הקמנו ניאון בפרוטוקול הכלאה באתרו לצורך זיהוי של גנום נגיף ה-DNA מתמשך בתוך סעיפי רקמות של מודלים של בעלי חיים. פרוטוקול זה מאפשר לימוד תהליך זיהום על ידי codetection של הגנום הנגיפי, מוצרי RNA שלו, וחלבונים נגיפיים או סלולריים בתוך תאים בודדים.
codetection תא הבודד של גן, מוצר RNA שלו וחלבונים רגולטוריים סלולריים הוא קריטי כדי ללמוד ויסות ביטוי גנים. זהו אתגר בתחום וירולוגיה, בפרט לנגיפי DNA מתמשכים המשכפלים את גרעיניים הכרוכים במודלים של בעלי חיים למחקר שלהם. סוג 1 נגיף הרפס סימפלקס (HSV-1) קובע זיהום סמוי לאורך חיים בתאי עצב היקפיים. וירוס חבוי משמש כמאגר, שממנו reactivates וגורם אפיזודת herpetic חדשה. הביולוגיה של התא של חביון HSV-1 נשארה הבינה היטב, בין שאר בשל המחסור בשיטות לגילוי HSV-1 הגנום באתרו במודלים של בעלי חיים. אנו מתארים DNA-ניאון הכלאה באתרו (FISH) גישה ביעילות גילוי הגנום נגיפי נמוך עותק בתוך קטעים של רקמות עצביות ממודלים של בעלי חיים נגועים. השיטה מסתמכת על הסרת מסכות אנטיגן מבוסס חום, ובדיקות שכותרתו ישירות תוצרת בית ה-DNA, או בדיקות זמינות באופן מסחרי. פיתחנו נירוסטה משולשתגישת נינג, שילוב ה-DNA-FISH עם RNA-FISH וimmunofluorescence, באמצעות הגברה אות peroxidase מבוססת כדי להתאים כל דרישה מכתים. שיפור עיקרי הוא היכולת להשיג, תוך 10 מיקרומטר קטעי רקמה, אותות נמוך רקע שניתן הדמיה ברזולוציה גבוהה על ידי מיקרוסקופיה confocal וepifluorescence הקונבנציונלי רחב בתחום. בנוסף, הצביעה המשולשת עבדה עם מגוון רחב של נוגדנים המכוונים נגד חלבונים תאיים ונגיפיים. הפרוטוקול המלא לוקח 2.5 ימים כדי להכיל את הנוגדנים וחדירת בדיקה בתוך הרקמה.
סוג 1 נגיף הרפס סימפלקס (HSV-1) הוא וירוס neurotropic האדם עיקש, הקמת זיהום סמוי ארוך טווח בנוירונים של גרעיני trigeminal (TG) של מערכת עצבים ההיקפית, שממנו reactivates מעת לעת כדי לשכפל ולהפיץ. הגנום HSV-1 הוא לוקליזציה dsDNA 150 kb בגרעין של תא עצב המארח שבו הוא נשאר פלסמידים multicopy כchromatinized, שלא להשתלב בגנום מארח תא 1,2. במהלך חביון, התכנית הגנטית מחזור replicative HSV-1 היא מאוד מודחקת, וביטוי גנים מוגבל לתמליל הקשורים חביון (LAT) לוקוס, מהקמת חביון ייזום מחדש 3. LAT מייצר RNA ארוך 8.5 kb noncoding מעובד לפלצור יציב 2 kb גדול, וכמה מירנה 4-7. חביון HSV-1 מתאפיין ובכך על ידי הנוכחות של ה-DNA הנגיפי הגנומי, RNA LAT, והיעדרם של חלבוני מחזור replicative לזיהוי.
