81 ectopicamente expressa, estas células são essencialmente refractário para infecção por VHC 10. Importante, quando co-cultivadas e fundidos com células que expressam CD81 humano, mas falta pelo menos um outro fator fundamental a entrada de células (ou seja, SR-BI, CLDN1, OCLN), apenas os resultantes heterocários exibir o conjunto completo de fatores de entrada HCV necessárias para a infecção. Portanto, para analisar se factores de restrição dominantes suprimir a conclusão do ciclo de replicação do HCV, que fundiram células Lunet N com várias células de origem humana e do rato que preenchem a crit acima mencionadoeria. Quando a co-cultura de células foram transfectadas com uma proteína do envelope viral altamente fusogénicos mutante do vírus sincicial protótipo (PFV 11) e subsequentemente desafiados com partículas infecciosas HCV (HCVcc), de novo de produção de vírus infeccioso foi observada. Isso indica que o HCV concluído com êxito o seu ciclo de replicação em heterocárions descartando assim a expressão de fatores de restrição dominantes nessas linhas celulares. Estas novas condicionais de complementação-trans métodos serão úteis para pesquisar uma grande painel de linhas celulares e células primárias para a expressão de factores específicos de HCV de restrição dominantes.
A fusão celular por PEG
1. Cultura de Células
2. A transfecção do RNA do HCV
3. Indução de fusão por PEG
4. Imunofluorescência para determinar a eficiência de fusão
Fusão por transfecção transitória do vírus espumoso protótipo (PFV) glicoproteína
5. Preparação do inóculo viral
6. Cultura celular, fusão celular por transfecção de uma glicoproteína PFV fusogénicos
7. Ensaio de Infecção
8. Visualização de fusão celular
Espécies | A linha de células | Origem | Meio de crescimento e seleção |
Humano | Huh-7.5 | Subclone de Huh-7 linha celular de hepatoma 17 | DMEM CPLT |
Huh-7.5 [CE1] [E2p7NS2] | Expressando estavelmente núcleo proteínas virais, E1, E2, P7, e NS2, transduzidas por lentivirus gene do tRANSFERÊNCIA de duas cassetes de genes independentes | DMEM CPLT + blasticidina 5 mg / mL | |
Huh-7 Lunet N | Subclone de Huh-7 linha celular de hepatoma 9 | DMEM CPLT | |
HeLa | Linha celular de adenocarcinoma do colo do útero (número ATCC: CCL-2) | DMEM CPLT | |
HeLa [CE1] [E2p7NS2] | Expressando estavelmente núcleo proteínas virais, E1, E2, P7, e NS2, transduzidas por transferência de genes lentiviral de duas cassetes de genes independentes | DMEM + CPLT G418 750 ug / mL; ug blasticidina 5 / mL | |
Mouse | Hep56.1D | Carcinoma hepatocelular primário (dom tipo de J. Encke) Adultos camundongos C57BL/6J | DMEM CPLT |
Hep56.1D [CE1] [E2p7NS2] | Ex estávelpressionando núcleo proteínas virais, E1, E2, P7, e NS2, transduzidas por transferência de genes lentiviral de duas cassetes de genes independentes | DMEM + CPLT G418 750 ug / mL; ug blasticidina 5 / mL | |
Hep56.1D hCD81 | Expressando estavelmente CD81 humanas transduzidas por transferência de genes lentiviral | DMEM CPLT + blasticidina 5 mg / mL |
. Tabela 1 Especificações sobre a origem e cultura condição de linhas celulares utilizadas CPLT: completo, G418: geneticina, h: humanos.
9. Os resultados representativos
Neste estudo, foram aplicados dois métodos diferentes de fusão celular somática que nos permitem investigar especificamente o impacto dos fatores de restrição após a conclusão do ciclo de replicação do HCV em heterocárions. De nota, o desenho condicional de complementação-trans mediante a fusão dos dois tipos de células diferentes que asseguraapenas em heterocárions verdadeiros entre as células de fígado humano e linhas não-permissivas celulares, montagem de vírus (abordagem 1) ou de entrada de vírus e do ciclo de replicação completa HCV (abordagem 2) são realizadas.
