Name: oral combinational antiretroviral treatment in hiv-1 infected humanized mice
Uploaded: 2022-10-06T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Oral Combinational Antiretroviral Treatment in HIV-1 Infected Humanized Mice at JoVE.com

我们要感谢Romas Geleziunas博士和Jeff Murry博士以及吉利德的人们提供本研究中使用的抗逆转录病毒药物。这项工作由NCI 1R01CA239261-01（到厨房），NIH资助P30AI28697（加州大学洛杉矶分校CFAR病毒学核心，基因和细胞治疗核心，以及人源化小鼠核心），U19AI149504（PIs：Kitchen&Chen），CIRM DISC2-10748，NIDA R01DA-52841（到Zhen），NIAID R2120200174（PIs：Xie&Zhen），IRACDA K12 GM106996（Carrillo）。这项工作还得到了加州大学洛杉矶分校艾滋病研究所，詹姆斯·B·彭德尔顿慈善信托基金和麦卡锡家庭基金会的支持。

匿名的人类胎儿组织是通过商业获得的。动物研究是根据加州大学洛杉矶分校和（加州大学洛杉矶分校）动物研究委员会（ARC）根据所有联邦，州和地方指南批准的协议进行的。具体而言，所有实验均按照美国国立卫生研究院（NIH）和国际实验动物护理评估和认证协会（AALAC）关于实验动物住房和护理的建议和指南进行，根据加州大学洛杉矶分校ARC协议编号2010-038-02B。所有手术均在氯胺酮（100mg / ...

本文开发了一种口服cART给药方法，用于HIV-1感染的人源化小鼠，方法是在高营养食物中结合三种抗逆转录病毒药物。与每日注射给药相比，口服给药更易于使用，限制给药频率，减少动物处理，最大限度地减少压力并提高安全性55。到目前为止，只有少数针对人源化小鼠24，37，41的研究使用含有粉碎ART药物的?...