> מודלים של בעלי חיים, בעיקר בעכבר והארנב ontent ", הם מודלים ניסיוניים משחזרים כמה תכונות של חביון באדם. אחד האינטרסים העיקריים של הדגמים האלה הוא שהם מאפשרים לימוד היבטים פיסיולוגיים של חביון HSV-1 במארחים עם מערכת חיסון. במהלך העשורים האחרונים , כלים ניסיוניים רבים, כגון וירוסים ועכברים מהונדסים גנטי, פותחו כדי ללמוד את הפיסיולוגיה, גנטיקה וביולוגיה תאית של חביון HSV-1, מרקמות של בעלי חיים. עד עכשיו, ה-DNA הגנומי הנגיפי זוהתה ולכמת על ידי כתם דרום ו qPCR מTGS ניתק. עם זאת, אין כיום שיטה זמינה לזיהוי הגנום HSV-1 על ידי הכלאה באתרו על סעיפי רקמות 8. כתוצאה מכך, זמן האחזור נבחנים באופן שוטף על סעיפים היסטולוגית באמצעות זיהוי של RNA LAT ידי רנ"א הכלאה באתר ולא זיהוי הגנום נגיפי. כי זה כבר בלתי אפשרי לאפיין תאים נגועים המבוסס על הנוכחות של הגנום נגיפי, thiמגבלה טכנית של הייתה חסרון עיקרי לניתוח של היבטים רבים של אינטראקציות מארח וירוס, כגון קשר בין הגנום הנגיפי וביטוי גנים נגיפי סלולארי או תגובת התא בתיווך החיסונית מארח 9,10.והכי חשוב, את ההטרוגניות תא אל התא של הזיהום לטנטי נשארה יחסית שלא נחקרה והוכחה להיות תכונה מרכזית של מיסות בעכברים ובתאי עצב הגנגליון חושיים אנושיים שהושתלו לעכברים SCID 11-17. בדרך כלל, זה היה מוצג על ידי qPCR שהגנום עותק מספר HSV-1 לכל תא משתנה מ5 עד כמה מאות. למרות LAT מופיע כרגולטור מפתח של מיסות והפעלה מחדש, נתוני qPCR על נוירונים בודדים ובאתר PCR הצביעו על כך שרק קבוצת משנה של תאי עצב נגועים רדום, נמוך כמו 30%, מבטאים את מוקד LAT 11,12,18-21. איך התא המארח והסביבה הסלולר בתוך השפעת הרקמה על הקמת חביון הווירוס וביטוי גנים נגיפי עדיין לא ברור. כאן אנו מתארים ניאון חזק הכלאה באתרו (FISH) שיטה לזיהוי היעילה של נמוך עותק HSV-1-DNA הגנומי בתוך סעיפי רקמות עצביים של בעלי חיים. שיטה זו תוכננה ומשמשת אותנו כדי לקבל גישה להדמיה מיקרוסקופית ברזולוציה גבוהה שיש צורך לחקור את האינטראקציה של הגנום הנגיפי עם רכיבי התוך גרעיני התא המארח 22. בנוסף, אנו מתארים שיטת צביעה מרובה לזיהוי בו זמני של ה-DNA הנגיפי עם רנ"א וחלבונים, אשר הוא כלי ייחודי כדי לתאר את אינטראקציות מארח וירוס המווסתים את ביטוי הגנים נגיפי. השיטה יכולה להיות מיושמת גם עבור מגוון רחב של ניתוחים הדורשים זיהוי של HSV-1 הגנום סמוי, כגון כימות נוירונים נגועים במספר רב של חלקים. צעד מפתח הוא ליישם טיפול אחזור אנטיגן כדי להפוך את ה-DNA הנגיפי נגישה להכלאה. לפיכך, פרוטוקול זה יכול להיות גם יעיל לזיהוישל וירוסי dsDNA אחרים, שהם כיום לא ניתן לגילוי על ידי גישות DNA-FISH קונבנציונליים בתוך רקמות של בעלי חיים.
הפרוטוקול המתואר כאן מאפשר זיהוי של HSV-1 הגנום סמוי בתוך הנוירונים של חלקי רקמות עצביים עכבר. ההבנה של מסלולי ויסות ביטוי הגנים נגיפיים שלנו הייתה מוגבלת על ידי חוסר השיטה לגילוי HSV-1-DNA הגנומי באתרו בתוך רקמות עצביות. מידע על מספר עותק הגנום וחלקם של תאי עצב נגועים…
The authors have nothing to disclose.
