Name: infection of primary nasal epithelial cells grown at an air-liquid interface to characterize human coronavirus-host interactions
Uploaded: 2023-09-22T13:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Infection of Primary Nasal Epithelial Cells Grown at an Air-Liquid Interface to Characterize Human Coronavirus-Host Interactions at JoVE.com

Denna studie har följande finansieringskällor: National Institutes of Health (NIH) R01AI 169537 (S.R.W. och N.A.C.), NIH R01AI 140442 (S.R.W.), VA Merit Review CX001717 (N.A.C.), VA Merit Review BX005432 (S.R.W. och N.A.C.), Penn Center for Research on Coronaviruses and other Emerging Pathogens (S.R.W.), Laffey-McHugh Foundation (S.R.W. och N.A.C.), T32 AI055400 (CJO), T32 AI007324 (AF).

Användningen av nasala prover godkändes av University of Pennsylvania Institutional Review Board (protokoll # 800614) och Philadelphia VA Institutional Review Board (protokoll # 00781).
1. Infektion av nasala ALI-kulturer
OBS: Förvärv av kliniska prover, såväl som tillväxt och differentiering av nasala ALI-kulturer, ligger utanför ramen för denna artikel. Specifika metoder för att odla primära nasala epitelceller finns i nyligen publicerade...