慢性人类免疫缺陷病毒（HIV）感染者的预期寿命通过联合抗逆转录病毒治疗（cART）显著提高1，2。cART成功地减少了大多数HIV-1慢性感染参与者的HIV-1复制并将CD4 + T细胞计数提高到正常水平3，从而改善了整体健康状况并显着减少了疾病进展4。然而，即使在急性感染期间开始 ART 时，潜伏的 HIV-1 储库也会建立5，6，7。在 ART 期间，储库持续多年，并且 ART 中断后病毒快速反弹是有据可查的8，9。接受抗逆转录病毒治疗的艾滋病毒感染者也容易患心血管疾病、癌症和神经系统疾病等合并症的风险更高10，11，12。因此，需要一种功能性的HIV治疗方法。HIV-1感染的动物模型在开发和验证新的HIV治疗策略方面具有明显的优势13，14，15。人源化小鼠作为一种小动物模型，可以在不同组织中提供多谱系人免疫细胞重建，从而可以密切研究HIV感染16，17，18，19。在人源化模型中，人源化骨髓-肝脏-胸腺（BLT）模型成功地概括了慢性HIV-1感染以及人类对HIV-1感染的功能性免疫反应20，21，22，23，24。因此，人源化BLT小鼠模型已被广泛用于HIV研究领域的各个方面的研究。人源化BLT小鼠不仅是重现持续HIV-1感染和发病机制的成熟模型，也是评估基于细胞疗法的干预策略的重要工具。目前的作者和其他人已经证明，人源化BLT小鼠模型概括了持续的HIV-1感染和发病机制25，26，27，并提供了评估基于细胞疗法的干预策略的工具28，29，30，31，32，33。
cART方案由每天服用的抗逆转录病毒药物组合组成，可抑制HIV-1复制，以至于成功治疗的个体的病毒载量在长期内仍然无法检测到34。用临床相关的cART方案治疗HIV感染的人源化小鼠的结果类似于在HIV-1感染的ART治疗个体中观察到的结果22：HIV-1水平被抑制在检测限以下，并且cART的中断导致HIV复制从潜伏库反弹35。皮下注射（SC）27，36，37或腹膜内（IP）37，38，39是人源化小鼠cART治疗的常用途径。然而，每天密集的注射会通过身体约束给动物带来压力40。它也是劳动密集型的，并且由于在使用锐器时暴露于艾滋病毒而增加，因此对研究人员来说可能是不安全的。口服给药是模仿HIV-1感染者服用的cART药物的吸收、分布和排泄的理想选择。口服给药通常涉及定制且通常费力的程序，将抗逆转录病毒药物放入灭菌（由于小鼠的免疫缺陷而必需）食物24，37，41或水42，43，44，45，46中，这可能与许多抗逆转录病毒药物在化学上相容，也可能不相容，或者导致小鼠不容易吃或喝的东西（这会影响体内的剂量和药物水平）。这里提出的新型经口cART给药方法超越了以前的给药尝试，因为它与不同类型的抗逆转录病毒药物相容，安全性和易于制备和给药，以及减少每日注射引起的动物压力和焦虑。
富马酸替诺福韦二吡呋酯 （TDF）、艾维特拉韦 （ELV） 和拉替拉韦 （RAL） 是水溶性较差的药物。有趣的是，在高脂肪食物中观察到TDF的生物利用度增加，这表明脂肪食物对脂肪酶的竞争性抑制可能为TDF47提供一定的保护。因此，选择DietGel Boost杯代替普通啮齿动物食物作为交付方法，基于其适度的脂肪含量（每100克20.3克），与普通啮齿动物食物（每100克10克10克）和典型的小鼠高脂肪饮食（每100克40-60克）相比48。一杯的总重量为75克;因此，每个杯子将包含足够五只小鼠在3天内食用的食物量，因此也包含足够的药物。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>60 mm petri dish</td>
			<td>Thermo Scientific Nunc</td>
			<td>150288</td>
			<td>For aliquoting ART food</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>APC anti-human CD8 Antibody</td>
			<td>Biolegend</td>
			<td>344722</td>
			<td>For flow cytometry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD LSRFortessa</td>
			<td>BD biosciences</td>
			<td></td>
			<td>For flow data collection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD34 microbeads</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-046-702</td>
			<td>For NSG-BLT mice generation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge tubes</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>14-432-22</td>
			<td>For dissolving ART</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DietGel Boost</td>
			<td>ClearH2O</td>
			<td>72-04-5022</td>
			<td>For making ART food</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elvitegravir</td>
			<td>Gilead</td>
			<td></td>
			<td>Gifted from Gilead</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emtricitabine</td>
			<td>Gilead</td>
			<td></td>
			<td>Gifted from Gilead</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FITC anti-human CD3 Antibody</td>
			<td>Biolegend</td>
			<td>317306</td>
			<td>For flow cytometry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flowjo software</td>
			<td>FlowJo</td>
			<td></td>
			<td>For flow cytometry data analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HIV-1 forward primer: 5&#8242;-CAATGGCAGCAATTTCACCA-3&#8242;;</td>
			<td>IDT</td>
			<td>Customized</td>
			<td>For viral load RT-PCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HIV-1 probe: 5&#8242;-[6-FAM]CCCACCAACAGGCGGCCT 
			TAACTG [Tamra-Q]-3&#8242;;</td>
			<td>IDT</td>
			<td>Customized</td>
			<td>For viral load RT-PCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HIV-1 reverse primer: 5&#8242;-GAATGCCAAATTCCTGCTTGA-3&#8242;;</td>
			<td>IDT</td>
			<td>Customized</td>
			<td>For viral load RT-PCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human fetal tissue</td>
			<td>Advanced Bioscience Resources, Inc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice, strain NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td>5557</td>
			<td>For constructing the humanized mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pacific Blue anti-human CD45</td>
			<td>Biolegend</td>
			<td>304022</td>
			<td>For flow cytometry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PerCP anti-human CD4 Antibody</td>
			<td>Biolegend</td>
			<td>300528</td>
			<td>For flow cytometry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QIAamp Viral RNA Kits</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>&#160;52904</td>
			<td>For measuring viral load</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raltegravir</td>
			<td>Merck</td>
			<td></td>
			<td>Gifted from Merck</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile cell scrapers</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>179693</td>
			<td>For aliquoting ART food</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TaqMan RNA-To-Ct 1-Step Kit</td>
			<td>Applied Biosystems</td>
			<td>4392653</td>
			<td>For plasma viral load detection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tenofovir disoproxil fumarate</td>
			<td>Gilead</td>
			<td></td>
			<td>Gifted from Gilead</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trimethoprim-Sulfamethoxazole</td>
			<td>Pharmaceutical Associates</td>
			<td>NDC 0121-0854-16</td>
			<td>For keeping ART food sterile. Each 5mL teaspoon contains 
			200 mg Sulfamethoxazole, USP 
			40 mg Trimethoprim, USP 
			NMT 0.5% Alcohol</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