Na primeira abordagem Huh-7.5 células, altamente permissivas para o HCV, foram transitoriamente transfectadas com um replicão subgenómico expressando um transgene de luciferase e de HCV proteínas não-estruturais de suporte subgenómico HCV replicação de RNA (células Huh-7.5 replicão). Estas células foram co-cultivados e fundido com linhas de células que expressam o HCV núcleo proteínas estruturais, E1, E2, bem como proteínas p7 acessório, e NS2. Figura 1A mostra uma visão geral do procedimento experimental. Importante, seguindo fusão de PEG, todas as proteínas necessárias para a montagem da partícula deve estar presente no heterocário formado, que pode ser confirmada por imunofluorescência contra individuais proteínas virais. A Figura 1B representa um evento de fusão exemplar no qual os sinais tanto para NS5A expressa em Hein-7.5 células replicão e E2expressa em Huh-7.5 [CE1] [E2p7NS2] células de empacotamento foram detectados no citoplasma mesmo sobre o PEG-induzida de células híbridas. Quando a co-cultura de células foram tratadas em vez com PBS, sem fusão foi induzida, assim, apenas um único células positivas e sem co-localização dos sinais foi observada. Além disso, para controlar a expressão do transgene, foi realizada ELISAs específicos para o núcleo e E2 (relatado anteriormente em detalhe 15). Para além da linha de células de controlo de embalagem Huh 7,5 [CE1] [E2p7NS2], foram geradas HeLa e células de empacotamento Hep56.1D como representantes de figado humano não-e células do fígado de rato, respectivamente. HCV eficiência da replicação de RNA nestas últimas células é montagem de baixo e de HCV e de libertação não foi demonstrado. A Figura 1C ilustra os resultados do ensaio de fusão. Os sobrenadantes foram coletados a partir da co-cultura de 48 h após a indução de fusão e usada para inocular ingênuos Huh-7.5 células para posterior ensaios de luciferase. Notadamente, quando as células Huh-7.5 replicão foram fundidas com tantolinhas de células naive ou tratados com PBS como controlo, não infectividade foi detectada nos fluidos de cultura. No entanto, quando a fusão celular entre Huh-7.5 replicão e linhas celulares de empacotamento foi induzida por PEG, trans-complementação entre replicão e expressas constitutivamente proteínas estruturais resgatado a produção de vírus nas heterocariontes resultantes e partículas virais infecciosas foram libertados para os fluidos de cultura. Assim, concluímos que a produção de vírus necessária fusão de células e expressão de proteínas virais nas linhas celulares de empacotamento. Surpreendentemente, não só os heterocários de Hein-7.5 células de hepatoma humano, mas também heterocários com fígado humano não (HeLa [CE1] [E2p7NS2]) do mouse e do fígado (Hep56.1D [CE1] [E2p7NS2]) a liberação de vírus células permitiu, indicando que a montagem ea libertação não são predominantemente inibida por factores de restrição possíveis nestes tipos de células. Expressão de proteínas estruturais em linhas de embalagem de células e de entrada autêntica em células alvo foi mostrado na Frentzen Et al. 15.
