Plaquing ist eine Routinemethode zur Quantifizierung lebender Viren in einer Population. Obwohl Plaquing häufig in verschiedenen mikrobiologischen Lehrplänen mit Bakterien und Bakteriophagen gelehrt wird, ist das Plaquieren von Säugetierviren komplexer und zeitaufwendiger. Dieses Protokoll beschreibt die Verfahren, die für die regelmäßige Arbeit mit Herpes-simplex-Viren zuverlässig funktionieren.
Es gibt zahlreiche veröffentlichte Protokolle für das Plaquieren von Viren, einschließlich Referenzen in der Primärliteratur für die Methodik. Das Plaquieren von Viren kann jedoch schwierig durchzuführen sein, da es erforderlich ist, sich auf seine Spezifikationen und Verfeinerung zu konzentrieren. Es ist eine unglaublich herausfordernde Methode für neue Schüler, vor allem, weil sie akribische Aufmerksamkeit für die kleinsten Details erfordert. Diese Demonstration des Plaquing von Herpes-simplex-Viren sollte denjenigen helfen, die im Laufe der Jahre mit der Visualisierung der Methode, insbesondere ihrer Nuancen, zu kämpfen hatten. Während dieses Manuskript auf den gleichen Prinzipien der Standard-Plaquing-Methodik basiert, unterscheidet es sich dadurch, dass es eine detaillierte Beschreibung enthält, (1) wie Wirtszellen am besten gehandhabt werden, um Störungen während des Prozesses zu vermeiden, (2) ein nützlicheres viskoses Medium als Agarose, um die Diffusion von Virionen zu begrenzen, und (3) ein einfaches Fixierungs- und Färbeverfahren, das zuverlässig reproduzierbare Ergebnisse liefert. Darüber hinaus hilft das begleitende Video, die feineren Unterscheidungen im Prozess zu demonstrieren, die häufig übersehen werden, wenn andere in die Durchführung von Plaque-Assays eingewiesen werden.
Die Anfänge der Virus-Plaque-Assays gehen auf die ersten Entdeckungen von Viren in den 1890er Jahren zurück1. Das Tabakmosaikvirus wurde zunächst isoliert und auf Tabakblättern weitergegeben, wo einzelne Infektionsflecken erkannt und quantifiziert werden konnten, die von einer einzigen, lebenden Virusentität stammten2, die später als Virion identifiziert wurde2. Spätere bahnbrechende Studien mit Bakterien und Bakteriophagen perfektionierten die Techniken, die verwendet wurden, um diese Viren zu beflecken, einschließlich Bakterien in der Mid-Log-Phase des Wachstums, serielle Verdünnung von Bakteriophagenproben und Top-Agar mit anschließender Visualisierung von buchstäblichen Löchern (benannte Plaques) im Bakterienrasen3.
Das Plaquieren von Tierviren hinkte der spannenden Forschung mit Bakteriophagen hinterher, vor allem, weil die Methoden, die für die Züchtung von Säugetierzellen in Kultur erforderlich sind, erst in den 1940er Jahren entwickelt wurden4. Das Aufkommen von wachsenden murinen Zellen in Abwesenheit des gesamten Wirtsorganismus4 brachte jedoch eine neue Ära in der Fähigkeit hervor, Viren zu kultivieren und zu zählen. Diese Arbeiten wurden für die Vermehrung und Quantifizierung des Western Equine Encephalomyelitis-Virus in Hühnerzellen und des Poliovirus in menschlichen Zellen erweitert5,6. Als sich der Bereich der kultivierbaren Säugetierzellen ausdehnte, gab die Schar verschiedener Wirtszellen für verschiedene Virusinfektionen der Welt ein Füllhorn von Möglichkeiten, alle Arten von Viren zu untersuchen7. Dazu gehörte die Vermehrung und Quantifizierung von humanen Herpesviren, insbesondere Herpes-simplex-Viren-1 (HSV-1) und -2 (HSV-2), die mukokutane Läsionen verursachen8. Wichtig ist, dass alle Plaque-Assays von der Existenz lebender Virionen abhängig sind, die in einer Probe rezeptorvermittelt in Wirtszellen eindringen können9. Unabhängig von der Allgegenwart und Vielzahl von Publikationen zur Durchführung von Plaque-Assays5,10,11,12,13,14,15,16 sind diese Methoden für HSV-1/-2 eine Mischung aus Kunst und Wissenschaft; Man kann den Assay nicht ohne angemessene Aufmerksamkeit für jedes Detail im Protokoll durchführen, noch kann man einen erfolgreichen Assay ohne ein kritisches Auge für Subtilität im Prozess durchführen. Dieses Manuskript zeigt eine der konsistentesten reproduzierbaren Methoden für HSV-1/-2-Plaque-Assays, mit präzisen Details zur Kunst des Assays, die selten diskutiert werden.
Dieses aktuelle Protokoll erhält zuverlässig lebende plaquebildende Einheiten (PFU) für HSV-1 und -2. Die besten Ergebnisse werden unter Verwendung von Vero-Zellen (transformierte Nierenepithelzellen des afrikanischen grünen Affen) bei niedriger Passage (unter Passage Nummer 155) erzielt und routinemäßig in alpha-MEM17 gezüchtet, ergänzt mit 10% fetalem Kälberserum (FCS), L-Alanyl-L-Glutamin und einer antibiotischen/antimykotischen Mischung18. Vero-Zellen werden in diesem Medium standardmäßig zwei- bis dreimal pro Woche mit einer 1/5-Verdünnung jedes Mal vermehrt.
Während Plaque-Assays fast so alt sind wie die Zellkultur von Säugetieren selbst, scheint es, dass jedes Labor seine eigenen Protokolle hat, um diesen grundlegenden Assay auszuführen5,6,10,11,12,13,14,15,16,20 </su…
The authors have nothing to disclose.
Wir danken unzähligen Studenten in unseren Laboren (PJD und BJM), die im Laufe der Jahre mit uns zusammengearbeitet haben, um diese Methoden zu verfeinern. Ein besonderer Dank geht an Stan Person, unter dessen Anleitung diese Methodik zuerst entwickelt wurde. Diese Arbeit wurde teilweise durch den Towson University Fisher College of Science and Math Undergraduate Research Support Fund und NIGMS Bridges to the Baccalaureate Grant 5R25GM058264 unterstützt. Dieser Inhalt liegt ausschließlich in der Verantwortung der Autoren und stellt nicht unbedingt die offiziellen Ansichten des National Institute of General Medical Sciences der National Institutes of Health dar.
12-well plates | Corning | 3512 | |
6-well plates | Corning | 3516 | |
Alpha-MEM | Lonza | 12169F | |
Antibiotic/antimycotic | Gibco | 15240096 | |
Crystal violet | Alfa Aesar | B2193214 | |
DMEM | Gibco | 11965092 | |
Dulbecco's PBS (no Mg++ or Ca++) | Gibco | 14190144 | |
Fetal calf serum | Millipore-Sigma | TMS-013-B | |
L-alanyl-L-glutamine (Glutamax) | Gibco | GS07F161BA | |
Hemacytometer | Thermo Fisher | 02-671-54 | |
Methylcellulose | Millipore-Sigma | 27-441-0 | |
Quaternary agent (Lysol I.C.) | Thermo Fisher | NC9645698 | |
Trypan Blue | Corning | 25900CI | |
Trypsin | Cytiva | SH30042.01 | |
Vero cells | ATCC | CCL-81 |