Summary

鼠表皮体感染单纯疱疹病毒1型

Published: August 24, 2015
doi:

Summary

The skin is one target tissue of the human pathogen herpes simplex virus type 1 (HSV-1). To explore the invasion route of HSV-1 into tissue, we established an ex vivo infection model of murine epidermal sheets which represent the outermost layer of skin.

Abstract

进入其人类宿主,单纯疱疹病毒1型(HSV-1),必须克服的粘膜表面,皮肤或角膜的屏障。初始进入期间HSV-1的目标的角质,并建立在该上皮,之后是神经元的潜伏感染的主要感染。激活后,病毒可出现皮肤水泡或粘膜溃疡粘膜部位变得明显。如何HSV-1侵入皮肤或黏膜和达到其受体知之甚少。调查入侵路线的HSV-1的成表皮组织在细胞水平上,我们建立鼠表皮的体感染模型,它代表的原发性和复发性感染中的皮肤的部位。该测定法包括鼠皮肤的制备。表皮从真皮层经分散酶II处理分离。浮动的表皮片含病毒的培养基上后,将组织是固定的,感染后可在不同的时间感染后由可视化用针对HSV-1的立即早期蛋白ICP0的抗体染色感染细胞。 ICP0表达细胞,可以在基底角质形成细胞层在1.5小时感染后观察到了。较长感染次,感染的细胞在基底层层检测,表明感染并不限定于基底角质形成细胞,但病毒扩散到其他的层中的组织。使用各种小鼠模型的表皮片,感染协议允许确定向HSV-1侵入到组织的细胞成分的参与。另外,该测定是合适的,以测试在组织抑制剂,与初始条目的步骤干扰,细胞至细胞的传播和病毒生产。在这里,我们详细描述的体外感染协议和使用的Nectin-1-或HVEM缺陷型小鼠呈现我们的结果。

Introduction

单纯疱疹病毒(HSV)可引起一系列疾病从轻度无并发症的皮肤粘膜损伤到危及生命的感染人类。单纯疱疹病毒1型(HSV-1)是显性与口面部感染和脑炎相关,而HSV 2型(HSV-2)更可能导致生殖器感染1。虽然在了解HSV是如何进入细胞的培养,引发感染并产生病毒的后代显著的进步,我们知道一点关于病毒的入侵途径(S)进入组织细胞水平2。单纯疱疹病毒的皮肤或粘膜感染,小鼠的研究,兔和豚鼠已用作动物模型。皮肤感染成立通过皮内注射或通过刮擦中病毒的存在的皮肤,和疾病发展率与病毒的产生。这些方法有助于理解疾病的发病机制的各个方面,并用于评估抗病毒药。研究HSV感染的Tissu酒店E级,人体器官皮肤模型已经应用。作为感染的速率被限制在这些筏培养,研究调查感染,病毒传播和抗病毒成分的影响仅有限数量的已出版3-6。

为了表征细胞的决定因素,在HSV-1感染的完整上皮细胞发挥 ​​作用,我们建立了一个协议,用于小鼠表皮7的体外感染的研究。皮肤从新生儿或从成年小鼠的尾部制备。由于HSV-1能不感染完整的皮肤样本,它被淹没在含病毒的培养基中,我们通过分散酶II处理分离的真皮表皮。含病毒介质上浮动的表皮片材后,感染的细胞可以在不同的时间感染后(PI)的7被可视化的表皮基底层。现有可视感染个体细胞的启动病毒复制一第二病毒产生,我们用针对所述感染的细胞蛋白质0(ICP0),这是在HSV-1感染所表示的第一蛋白之一的抗体。 ICP0的细胞定位在早期感染穿过不同的阶段。而ICP0存在于核灶期间病毒基因表达的早期阶段,ICP0至细胞质的重新定位指示随后感染8的相位。

我们使用表皮片的体外感染测定从不同小鼠模型感染期间测试各种细胞因子的潜在作用。为了解决Rac1的作为肌动蛋白动力学的关键调节的影响,我们感染小鼠的表皮具有 ​​角化细胞特异性缺失RAC1基因9。此模型使我们能够研究对HSV-1感染在表皮角化层中的效率缺陷的Rac1的后果。以对照同窝感染表皮重新比较vealed无显著差异,这表明不存在的Rac1的有感染在表皮7的基底层开始没有影响。使用进一步小鼠模型使我们能够解决该细胞受体介导进入表皮。从任一的Nectin-1-或HVEM缺陷小鼠用HSV-1感染表皮片显露最初的病毒进入组织强烈依赖的Nectin-1 10的存在。此外,我们的结果表明,HVEM也可以有效地少充当受体在鼠表皮,虽然比的Nectin-1 10。