Um método alternativo de fusão celular foi utilizada para analisar as possíveis restrições que afectam entrada de célula, a tradução de RNA e fases de replicação de RNA do ciclo de replicação e para excluir que uma elevada carga virai em células transfectadas Hein 7,5 replicão impediria a detecção de factores de restrição por meio de saturação. Para este fim, foi desenvolvido um ensaio independente baseado no inoculação de heterocariontes com HCVcc e detecção de novo de produção de vírus nestas células. Como ilustrado na Figura 2A, somática fusão celular foi induzida pela expressão de uma glicoproteína fusogénicos após co-cultura das células. Este método foi escolhido porque a sensibilidade foi aumentada provavelmente devido a eficiência de fusão aumentou. Heterocariontes foram visualizadas por coloração linhas celulares separadas com corantes CellTracker Antes de co-cultivo. Um heterocário com forma homogénea corantes distribuídas dentro do citoplasma indica fusão de dois tipos de células como indicamd na Figura 2B. Apenas em heterocárions de Lunet N com células HeLa ou Hep56.1D hCD81 células são todos os fatores de entrada HCV expressa, assim, tornando seletivamente heterocários suscetíveis à entrada de célula HCV. Desafio com HCVcc resultou em replicação completa de HCV em heterocariontes que é evidente a partir de novo de produção de descendência virai infecciosa aproximadamente 10 vezes acima da de fundo do ensaio (Figura 2C). Como um controlo, as células Lunet N foram fundidos com células de Lunet N. É importante notar apenas níveis muito baixos de perto HCV infeccioso para o limite de detecção foram observados. Resultados semelhantes foram obtidos quando as células Lunet N foram fundidas com células naive Hep56.1D. Em ambos os casos, CD81 humano estava ausente de modo que o VHC não podia produtivamente infectar os heterocariontes. Este infecciosidade muito baixa detectada nestes dois últimos casos é provavelmente atribuíveis a baixo nível de infecção de células Lunet N e / ou baixos níveis de entrada do vírus infeccioso residual a partir do inoculo. Em células HeLa e de contraste Elep56.1D hCD81 células expressam CD81 humano, complementando assim o fator de entrada sem celular nos heterocários e permitindo a entrada de células HCV. O nível 10 vezes maior de HCV infeccioso detectada no meio de heterocariontes envolvendo estas duas linhas celulares, por conseguinte, provavelmente reflecte a produção de novo de partículas infecciosas em heterocariontes. Assim, concluiu-se que a conclusão do ciclo de replicação do HCV não se restringe excluindo a expressão de factores de restrição do HCV dominantes nestas linhas celulares.
Figura 1. Trans-complementação de HCV de montagem e de libertação em heterocariontes. (A) esboço esquemático do procedimento experimental de PEG-mediada fusão celular. O JFH1 luciferase repórter replicão Luc-NS3-5B foi transfectado em naive Huh-7.5 células por electroporação. No dia seguinte, as células foram destacadas e co-cultivados com células naive ou embalagens As células que expressam constitutivamente HCV núcleo, E1, E2, p7 e NS2. 24 h após a co-cultura, a formação de heterocarionte foi induzida por tratamento com PEG de 40% usando PBS como controlo negativo. Após 48 h, livre de células sobrenadante foi colhido para inocular naive Huh-7.5 células. Infectividade foi determinada pela atividade da luciferase. (B) Para a detecção de heterocariontes, as células foram imunocoradas utilizando anticorpos monoclonais contra E2 e NS5A. A expressão simultânea de ambas as proteínas no interior das células é indicativo de fusão celular. (C) foram realizadas medições luciferase para quantificar a infectividade virai produzido a partir de heterocariontes. Valores médios de três experimentos independentes e os desvios-padrão das médias são dadas. A barra horizontal representa a RLU fundo determinado em não infectados Huh-7.5 células. Clique aqui para ver maior figura .
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Figura 2. Conclusão do ciclo de replicação do HCV após a inoculação de heterocariontes. (A) Resumo esquemática do procedimento experimental. Huh-7 células Lunet N faltam CD81 foram co-cultivados com as linhas celulares indicadas em falta ou expressando CD81 humano. Importante, estas últimas células não possuem, pelo menos, um factor de entrada de HCV e, por conseguinte, não pode ser produtivamente infectadas. No dia seguinte, a fusão foi iniciada por transfecção de uma proteína do envelope viral fusogénicos da PFV. Trinta horas mais tarde, as células foram desafiadas com partículas infecciosas de HCV. Para medir a entrada de célula, a replicação de RNA e produção de vírus sustentada por estes heterocariontes, infecciosidade libertado nos fluidos de cultura isentos de células foi determinada após a inoculação 48 h. Para este fim, sem tratamento prévio Huh-7.5 células foram utilizadas como células alvo, num ensaio de diluição limitante (TCID 50). (B) Para a detecção de heterocariontes, as células foram coradas com Green CellTracker ou CellTracker Laranja 6 h antes do co-cultivção e transfecção. Trinta horas mais tarde, as células foram fixadas e coradas com DAPI. (C) células Lunet N foram fundidas a células HeLa, células naive Hep56.1D ou Hep56.1D que expressam CD81 humanas. Estas culturas foram inoculadas com HCVcc (MOI de 2,3). Os fluidos da cultura foram coletados 48 h mais tarde e de liberação de partículas de novo heterocários foi determinada por TCID 50 usando ingênuos células Huh-7.5-alvo. Valores médios de três experimentos independentes são dadas. A barra horizontal representa o limite de detecção do ensaio. para ver figura maior .