אנו מודים לנ Sawtell (מרכז הרפואי בית החולים לילדים בסינסינטי, סינסינטי, אוהיו, ארה"ב), ש 'Efstathiou (אוניברסיטת קיימברידג', בריטניה) וג'יימס היל (LSU למדעי בריאות מרכז, ניו אורלינס, ארה"ב) עבור מתן דגימות מHSV-1 נגוע בעכברים וארנבים, בהתאמה, ולחומרים כימיים; H. Masumoto (מקזוסה DNA מכון מחקר, צ'יבה, יפן) וס 'Khochbin (Institut אלברט Bonniot, גרנובל, צרפת) לדיונים מועילים.
עבודה זו מומנה על ידי מענקים מהמרכז הלאומי de la משוכלל ונדיר Scientifique (CNRS) (תכנית ATIP, לPL, http://www.cnrs.fr), הצרפתי הלאומית למחקר הסוכנות (ANR) (ANR-05-MIIM- 008-01, CENTROLAT, http://www.agencenationale-recherche.fr), קרן FINOVI (http://www.finovi.org/:fr:start), DEVweCAN LabEX (ANR-10-LABX-61 ) של אוניברסיטת דה ליון, במסגרת התכנית "Investissements d'Avenir "(ANR-11-IDEX-0007) המופעלים על ידי ANR (http://www.agence-nationale-recherche.fr), l'Association לשפוך la משוכלל ונדיר contre le הסרטן (ARC-7979 וARC- 4910, http://www.arc-cancer.net), לה Ligue Nationale Contre le סרטן (LNCC, http://www.ligue-cancer.net), והאינקה (תכנית EPIPRO, http://www.e -Cancer.fr). FC וPL הם חוקרי CNRS.
Balb/c mice | Janvier, France | 6 week-old females | |
HSV-1 strains | SC16 strain (wild type) | See Labetoule, M. et al. (2003) Invest Ophthalmol Vis Sci 44: 217–225, for details on HSV-1 strain and virus stock preparation. | |
Ketamine hydrochloride | Sigma | K2753 | Intraperitoneal injection of a solution containing Ketamine (100mg/kg) and Xylazine (10mg/kg) |
Xylazine hydrochloride | Sigma | X1251 | |
Paraformaldehyde (PFA) | Sigma | 158127 | Suspend 4g of PFA in 90mL of water. Add 50µL of 1N NaOH, and heat at 60°C in a water bath with agitation. PFA dissolves in about 30min. Add 10mL of 10X PBS. This solution can be prepared in advance and stored at -20 °C in 5mL tubes. Caution. Manipulate under a fume hood. |
Physiological Saline | Sigma | 07982-100TAB-F | |
1X PBS, pH 7.4 (sterile) | Life Technologies | 10010-015 | |
Sucrose | Sigma | 84100 | Prepare a 20% sucrose solution in 1X PBS. |
Cryosectionning embedding medium – Tissue-Tek OCT Compound – | SAKURA | 4583 | |
Large vector DNA purification kit | Qiagen | 12462 | To purify Cosmid or BAC vector containing HSV-1 genome and store at -20°C |
Nick translation kit | Roche Applied Sciences | 10 976 776 001 | |
Cy3-dCTP | GE Healthcare | PA53021 | Protect from light |
0.5M EDTA | Sigma | E6758 | |
G50 Mini spin column | GE Healthcare | 27-5330-01 | |
Salmon sperm DNA 10mg/mL | Invitrogen / Life Technologies | 15632-011 | |
Ethanol molecular biology grade | Sigma | 87047 | Prepare a 70% solution |
Salmon sperm DNA | Invitrogen / Life Technologies | 15632-011 | |
Formamid Molecular biology grade | Sigma | F9037 | Caution. Manipulate under fume hood. |
HSV-1 biotinylated commercial probe | Enzo Life Sciences | ENZ-40838 | |
ImmEdge hydrophobic pen | Vector Laboratories | H-4000 | |
20X Saline Sodium Citrate (SSC) | Sigma | S6639 | Prepare a 2X SSC solution in ddH20. |
Triton X-100 | Sigma | T8787 | Prepare a 10% stock solution in water and store at +4°C. Prepare the 0.5% solution in 1X PBS right before use. |
10mM sodium citrate pH 6.0 | Sigma | S1804 | Prepare a 100mM stock solution (10X). Weigh 10,5g of citric acid (MW 210.14. Caution, irritant and toxic, wear appropriate mask and gloves), and dissolve in 400mL water. Adjust pH at 6.0 with 1N NaOH (caution, irritant, wear gloves). Adjust to 500mL with distilled water. Dilute 10 times in distilled water before use. |