<ol>
	<li>Otter, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infection+of+primary+nasal+epithelial+cells+differentiates+among+lethal+and+seasonal+human+coronaviruses.">Infection of primary nasal epithelial cells differentiates among lethal and seasonal human coronaviruses.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 120 (15), 2218083120 (2023).</li><li>Fehr, A., Perlman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coronaviruses:+An+overview+of+their+replication+and+pathogenesis.">Coronaviruses: An overview of their replication and pathogenesis.</a> Methods in Molecular Biology. 1282, 1-23 (2015).</li><li>Gaunt, E. R., Hardie, A., Claas, E. C. J., Simmonds, P., Templeton, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+and+clinical+presentations+of+the+four+human+coronaviruses+229E,+HKU1,+NL63,+and+OC43+detected+over+3+years+using+a+novel+multiplex+real-time+PCR+method.">Epidemiology and clinical presentations of the four human coronaviruses 229E, HKU1, NL63, and OC43 detected over 3 years using a novel multiplex real-time PCR method.</a> Journal of Clinical Microbiology. 48 (8), 2940-2947 (2010).</li><li>Kesheh, M. M., Hosseini, P., Soltani, S., Zandi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+on+the+seven+pathogenic+human+coronaviruses.">An overview on the seven pathogenic human coronaviruses.</a> Reviews in Medical Virology. 32 (2), 2282 (2022).</li><li>MERS-CoV Worldwide Overview. European Centre for Disease Prevention and Control Available from: <a target="_blank" href="https://www.ecdc.europa.eu/en/middle-east-respiratory-syndrome-coronavirus-mers-cov-situation-update">https://www.ecdc.europa.eu/en/middle-east-respiratory-syndrome-coronavirus-mers-cov-situation-update</a> (2022)</li><li>Cao, Y., Liu, X., Xiong, L., Cai, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+and+clinical+features+of+patients+with+2019+novel+coronavirus+SARS-CoV-2:+A+systematic+review+and+meta-analysis.">Imaging and clinical features of patients with 2019 novel coronavirus SARS-CoV-2: A systematic review and meta-analysis.</a> Journal of Medical Virology. 92 (9), 1449-1459 (2020).</li><li>Vareille, M., Kieninger, E., Edwards, M. R., Regamey, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+airway+epithelium:+Soldier+in+the+fight+against+respiratory+viruses.">The airway epithelium: Soldier in the fight against respiratory viruses.</a> Clinical Microbiology Reviews. 24 (1), 210-229 (2011).</li><li>Farzal, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+study+of+simulated+nebulized+and+spray+particle+deposition+in+chronic+rhinosinusitis+patients.">Comparative study of simulated nebulized and spray particle deposition in chronic rhinosinusitis patients.</a> International Forum of Allergy and Rhinology. 9 (7), 746-758 (2019).</li><li>Gaeckle, N. T., Pragman, A. A., Pendleton, K. M., Baldomero, A. K., Criner, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+oral-lung+axis:+The+impact+of+oral+health+on+lung+health.">The oral-lung axis: The impact of oral health on lung health.</a> Respiratory Care. 65 (8), 1211-1220 (2020).</li><li>Hou, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SARS-CoV-2+reverse+genetics+reveals+a+variable+infection+gradient+in+the+respiratory+tract.">SARS-CoV-2 reverse genetics reveals a variable infection gradient in the respiratory tract.</a> Cell. 182, 429-446 (2020).</li><li>Hariri, B. M., Cohen, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+insights+into+upper+airway+innate+immunity.">New insights into upper airway innate immunity.</a> American Journal of Rhinology and Allergy. 30 (5), 319-323 (2016).</li><li>Hiemstra, P. S., McCray, P. B., Bals, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+innate+immune+function+of+airway+epithelial+cells+in+inflammatory+lung+disease.">The innate immune function of airway epithelial cells in inflammatory lung disease.</a> European Respiratory Journal. 45 (4), 1150-1162 (2015).</li><li>Hatton, C. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+induction+of+type+I+and+III+interferons+mediates+nasal+epithelial+cell+permissiveness+to+SARS-CoV-2.">Delayed induction of type I and III interferons mediates nasal epithelial cell permissiveness to SARS-CoV-2.</a> Nature Communications. 12 (1), 7092 (2021).</li><li>Sungnak, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SARS-CoV-2+entry+factors+are+highly+expressed+in+nasal+epithelial+cells+together+with+innate+immune+genes.">SARS-CoV-2 entry factors are highly expressed in nasal epithelial cells together with innate immune genes.</a> Nature Medicine. 26 (5), 681-687 (2020).</li><li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SARS-CoV-2+induces+double-stranded+RNA-mediated+innate+immune+responses+in+respiratory+epithelial-derived+cells+and+cardiomyocytes.">SARS-CoV-2 induces double-stranded RNA-mediated innate immune responses in respiratory epithelial-derived cells and cardiomyocytes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 118 (16), 2022643118 (2021).</li><li>Comar, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MERS-CoV+endoribonuclease+and+accessory+proteins+jointly+evade+host+innate+immunity+during+infection+of+lung+and+nasal+epithelial+cells.">MERS-CoV endoribonuclease and accessory proteins jointly evade host innate immunity during infection of lung and nasal epithelial cells.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 119 (21), 2123208119 (2022).