Qui presentiamo due protocolli, uno per misurare il tasso di crescita specifico e l’altro per la capacità di cella-associazione di rotavirus utilizzando il saggio della placca e RT-qPCR. Questi protocolli sono disponibili per la conferma le differenze nei fenotipi tra ceppi di rotavirus.
Rotavirus è il fattore eziologico principale per diarrea infantile. È un virus a RNA double-stranded (ds) e forma una popolazione geneticamente eterogenea, nota come quasispecie, a causa del loro alto tasso di mutazione. Qui, descriviamo come misurare il tasso di crescita specifico e la capacità delle cellule-associazione di rotavirus come suoi fenotipi. Rotavirus è trattata con tripsina a riconoscere il recettore cellulare e quindi inoculati in colture cellulari MA104. Il supernatante, tra cui progenie virale, è raccolti in modo intermittente. Il saggio della placca viene utilizzato per confermare il titolo del virus (unità formanti placca: pfu) di ciascun supernatante raccolti. Il tasso di crescita specifico è stimato inserendo dati di tempo-corso di pfu/mL per il modello di Gompertz modificato. Nell’analisi della cella-associazione, MA104 cellule in una piastra a 24 pozzetti sono infettate da rotavirus e incubate per 90 min a 4 ° C per adsorbimento di rotavirus ai recettori delle cellule. Bassa temperatura trattiene rotavirus dall’invasione della cellula ospite. Dopo il lavaggio per rimuovere i virions non associati, RNA è Estratto da virioni associate ai recettori delle cellule seguiti dalla sintesi del cDNA e PCR quantitativa di d’inversione-trascrizione (RT-qPCR). Questi protocolli possono essere applicati per indagare le differenze fenotipiche tra ceppi virali.
Virus del RNA forma una popolazione geneticamente eterogenea, nota come quasispecie1, a causa del loro tasso di mutazione,2 che è superiore a quello degli organismi basati sul DNA. Struttura della popolazione in quasispecie è influenzata da fattori genetici della popolazione, tra cui la deriva genetica, mutazione e selezione pressione. Ceppi all’interno di una singola stirpe genetico possono mostrare differenti fenotipi a causa della diversità genetica. Ad esempio, Devid et al ha mostrato che la sensibilità di cloro libero era differente fra ceppi murini norovirus che ha avuto origine da un ceppo di placca-purificato S7-PP33.
Rotavirus (rotavirus di genere nella famiglia reoviridae) sono virus non capsulati ds RNA formando delle quasispecie2. Oltre ai fattori genetici di popolazione sopra descritti, riassortimento genoma colpisce la diversità genetica del rotavirus perché questo virus ha 11 genoma segmentato4. I rotavirus causano diarrea principalmente fra gli infanti, e morti infantili nel 2013 sono stati stimati circa 250.0005. Due vaccini sono in uso in diversi paesi e sono stati efficaci nel ridurre l’onere dell’infezione di rotavirus, ma alcuni ricercatori stanno ora discutendo la presenza del vaccino-fuga mutanti6,7,8, 9. la caratterizzazione di questi mutanti è importante capire i meccanismi del vaccino-fuga.
Qui, presentiamo protocolli per due saggi per valutare il tasso di crescita specifico e la capacità delle cellule-associazione di rotavirus al fine di comprendere le differenze fenotipiche tra ceppi/mutanti. La curva di crescita di rotavirus è stata presentata nei precedenti rapporti10, ma i parametri di crescita come il tasso di crescita specifico non sono di solito misurati. Un’analisi di cella-obbligatoria condotta precedentemente coinvolge la macchiatura immunofluorescente tecnica11. Indichiamo qui metodi più facili di utilizzando il saggio della placca e la RT-qPCR, che ci permettono di discutere quantitativamente la differenza nei fenotipi virale. Questi metodi sono appropriati per la caratterizzazione dei fenotipi di rotavirus e infine possono contribuire alla costruzione di nuovi vaccini efficaci per genotipi multipli.
Il nostro protocollo per misurare il tasso di crescita specifico è più facile di quelli precedenti e può essere adattato per altri virus a meno che il loro sistema di coltura cellulare non è ancora stata stabilita. In questo studio, abbiamo usato RRV (G3P[3]) perché questo ceppo può formare placche più facile che i rotavirus umani quando si utilizzano linee cellulari MA104. Alcuni ceppi di rotavirus umano non possono formare delle placche in questa linea cellulare. Pertanto, anziché il saggio della placca, la messa a fuoco che formano unità (FFU) dosaggio15 o mediana coltura tissutale dose infettiva (TCID50) test può essere applicato per molti ceppi di rotavirus16. Il protocollo presentato per determinare il tasso di crescita specifico può essere utilizzato per altri tipi di virus, ma non è adatto per i virus per i quali non è stabilito nessun sistema di coltura cellulare stabilito. Prima di iniziare l’esperimento per il tasso di crescita specifico, è meglio sapere in anticipo quando il titolo infettive del virus inizia ad aumentare e raggiunge la fase stazionaria in un test preliminare. Se troppi placche sono presenti, il saggio della placca dovrebbe essere condotto nuovamente dopo la modifica il tasso di diluizione dei campioni di virus. post-L’infezione ore (hpi) per raccogliere campioni sono importanti anche perché la pendenza della fase di crescita esponenziale può essere sottovalutata se il punto di tempo proprio per raggiungere la fase stazionaria è perso. Nell’approssimazione del modello modificato di Gompertz, un coefficiente di determinazione dovrebbe sempre essere calcolato e controllato. Se l’idoneità per il modello modificato di Gompertz è bassa, altri modelli di crescita come il modello logistico modificato12 possono essere preferibile.