oral combinational antiretroviral treatment in hiv-1 infected humanized mice

人类免疫缺陷病毒（HIV-1）大流行继续在世界范围内有增无减地蔓延，目前还没有针对艾滋病毒的疫苗。虽然联合抗逆转录病毒疗法（cART）成功地抑制了病毒复制，但它不能完全根除艾滋病毒感染者的宿主。安全有效的HIV感染治愈策略需要多管齐下的方法，因此HIV-1感染动物模型的进步对于HIV治愈研究的发展至关重要。人源化小鼠概括了HIV-1感染的关键特征。人源化小鼠模型可以被HIV-1感染，并且可以通过cART方案控制病毒复制。此外，cART中断导致人源化小鼠的病毒迅速反弹。然而，对动物进行cART给药可能无效、困难或有毒，并且许多临床相关的cART方案无法得到最佳利用。除了对研究人员来说可能不安全之外，通过常用的强化日常注射程序施用cART还会通过动物的身体约束来引起压力。本文中描述的治疗HIV-1感染人源化小鼠的新型口服cART方法导致病毒血症抑制低于检测水平，增加CD4 +恢复率，并改善HIV-1感染人源化小鼠的整体健康状况。

假设一只体重为25克的平均小鼠每天消耗4克食物，则通过口服摄入的每日药物剂量对应于2.88mg / kg TFV，83mg / kg FTC和768mg / kg RAL。为了测试与每日注射cART相比，优化的食物方案是否有毒并影响整体健康，在cART之前和期间通过口服或皮下注射每周监测小鼠体重。每组在cART给药前没有显着的体重差异（图1）。然而，在每日cART SC注射期间，小鼠重量不断下降。相比之下，DietGel中?...

Watch this Scientific Journal Video about Oral Combinational Antiretroviral Treatment in HIV-1 Infected Humanized Mice at JoVE.com

Oral Combinational Antiretroviral Treatment in HIV-1 Infected Humanized Mice

该协议描述了一种提供口服联合抗逆转录病毒药物的新方法，该方法成功抑制人源化小鼠中的HIV-1 RNA复制。

口服联合抗逆转录病毒治疗HIV-1感染人源化小鼠

The human immunodeficiency virus (HIV-1) pandemic continues to spread unabated worldwide, and currently, there is no vaccine available against HIV. ...

该协议描述了一种递送口服联合抗逆转录病毒药物或ART的新方法，该方法成功抑制了人源化小鼠中的HIV RNA复制。这种新颖的口服ART方法因其安全性，易于制备和给药以及减少每日注射引起的动物压力而超越了以前的给药尝试。拟议的口服递送方法在人源化小鼠中抑制HIV RNA复制对于临床前概念验证研究将非常有价值，以开发与慢性HIV感染者中的药物递送密切相关的新型治疗方法。演示该程序的将是Valerie Rezak，我们实验室的实验室经理和技术人员。首先称量单个药物。使用无菌细胞刮刀用cART制作10个食物杯，将250毫克FTC，375毫克TDF和500毫克RAL或ELV称量到生物安全柜中的单个无菌50毫升离心管中。将DMSO添加到FTC和TDF管中，以弥补每毫升250毫克的最终浓度，并加入RAL或ELV管中，以达到每毫升500毫克的最终浓度。通过搅拌和移液混合药物溶液，直到获得澄清的溶液。使用带有无菌注射器的0.22微米亲水性PVDF膜过滤器对溶液进行灭菌。个别药物溶液可在零下20摄氏度下储存12周。在37摄氏度下使用前，新鲜解冻每种药物溶液的一等分试样，直到溶液变得澄清。用移液管搅拌均匀。将溶解在DMSO中的药物混合并充分混合，制成含有1毫升FTC，1.5毫升TDF和1毫升ELV或RAL的预混液。将 350 微升 cART 预混液加入杯中，制备一个无糖凝胶增强 cART 杯。在杯中加入0.75毫升甲氧苄啶磺胺甲噁唑。使用一毫升无菌移液器吸头彻底搅拌。使用移液器吸头将装有cART的食物杯等分到60毫米培养皿上。通过根据小鼠数量称量每个笼子的食物来计算食物杯中cART的量。从笼子中取出普通食物，并用装有cART的食物杯代替。每周刷新 cART 食物三次。称量用过的杯子以监测摄入量。然后，每周称量小鼠以确认食用。在HIV-1感染四周后，小鼠再治疗7.5周，通过皮下注射或口服FTC / TDF / RAL或FTC / TDF / ELV进行FTC / TDF / RAL方案治疗。在每日cART皮下注射期间，小鼠体重不断下降。相比之下，饮食凝胶在口服cART给药五周后将小鼠体重恢复到ART开始前的水平。此外，RAL组或ELV组之间未观察到显着的体重变化。在四周内，FTC/TDF/ELV和RAL/ART食品方案分别抑制了100%和80%的病毒复制。接受SC注射的小鼠中有70%在治疗四周后达到检测不到的水平。结果证实，口服给药比皮下注射更快、更有效地抑制病毒复制。此外，cART饮食方案在每日注射之前防止了外周血中CD4与CD8比率的进一步下降。在整个过程中保持方案中涉及的任何材料的无菌性并避免cART储备溶液的多次冻融至关重要。