</li><li>Lee, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+D-amino+acids+suppress+sinonasal+innate+immunity+through+sweet+taste+receptors+in+solitary+chemosensory+cells.">Bacterial D-amino acids suppress sinonasal innate immunity through sweet taste receptors in solitary chemosensory cells.</a> Science Signaling. 10 (495), (2017).</li><li>Brewington, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brushed+nasal+epithelial+cells+are+a+surrogate+for+bronchial+epithelial+CFTR+studies.">Brushed nasal epithelial cells are a surrogate for bronchial epithelial CFTR studies.</a> JCI Insight. 3 (13), 99385 (2018).</li><li>Comer, D. M., Elborn, J. S., Ennis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+nasal+and+bronchial+epithelial+cells+obtained+from+patients+with+COPD.">Comparison of nasal and bronchial epithelial cells obtained from patients with COPD.</a> PLoS One. 7 (3), e32924 (2012).</li><li>Vanders, R. L., Hsu, A., Gibson, P. G., Murphy, V. E., Wark, P. A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nasal+epithelial+cells+to+assess+in+vitro+immune+responses+to+respiratory+virus+infection+in+pregnant+women+with+asthma.">Nasal epithelial cells to assess in vitro immune responses to respiratory virus infection in pregnant women with asthma.</a> Respiratory Research. 20 (1), 259 (2019).</li><li>Lee, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fungal+aflatoxins+reduce+respiratory+mucosal+ciliary+function.">Fungal aflatoxins reduce respiratory mucosal ciliary function.</a> Scientific Reports. 6, 33221 (2016).</li><li>Patel, N. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fungal+extracts+stimulate+solitary+chemosensory+cell+expansion+in+noninvasive+fungal+rhinosinusitis.">Fungal extracts stimulate solitary chemosensory cell expansion in noninvasive fungal rhinosinusitis.</a> International Forum of Allergy and Rhinology. 9 (7), 730-737 (2019).</li><li>Baer, A., Kehn-Hall, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viral+concentration+determination+through+plaque+assays:+Using+traditional+and+novel+overlay+systems.">Viral concentration determination through plaque assays: Using traditional and novel overlay systems.</a> Journal of Visualized Experiments. 93 (93), e52065 (2014).</li><li>Robinot, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SARS-CoV-2+infection+induces+the+dedifferentiation+of+multiciliated+cells+and+impairs+mucociliary+clearance.">SARS-CoV-2 infection induces the dedifferentiation of multiciliated cells and impairs mucociliary clearance.</a> Nature Communications. 12 (1), 4354 (2021).</li><li>Whitsett, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Airway+epithelial+differentiation+and+mucociliary+clearance.">Airway epithelial differentiation and mucociliary clearance.</a> Annals of the American Thoracic Society. 15, S143-S148 (2018).</li><li>Gao, N., Raduka, A., Rezaee, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory+syncytial+virus+disrupts+the+airway+epithelial+barrier+by+decreasing+cortactin+and+destabilizing+F-actin.">Respiratory syncytial virus disrupts the airway epithelial barrier by decreasing cortactin and destabilizing F-actin.</a> Journal of Cell Science. 135 (16), 259871 (2022).</li><li>Schmidt, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IL-13+impairs+tight+junctions+in+airway+epithelia.">IL-13 impairs tight junctions in airway epithelia.</a> International Journal of Molecular Sciences. 20 (13), 3222 (2019).</li><li>Huang, Z. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interleukin-13+alters+tight+junction+proteins+expression+thereby+compromising+barrier+function+and+dampens+rhinovirus+induced+immune+responses+in+nasal+epithelium.">Interleukin-13 alters tight junction proteins expression thereby compromising barrier function and dampens rhinovirus induced immune responses in nasal epithelium.</a> Frontiers in Cell and Developmental Biology. 8, 572749 (2020).</li><li>Saatian, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interleukin-4+and+interleukin-13+cause+barrier+dysfunction+in+human+airway+epithelial+cells.">Interleukin-4 and interleukin-13 cause barrier dysfunction in human airway epithelial cells.</a> Tissue Barriers. 1 (2), e24333 (2013).</li><li>Coles, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+revised+protocol+for+culture+of+airway+epithelial+cells+as+a+diagnostic+tool+for+primary+ciliary+dyskinesia.">A revised protocol for culture of airway epithelial cells as a diagnostic tool for primary ciliary dyskinesia.</a> Journal of Clinical Medicine. 9 (11), 3753 (2020).</li><li>Baldassi, D., Gabold, B., Merkel, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Air&#8722;liquid+interface+cultures+of+the+healthy+and+diseased+human+respiratory+tract:+Promises,+challenges,+and+future+directions.">Air&#8722;liquid interface cultures of the healthy and diseased human respiratory tract: Promises, challenges, and future directions.</a> Advanced NanoBiomed Research. 1 (6), 2000111 (2021).</li><li>Seibold, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interleukin-13+stimulation+reveals+the+cellular+and+functional+plasticity+of+the+airway+epithelium.">Interleukin-13 stimulation reveals the cellular and functional plasticity of the airway epithelium.</a> Annals of the American Thoracic Society. 15, S98-S106 (2018).</li><li>Morrison, C. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SARS-CoV-2+infection+of+airway+cells+causes+intense+viral+and+cell+shedding,+two+spreading+mechanisms+affected+by+IL-13.">SARS-CoV-2 infection of airway cells causes intense viral and cell shedding, two spreading mechanisms affected by IL-13.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 119 (16), 2119680119 (2022).</li></ol>