Apresentamos dois métodos para induzir a formação heterocário em células em cultura para a análise de dominantes negativos restrições que impedem a replicação do HCV. Utilizando estes procedimentos que excluída a presença de um factor dominante expressa constitutivamente ou induzida por vírus em vários figado humano não-e em linhas celulares de murídeo do fígado. O primeiro ensaio analisa principalmente se os fatores de restrição de impedir a montagem HCV e liberação de progênie infecciosa. Uma vez...
TP recebeu honorários de consultoria da Biotest.
Somos gratos a Takaji Wakita e Bukh Jens para JFH1 e isolados J6CF, respectivamente. Além disso, agradecemos Charles Rice para Hein-7.5 células e do anticorpo 9E10, Steven Foung para o anticorpo específico CBH-E2-23, e todos os membros do Departamento de Virologia Experimental, Twincore para sugestões e discussões.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome do reagente | Companhia | Número de catálogo | |
DMEM | Invitrogen, Karlsruhe, Alemanha | 41965-039 | |
L-glutamina | Invitrogen, Karlsruhe, Alemanha | 25030-024 | |
Non-aminoácidos essenciais | Invitrogen, Karlsruhe, Alemanha | 11140-035 | |
A penicilina / estreptomicina | Invitrogen, Karlsruhe, Alemanha | 15140-122 | |
Soro fetal de vitelo | PAA, Cölbe, Alemanha | A15151 | |
α-E2 (CBH23) | gentilmente cedido por Steven Foung 10 | ||
ATP | Sigma, Steinheim, Alemanha | A2833-106 | |
Glutationa | Sigma, Steinheim, Alemanha | G4251-1G | |
Blasticidina | Invivo Gen, San Diego, EUA | Ant-bl-1 | |
G418 (geneticina) | Invitrogen, Karlsruhe, Alemanha | 11811-064 | |
Polietileno-glicol-1500 | Roche, Mannheim, Alemanha | 10783641001 | |
Paraformaldeído | Roth, Karlsruhe, Alemanha | 0.335,3 | |
Triton X-100 | Roth, Karlsruhe, Alemanha | 3051,2 | |
Soro de cabra | Sigma, Steinheim, Alemanha | G9023-5mL | |
α-NS5A (9E10) | Gentilmente cedido por Charles Rice 7 | ||
DAPI (4 ', 6'-diamidino-2-fenilindol dicloridrato) | Invitrogen | D1306 | |
Alexa-Fluor 546 - cabra anti-IgG humana | Invitrogen, Karlsruhe, Alemanha | A21089 | |
Alexa-Fluor 488 - cabra anti-IgG de rato | Invitrogen, Karlsruhe, Alemanha | A10680 | |
Lipofectamine 2000 | Invitrogen, Karlsruhe, Alemanha | 11668-019 | |
CellTracker CMTMR | Invitrogen, Karlsruhe, Alemanha | C2927 | |
CellTracker CMFDA | Invitrogen, Karlsruhe, Alemanha | C2925 | |
Fluoromount | Sigma, Steinheim, Alemanha | F4680-25ML | |
Todos os outros produtos químicos | Roth, Karlsruhe, Alemanha | ||
De cultura de células materiais | Sarstedt, Nümbrecht, Alemanha |
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