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Genotypic Inference of HIV-1 Tropism Using Population-based Sequencing of V3

V3的HIV - 1取向的基因型推理使用人口为基础的测序

Background: Prior to receiving a drug from CCR5-antagonist class in HIV therapy, a patient must undergo an HIV tropism test to confirm that his or her ...

科研

免疫与感染

Preparation and Use of HIV-1 Infected Primary CD4+ T-Cells as Target Cells in Natural Killer Cell Cytotoxic Assays

制备和使用艾滋病毒感染主的CD4 + T细胞作为靶细胞，自然杀伤细胞的细胞毒性检测

 Natural killer (NK) cells are a vital component of the innate immune response to virus-infected cells. It is important to understand the ability of NK ...

Amplifying and Quantifying HIV-1 RNA in HIV Infected Individuals with Viral Loads Below the Limit of Detection by Standard Clinical Assays

在艾滋病毒感染者病毒载量低于检测限制标准的临床实验放大和量化HIV - 1 RNA

Amplifying viral genes and quantifying HIV-1 RNA in HIV-1 infected individuals with viral loads below the limit of detection by standard assays (below ...

In vitro Uncoating of HIV-1 Cores

In vitro Uncoating of HIV-1 Cores

在体外对HIV - 1核心脱壳

The genome of the retroviruses is encased in a capsid surrounded by a lipid envelope. For lentiviruses, such as HIV-1, the conical capsid shell is ...

Imaging of HIV-1 Envelope-induced Virological Synapse and Signaling on Synthetic Lipid Bilayers

艾滋病毒的成像1信封引起的病毒学突触信号合成脂双层

Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) infection occurs most efficiently via cell to cell transmission2,10,11. This cell to cell transfer between ...

New Tools to Expand Regulatory T Cells from HIV-1-infected Individuals

新工具展开调节性T细胞的HIV-1感染的个体

CD4+ Regulatory T cells (Tregs) are potent immune modulators and serve an important function in human immune homeostasis. Depletion of Tregs has led to ...

Assessing the Innate Sensing of HIV-1 Infected CD4+ T Cells by Plasmacytoid Dendritic Cells Using an Ex vivo Co-culture System.

Assessing the Innate Sensing of HIV-1 Infected CD4+ T Cells by Plasmacytoid Dendritic Cells Using an Ex vivo Co-culture System.

评估的HIV-1感染的CD4的先天传感<sup&gt; +</sup&gt;性T细胞浆细胞样树突细胞使用<em&gt;体外</em&gt;共培养体系。

HIV-1 innate sensing requires direct contact of infected CD4+ T cells with plasmacytoid dendritic cells (pDCs). In order to study this process, the ...

Conformational Evaluation of HIV-1 Trimeric Envelope Glycoproteins Using a Cell-based ELISA Assay

HIV-1的三聚体包膜糖蛋白的构象评估使用基于细胞的ELISA检测

HIV-1 envelope glycoproteins (Env) mediate viral entry into target cells and are essential to the infectious cycle. Understanding how those glycoproteins ...

Isolation of Exosomes from the Plasma of HIV-1 Positive Individuals

从HIV-1阳性者的血浆分离外来体的

Exosomes are small vesicles ranging in size from 30 nm to 100 nm that are released both constitutively and upon stimulation from a variety of cell types. ...