Metoderna som beskrivs här beskriver ett primärt epitelodlingssystem där nasala epitelceller från patienter odlas vid ett luft-vätskegränssnitt och tillämpas för att studera HCoV-värdinteraktioner. När de väl har differentierats rekapitulerar dessa nasala ALI-kulturer många egenskaper hos det nasala epitelet in vivo , inklusive en heterogen cellulär population med cilierade, bägare och basalceller representerade, såväl som intakt mukociliär funktion med robust slående cilier och slemutsöndring...

Sju humana coronavirus (HCoV) har hittills identifierats och orsakar en rad luftvägssjukdomar2. De vanliga eller säsongsbetonade HCoVs (HCoV-NL63, -229E, -OC43 och -HKU1) är vanligtvis associerade med patologi i de övre luftvägarna och orsakar uppskattningsvis 10%-30% av vanliga förkylningsfall årligen. Även om detta är den typiska kliniska fenotypen som förknippas med den vanliga HCoV:n, kan dessa virus orsaka mer betydande sjukdomar i de nedre luftvägarna i riskpopulationer, inklusive barn, äldre vuxna och immunsupprimerade individer 3,4. Tre patogena HCoV:er har dykt upp och orsakat betydande folkhälsokriser under de senaste 20 åren, inklusive svår akut respiratorisk sjukdom (SARS)-CoV, Middle East respiratory syndrome (MERS)-CoV och SARS-CoV-2. Dödliga HCoVs är förknippade med allvarligare luftvägspatologi, vilket tydligt illustreras av den >34 % dödlighet som förknippas med MERS-CoV-fall (894 dödsfall från över 2 500 fall sedan dess uppkomst 2012)5,6. Det är viktigt att notera att de dödliga HCoV:erna också orsakar en rad luftvägssjukdomar, från asymtomatiska infektioner till dödlig lunginflammation, vilket har setts med den pågående covid-19-pandemin7.
HCoV, liksom andra luftvägspatogener, kommer in i luftvägarna och etablerar en produktiv infektion i näsepitelet8. Spridning till de nedre luftvägarna tros vara förknippad med aspiration från munhålan/näshålan till lungan, där HCoVs orsakar mer signifikant patologi i de nedre luftvägarna 9,10,11. Således fungerar näsan som den första portalen för virusinträde och är den primära barriären för infektion med sitt robusta mukociliära rensningsmaskineri och unika medfödda immunmekanismer som syftar till att förhindra ytterligare virusspridning till de nedre luftvägarna12,13. Till exempel har nasala epitelceller rapporterats uttrycka högre basala nivåer av antivirala interferoner och interferonstimulerade gener än genomsnittet, vilket tyder på att nasala celler kan vara förberedda för tidiga svar på luftvägsvirus14,15,16.
Vi har tidigare använt patient-deriverade primära nasala epitelceller odlade vid ett luft-vätskegränssnitt (ALI) för att modellera HCoV-värdinteraktioner i näsan, där HCoV-infektioner börjar. Nasala ALI-kulturer är tillåtande för både patogena (SARS-CoV-2 och MERS-CoV) och vanliga HCoVs (HCoV-NL63 och HCoV-229E) och erbjuder olika fördelar jämfört med traditionella luftvägsepitelcellinjer såsom A549 (en lungadenokarcinomcellinje)16,17. Efter differentiering innehåller nasala ALI-kulturer en heterogen cellulär population och uppvisar många av de funktioner som förväntas av in vivo nasala epitel, såsom mukociliärtclearancemaskineri 18. Näsceller erbjuder också fördelar jämfört med odlingssystem i de nedre luftvägarna (t.ex. humana bronkialepitelceller, HBEC), eftersom förvärv av nasala epitelceller via cytologisk borstning är betydligt mindre invasivt jämfört med att använda tekniker som bronkoskopi för att uppnå HBEC 19,20,21.
Denna artikel beskriver metoder för att använda detta nasala ALI-odlingssystem för att karakterisera HCoV-värdinteraktioner i det nasala epitelet. Vi har tillämpat dessa metoder i nyligen publicerade arbeten för att jämföra SARS-CoV-2, MERS-CoV, HCoV-NL63 och HCoV-229E 1,16,17. Även om dessa metoder och representativa resultat betonar studiet av HCoVs i denna nasala cellmodell, är systemet mycket anpassningsbart till andra HCoV, såväl som andra luftvägspatogener. Vidare kan dessa metoder tillämpas bredare på andra ALI-odlingssystem för att undersöka virusreplikation och cellulär tropism, samt cytotoxicitet och medfödd immuninduktion efter infektion.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor secondary antibodies (488, 594, 647)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>Various</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BSA (bovine serum albumin)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A7906</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cOmplete mini EDTA-free protease inhibitor</td>
			<td>Roche</td>
			<td>11836170001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cytotoxicity detection kit</td>
			<td>Roche</td>
			<td>11644793001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM (Dulbecco&#39;s Modified Eagle Media)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11965-084</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS (Dulbecco&#39;s Phosphate Buffered Saline)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14190136</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS + calcium + magnesium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14040-117</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endohm-6G measurement chamber</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>ENDOHM-6G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epithelial cell adhesion marker (EpCAM; CD326)</td>
			<td>eBiosciences</td>
			<td>14-9326-82</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epithelial Volt/Ohm (TEER) Meter (EVOM)</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>300523</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS (Fetal Bovine Serum)</td>
			<td>HyClone</td>
			<td>SH30071.03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FV10-ASW software for imaging</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>Version 4.02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCoV-NL63 (Human coronavirus, NL63)</td>
			<td>BEI Resources</td>
			<td>NR-470</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCoV-NL63 nucleocapsid antibody</td>
			<td>Sino Biological</td>
			<td>40641-V07E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoescht stain</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>H3570</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laemmli sample buffer (4x)</td>
			<td>BIO-RAD</td>
			<td>1610747</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LLC-MK2 cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL-7</td>
			<td>To titrate HCoV-NL63</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MERS-CoV (Human coronavirus, Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV), EMC/2012)</td>
			<td>BEI Resources&#160;</td>
			<td>NR-44260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MERS-CoV nucleocapsid antibody</td>
			<td>Sino Biological</td>
			<td>40068-MM10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MUC5AC antibody</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>AMAB91539</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Olympus Fluoview confocal microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>FV1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phalloidin-iFluor 647 stain</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab176759</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PhosStop easy pack (phosphatase inhibitors)&#160;</td>
			<td>Roche</td>
			<td>PHOSS-RO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plate reader&#160;</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>HH34000000</td>
			<td>Any plate reader or ELISA reader is sufficient; must be able to read absorbance at 492 nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RIPA buffer (50 mM Tris pH 8; 150 mM NaCl; 0.5% deoxycholate; 0.1% SDS; 1% NP40)</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>89990</td>
			<td>Can prep in-house or purchase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNeasy Plus Kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>74134</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SARS-CoV-2 (SARS-Related Coronavirus 2, Isolate USA-WA1/2020)</td>
			<td>BEI Resources</td>
			<td>NR-52281</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SARS-CoV-2 nucleocapsid antibody</td>
			<td>Genetex</td>
			<td>GTX135357</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton-X 100</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP151100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Type IV &#946;- tubulin antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab11315</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VeroCCL81 cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL-81</td>
			<td>To titrate MERS-CoV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VeroE6 cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CRL-1586</td>
			<td>To titrate SARS-CoV-2</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