Nella gestione delle cellule, quando si rimuove l’inoculo medio o virus, il PBS per lavaggio o dell’agarosi gel per saggio della placca deve essere prontamente aggiunto a ciascuno bene di una piastra di coltura delle cellule per impedire le cellule dalla secchezza. Allo stesso tempo, si deve versare delicatamente PBS o agarosio alle cellule di non staccare dai pozzi. Questo passaggio è il più importante in entrambe le analisi (passo 3.9 e 3.11). Se il saggio di placca ha troppi campioni, si consiglia di suddividere il gel di agarosio (100 mL ogni massima è consigliata) in diverse bottiglie medie e mantenere le bottiglie caldo fino appena prima dell’uso dal agarosio gel è solidificato all’interno di circa 10 min a camera temperatura. Poiché la tripsina è vulnerabile a alte temperature17, una soluzione di tripsina dovrebbe aggiungersi un medium ed agarosio per il saggio della placca dopo aver fatto raffreddare adeguatamente.
Nell’analisi della cella-associazione, l’incubazione per l’associazione del virus alle cellule deve essere fatto a 4 ° C per impedire l’invasione delle cellule. Secondo metodo13, di Gilling le cellule sono inclini a essiccazione a basse temperature, quindi agitazione delicata è necessaria ogni 15 minuti durante l’incubazione. Il kit di estrazione di RNA utilizzato qui può essere sostituito per altri kit. La pendenza della curva standard in RT-qPCR dovrebbe essere circa 3.3, e il coefficiente di determinazione dovrebbe essere più di 0.98. Rispetto al microscopio di fluorescenza per visualizzare la localizzazione del virus nelle cellule, il dosaggio è più rapida e più facile da usare perché l’associazione di sostanze fluorescenti ai virus non è necessario.
Recentemente, enteroid intestinale umano (HIE), esibendo una simile composizione cellulare e funzione come epitelio gastrointestinale umano, è diventato disponibile per rotavirus propagazione18. L’uso di HIE può permetterci di valutare il tasso di crescita specifico e la capacità di cella-associazione di non-coltivabili ceppi di rotavirus. Inoltre, entrambi gli esperimenti descritti qui possono essere applicati alla valutazione degli effetti della droga su entrambi fenotipi19. I protocolli qui presentati rendono possibile quantitativamente discutere i cambiamenti nei valori di parametro di fenotipo di ceppi di rotavirus in varie condizioni.
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato supportato dal progetto “The Sanitation valore catena: progettazione di servizi igienico-sanitari sistemi come Eco-comunità valore sistema”, ResearchInstitute per l’umanità e la natura (RIHN, progetto No.14200107).
7500 Real Time PCR System | Applied Biosystems | qPCR | |
Agar-EPI | Nakalai Tesque, Inc | 01101-34 | Plaque assay |
Disodium Hydrogenphosphate | Wako Pure Chemical Corporation | 194-02875 | Cell binding assay |
Eagle's MEM "Nissui" | Nissui Pharmaceutical Co., Ltd | _05900 | Cell culture |
Eagle's MEM "Nissui" | Nissui Pharmaceutical Co., Ltd | _05901 | Plaque assay |
EasYFlask 75 cm2 | Thermo Scientific | 156499 | Cell culture |
Fetal bovine Serim, qualified, USDA-approved regions | Gibco | 10437028 | Cell culture and Plaque assay |
Forward / Reverse primers | Eurofins Genomics | qPCR | |
L-Glutamine, 200 mM Solution | Gibco | 2530081 | Cell culture and Plaque assay |
Neutral Red | Wako Pure Chemical Corporation | 140-00932 | Plaque assay |
PBS (-) "Nissui" | Nissui Pharmaceutical Co., Ltd | _05913 | Cell culture and Plaque assay |
Penicillin-Streptomycin, Liguid | Gibco | 15140122 | Cell culture and Plaque assay |
Potassium Chloride | Wako Pure Chemical Corporation | 163-03545 | Cell binding assay |
Premix ExTaq (Perfect Real Time) | TAKARA Bio Inc. | RR039A | qPCR |
PrimeScriptTN RT reagent Kit (Perfect Real Time) | TAKARA Bio Inc. | RR037A | cDNA synthesis |
PrimeTime qPCR Probes | Medical and Biological Laboratories Co., Ltd. | qPCR | |
QIAamp Viral RNA Mini Kit | QIAGEN | 52904 | RNA extraction |
Sodium Bicarbonate | Wako Pure Chemical Corporation | 199-05985 | Cell culture and Plaque assay |
Sodium Chloride | Wako Pure Chemical Corporation | 198-01675 | Cell binding assay |
Tissue culture plates 24-well plate | TPP | 92024 | Cell binding assay |
Tissue culture plates 6-well plate | TPP | 92006 | Plaque assay |
Trizma base | SIGMA-ALDRICH | T1503 | Cell binding assay |
Trypsin from porcine pancrease | SIGMA-ALDRICH | T0303-1G | Activate for rotavirus |
Trypsin-EDTA (0.05 %), phenol red | Gibco | 25300054 | Cell culture |
Vertical 96-Well Thermal Cycler | Applied Biosystems | cDNA synthesis |