为了解决感染的细胞中的表皮层的空间分布,我们想象在组织切片和表皮全样载图1)ICP0表达。在完整皮肤的冷冻切片,没有ICP0表达细胞中检测到( 图1)。与此相反,表皮片的冷冻切片表明细胞质ICP0表达在基底层已经3小时圆周率( 图1)。在稍后时间,病毒扩散到基底层可以可视化。感染细胞在基底层的空间分布可以很容易地跟随在表皮全样载( 图1)。在感染了HSV-1在100 PFU /细胞,在滤泡表皮的基底角质形成细胞的大约50%显示在1.5小时丕ICP0表达在这个时间点最感染的细胞表达核ICP0。 ICP0的再定位至细胞质指示早期基因表达的稍后阶段存在于几乎所有细胞在3小时圆周率( 图1)。体外 HSV-1感染的可视化感染细胞的这些模式提供了有力的实验来研究对病毒的进入和扩散在组织中删除/突变的细胞成分的抑制剂或效果。

Protocol

伦理声明。 表皮片从处死的动物的制备是严格按照Landesamt献给NATUR,UMWELT和Verbraucherschutz,北莱茵 – 威斯特法伦(德国)的指南的建议。该研究是通过LANUV NRW(编号8.84-02.05.20.13.018)。 1.准备仪器仪表及文化传媒培养表皮片在Dulbecco改良的Eagle培养基(DMEM)/高葡萄糖含谷氨酰胺二肽,10%FCS,100IU / ml青霉素,和100μg/ ml链霉素(以下简称“DMEM”)。…

Representative Results

该方法的挑战是,制备表皮片到其中HSV-1可以从基底层穿透。的关键步骤是从真皮的表皮由分散酶II处理,这取决于该小鼠品系,需要调整的分离。分散酶II的浓度的范围可以从2.5至5毫克/毫升,并孵育20至45分钟的时间。的中间丝蛋白的角蛋白14的染色很容易地允许预测所述基底表皮层是否可以感染或是否会显示出感染的细胞(图2)只有非常有限。理想的是,角蛋白14染色的表皮整体坐…

Discussion

当从C57BL / 6成人皮肤的表皮片材被感染HSV-1在约100 PFU /细胞,我们观察到感染几乎所有细胞中的基底层中的滤泡表皮而较低的病毒剂量关联与少感染的细胞和较慢的感染的进展。在一般情况下,毛囊显示可变数目的感染的细胞;而大多数的相当小的角化细胞衬显影毛囊感染,成人毛囊仅实施发胚芽被完全感染。取决于如何平缓的表皮由分散酶II处理前进的分离,毛囊的部件会丢失。在大多数情况下?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

我们感谢彼得Staeheli提供B6.A2G-MX1小鼠和Semra Ozcelik酒店的技术咨询。

这项工作是由德国研究基金会通过SFB829和KN536 / 16,和科隆财富计划/科隆大学医学院,支持。

Materials

DMEM/high glucose/GlutaMAX Life Technologies 31966047 needed for cultivation of epidermal sheets
dispase II powder Roche 4942078001 has to be solved in heated PBS
enzyme-free cell dissociation solution Sigma C5914 needed for very gentle dissociation of epidermal sheets
TrypLE select cell dissociation solution Life Technologies 12563-029 needed for dissociation of epidermal sheets
chelex 100 resin Bio-Rad 142-2832 needed for chelation of polyvalent metal ions from the fetal calf serum
gelatin from cold water fish skin  Sigma G7765 needed for minimization of non-specific antibody binding
Keratin 14 Polyclonal Antibody (AF64) (conc.: 1 mg/ml) Covance PRB-155P used to visualize the intermediate filament keratin 14 which is a marker of the basal layer of the epidermis
Mouse IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor® 488 conjugate (conc.: 2 mg/ml) Life Technologies A-11029 used as secondary antibodies
Rabbit IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor® 555 conjugate (conc.: 2 mg/ml) Life Technologies A-21429 used as secondary antibodies
4′,6-Diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI dihydrochloride)                             (conc.: 0.1 mg/ml) Sigma 36670 used to counterstain the nucleus

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Rahn, E., Thier, K., Petermann, P., Knebel-Mörsdorf, D. Ex Vivo Infection of Murine Epidermis with Herpes Simplex Virus Type 1. J. Vis. Exp. (102), e53046, doi:10.3791/53046 (2015).

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