infection of primary nasal epithelial cells grown at an air-liquid interface to characterize human coronavirus-host interactions

Tre högpatogena humana coronavirus (HCoV) – SARS-CoV (2002), MERS-CoV (2012) och SARS-CoV-2 (2019) – har dykt upp och orsakat betydande folkhälsokriser under de senaste 20 åren. Ytterligare fyra HCoV:er orsakar en betydande andel av vanliga förkylningsfall varje år (HCoV-NL63, -229E, -OC43 och -HKU1), vilket belyser vikten av att studera dessa virus i fysiologiskt relevanta system. HCoVs kommer in i luftvägarna och etablerar infektion i näsepitelet, den primära platsen som alla luftvägspatogener påträffar. Vi använder ett primärt nasalt epitelodlingssystem där patientderiverade nasala prover odlas vid ett luft-vätskegränssnitt (ALI) för att studera värd-patogeninteraktioner vid denna viktiga sentinelplats. Dessa kulturer rekapitulerar många egenskaper hos in vivo-luftvägarna , inklusive de celltyper som finns, ciliarfunktion och slemproduktion. Vi beskriver metoder för att karakterisera viral replikation, värdcellstropism, virusinducerad cytotoxicitet och medfödd immuninduktion i nasala ALI-kulturer efter HCoV-infektion, med hjälp av nyligen utfört arbete som jämför letala och säsongsbetonade HCoVs som ett exempel1. En ökad förståelse för värd-patogeninteraktioner i näsan har potential att ge nya mål för antivirala terapier mot HCoVs och andra luftvägsvirus som sannolikt kommer att dyka upp i framtiden.

De representativa siffrorna är delvis anpassade från data som finns i manuskriptet Otter et al.1. Nasala ALI-kulturer som härrör från fyra eller sex donatorer infekterades med en av fyra HCoVs (SARS-CoV-2, MERS-CoV, HCoV-NL63 och HCoV-229E) enligt de protokoll som beskrivs ovan, och de genomsnittliga apikalt utsöndrade virustitrarna för varje virus visas i figur 1A. Medan alla dessa fyra HCoV:er replikeras produktivt i nasala ALI-kulturer, replikerar SARS-CoV-2...

Watch this Scientific Journal Video about Infection of Primary Nasal Epithelial Cells Grown at an Air-Liquid Interface to Characterize Human Coronavirus-Host Interactions at JoVE.com

Infection of Primary Nasal Epithelial Cells Grown at an Air-Liquid Interface to Characterize Human Coronavirus-Host Interactions

Näsepitelet är det primära barriärstället som alla luftvägspatogener stöter på. Här beskriver vi metoder för att använda primära nasala epitelceller odlade som luft-vätskegränssnittskulturer (ALI) för att karakterisera humana interaktioner mellan coronavirus och värd i ett fysiologiskt relevant system.