Acetic Acid | Sigma | 320099 | |
Methanol, molecular biology grade | Sigma | 322415 | |
Dextran sulfate – MW 500 000 | Euromedex | EU0606-A | |
Denhardt's solution (100X) | Euromedex | 1020-A | |
Rubber Cement "FixoGum" | Marabut | 290110000 | |
DNA purification kit – Qiaquick PCR purification kit – | Qiagen | 28104 | |
T7 in vitro transcription kit | Ambion / Life Technologies | AM1314 | |
Biotin-16-UTP | Roche Applied Sciences | 11388908910 | |
RNA purification mini-column | Qiagen | 73404 | |
Ribonucleoside Vanadyl Complex | New England Biolabs | S1402S | |
H2O2 | Sigma | H3410 | Prepare a 3% solution in distilled water. Store at +4 °C and protect from light. |
Yeast tRNA | Invitrogen | 15401011 | prepare a 10mg/mL solution in RNAse free water |
Normal Goat Serum | Invitrogen | PCN5000 | |
Primary antibodies | Any supplier | The following primary antibodies were used in the result section: anti-mouse CENP-A (rabbit mAb C51A7, Cell Signaling Technologies), and anti-ATRX H-300 (Santa Cruz Biotechnology) | |
Secondary fluorescent antibodies | Invitrogen / Life Technologies | The fluorescent secondary antibodies routinely used in our protocol are AlexaFluor labeled goat antibodies (IgG H+L). The antibody used in the result section is an anti-rabbit goat antibody labaled with AlexaFluor 488 (reference A11001) | |
Tyramide Signal Amplification (TSA) kit – Streptavidin + AlexaFluor 350 (blue fluorescence) | Invitrogen / Life Technologies | #T20937 | TSA kits are also available from Perkin Elmer |
Tyramide Signal Amplification (TSA) kit – Streptavidin + AlexaFluor 488 (green fluorescence) | Invitrogen / Life Technologies | #T20932 | |
Hoechst 33342 | Invitrogen / Life Technologies | H3570 | Prepare a 0.5µg/mL solution in 1X PBS immediatly before use. Discard the remaining solution. |
22x50mm coverslip. n°1.5 glass. | Electron Microscopy Sciences | 72204-04 | |
Mounting medium with anti-fading agent – Vectashield – | Vector Laboratories | H-1000 | Another conventional product is Fluoromount G from electron microscopy Science |
Superfrost glass slides | FisherScientific | 12-550-15 | |
EQUIPMENT | |||
Equipment / material | Company | Reference | Note |
Needle for infection | Glass micropipette hot drawn. Home made. | ||
Dissection equipement | Moria, France | Microsurgical scissors and forceps | |
Peristaltic pump | Cole Palmer Instruments | Easyload Masterflex | |
Micro-syringe pump device (Nano Pump) | kdScientific | KDS310 | |
Cryostat | Leica France | CM 1510-1 | |
-80 °C freezer | Sanyo | Ultra Low -80°C | |
Domestic microwave oven | |||
Dry block heater | Eppendorf | 022670204 | |
Incubator Slide moat | Boekel Scientific | 240000 | |
Coplin Jar | Dominique Dutscher | 68512 | |
Staining glass container | Dominique Dutscher | 68506 | |
Fluorescent microscope | Zeiss | The images presented in the result section were collected with a Zeiss AxioObserver with objective x40 LD NeoFluor N.A 0.6, and x100 PlanApochromat N.A 1.3. Filter set #38, #43 and #43. HXP 120 fluorescence light source. Photometrics CoolSNAP HQ2 CCD camera. Signal will be more easily observed on a recent high efficiency microscope such as Zeiss AxioImager/AxioObserver series, Nikon Ti-E/Ni-E series or Leica DM/DMI6000 series |