Infektion av primära nasala epitelceller odlade vid ett luft-vätskegränssnitt för att karakterisera humana interaktioner mellan coronavirus och värd

Three highly pathogenic human coronaviruses (HCoVs) - SARS-CoV (2002), MERS-CoV (2012), and SARS-CoV-2 (2019) - have emerged and caused significant public ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Co-culture Models of Pseudomonas aeruginosa Biofilms Grown on Live Human Airway Cells

Co-culture Models of Pseudomonas aeruginosa Biofilms Grown on Live Human Airway Cells

Co-kultur modeller av Pseudomonas aeruginosa Biofilmer odlas på levande mänskliga Airway Cells

Bacterial biofilms have been associated with a number of different human diseases, but biofilm development has generally been studied on non-living ...

Application of a Mouse Ligated Peyer&#x2019;s Patch Intestinal Loop Assay to Evaluate Bacterial Uptake by M cells

Application of a Mouse Ligated PeyerÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â€žÂ¢s Patch Intestinal Loop Assay to Evaluate Bacterial Uptake by M cells

Tillämpning av en mus knyts ihop Peyer s Patch Intestinal Loop-analys för att utvärdera Bakteriell Upptag av M celler

The inside of our gut is inhabited with enormous number of commensal bacteria. The mucosal surface of the gastrointestinal tract is continuously exposed ...

Following Cell-fate in E. coli After Infection by Phage Lambda

Following Cell-fate in E. coli After Infection by Phage Lambda

Efter Cell-öde i<em&gt; E. E. coli</em&gt; Efter infektion av fag lambda

The system comprising bacteriophage (phage) lambda and the bacterium E. coli has long served as a paradigm for cell-fate determination1,2. Following the ...

An In vitro Co-infection Model to Study Plasmodium falciparum-HIV-1 Interactions in Human Primary Monocyte-derived Immune Cells

An In vitro Co-infection Model to Study Plasmodium falciparum-HIV-1 Interactions in Human Primary Monocyte-derived Immune Cells

En<em&gt; In vitro</em&gt; Co-infektion modell för att studera<em&gt; Plasmodium falciparum</em&gt;-HIV-1 Interactions in Human primära monocyt-härledda Immunceller

Plasmodium falciparum, the causative agent  of the deadliest form of malaria, and human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1) are among the most important ...

Flow Cytometric Isolation of Primary Murine Type II Alveolar Epithelial Cells for Functional and Molecular Studies

Flödescytometrisk Isolering av primära murin typ II alveolära epitelceller för Funktionella och molekylära studier

Throughout  the last years, the contribution of alveolar type II epithelial cells (AECII)  to various aspects of immune regulation in the lung has been ...

Isolation of Myeloid Dendritic Cells and Epithelial Cells from Human Thymus

Isolering av myeloida dendritiska celler och epitelceller från Human Thymus

In this protocol we provide a method to isolate dendritic cells (DC) and epithelial cells (TEC) from the human thymus. DC and TEC are the major antigen ...

Biomimetic Materials to Characterize Bacteria-host Interactions

Biomimetiska material att karakterisera bakterier-värdinteraktioner

Bacterial attachment to host cells is one of the earliest events during bacterial colonization of host tissues and thus a key step during infection. The ...

Human Placental and Decidual Organ Cultures to Study Infections at the Maternal-fetal Interface

Human placenta och decidual Organ kulturer att studera Infektioner hos moder och foster gränssnitt

The placenta shows a large degree of interspecies anatomic variability. To best understand biology and pathophysiology of the human placenta, it is ...

Assessment of the Synaptic Interface of Primary Human T Cells from Peripheral Blood and Lymphoid Tissue

Bedömning av Synaptic gränssnittet för primära humant T-celler från perifert blod och lymfatisk vävnad

The current understanding of the dynamics and structural features of T-cell synaptic interfaces has been largely determined through the use of ...

High-Efficiency Generation of Antigen-Specific Primary Mouse Cytotoxic T Cells for Functional Testing in an Autoimmune Diabetes Model

Högeffektiv generering av antigen-specifika primära mus cytotoxiska T-celler för funktionell testning i en autoimmun diabetes modell

Type 1 Diabetes (T1D) is characterized by islet-specific autoimmunity leading to beta cell destruction and absolute loss of insulin production. In the ...