Summary

単純ヘルペスウイルス1型を持つマウス表皮 ex vivo 感染

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

そのヒト宿主を入力するには、単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)は、粘膜表面、皮膚、または角膜の障壁を克服しなければなりません。 HSV-1の目標は、最初の入力時にケラチノサイトおよび神経細胞の潜伏感染が続いている上皮における一次感染を確立します。再活性化した後、ウイル​​スは皮膚の小胞または粘膜潰瘍として現れる皮膚粘膜のサイトで明らかになることができます。 HSV-1は、皮膚や粘膜に侵入し、到達したか、その受容体は、あまり理解されていません。細胞レベルでの上皮組織へのHSV-1の侵入経路を調べるために、我々は、皮膚中の原発性および再発性感染症の部位を表すマウス表皮 ex vivo感染モデルを、確立しました。アッセイは、マウスの皮膚の準備が含まれています。表皮は、ディスパーゼII処理により真皮から分離されています。ウイルス含有培地に表皮シートを浮遊した後、組織が固定され、感染による種々の時間の感染後に視覚化することができますHSV-1前初期タンパク質ICP0に対する抗体を感染させた細胞を染色します。 ICP0発現細胞は、1.5時間の感染後に既に基底ケラチノサイト層で観察することができます。より長い感染時間で、感染した細胞は、感染は、基底ケラチノサイトに限定されないことを示す、基底上層において検出されるが、ウイルスが組織内の他の層に広がります。様々なマウスモデルの表皮シートを使用して、感染のプロトコールは、組織内へのHSV-1の侵入に寄与する細胞成分の関与を決定することができます。さらに、アッセイは、初期エントリ段階、細胞から細胞への広がりおよびウイルス産生を妨害する組織で阻害剤を試験するのに適しています。ここでは、詳細にex vivoでの感染プロトコルを記述し、ネクチン1またはHVEM欠損マウスを用いて、我々の結果を提示します。

Introduction

単純ヘルペスウイルス(HSV)は、生命を脅かす感染症に軽度の合併症のない皮膚粘膜病変から、ヒトでの疾患の範囲を引き起こす可能性があります。 HSV 1型(HSV-1)が支配的に可能性が高い生殖器感染症を引き起こす1 HSV 2型(HSV-2)、一方、口腔顔面感染症および脳炎に関連しています。 HSVは、培養中の細胞に入り、感染を開始し、ウイルス子孫を生産する方法を理解する上で重要な進展があるが、我々は細胞レベル2での組織へのウイルスの侵入経路(複数可)について少し知っています。 HSV皮膚または感染、マウス、ウサギ、モルモット、粘膜の研究のための動物モデルとして使用されています。皮膚感染は皮内注射によって、またはウイルスの存在下で肌を掻くことによって設立され、病気の発症は、ウイルス産生と相関していました。これらの方法は、疾患の病因の様々な側面を理解することを助け、及び抗ウイルス薬を評価するために使用されます。 TISSUでHSV感染を研究するために、Eレベルは、器官型ヒト皮膚モデルが適用されています。感染率は、これらのいかだ培養で制限されているように、感染症、ウイルスの拡散および抗ウイルス成分の影響を調査した研究の限られた数しか3-6を公開されています。

無傷の上皮におけるHSV-1感染の間に役割を果たしている細胞の決定を特徴づけるために、我々は、マウスの表皮7のex vivo感染研究のためのプロトコルを確立しました。皮膚は、新生児からか、成体マウスの尾から調製しました。 HSV-1は、ウイルス含有培地中に浸漬した完全な皮膚サンプルを、感染することができませんでしたので、私たちは、ディスパーゼII処理によって真皮から表皮を分離しました。ウイルス含有培地上で表皮シートの浮上した後、感染した細胞を様々な時間感染後(PI)7に表皮基底層に可視化することができます。ウイルス複製Aの​​前に、個々の細胞における感染の開始を可視化しますNDウイルス産生は、我々は、HSV-1感染中に発現最初のタンパク質のうちの1つである感染した細胞の蛋白質0(ICP0)に対する抗体で染色しました。 ICP0の細胞内局在は、初期感染時に明確な相を通過します。 ICP0は、ウイルス遺伝子発現の初期段階の間に、核病巣に存在するが、細胞質へのICP0の再局在は、感染8の次の段階を示しています。

我々は、感染の間に、様々な細胞因子の潜在的な役割をテストするために別のマウスモデルから表皮シート ex vivo感染アッセイを使用していました。アクチンダイナミクスの重要な調節因子としてのRac1の影響に対処するために、我々は、RAC1遺伝子9のケラチノサイト特異的欠失を有するマウスの表皮を感染させました。このモデルは、表皮角化細胞層におけるHSV-1感染の効率に欠損のRac1の影響を研究するために私達を可能にしました。再対照同腹子の感染表皮との比較Rac1の不在は、表皮の基底層7における感染の開始に影響を及ぼさないことを示し、有意差はvealedありません。さらに、マウスモデルの使用は、私たちは細胞の受容体は、表皮内への進入を媒介する対処することができました。 HSV-1とネクチン1またはHVEM欠損マウスのいずれかから感染表皮シートは、組織への最初のウイルスの侵入を強くネクチン1 10の存在に依存することを明らかにしました。さらに、我々の結果は、HVEMはまた、ネクチン1 10未満の効率が、マウスの表皮における受容体として働くことができることを実証しています。

表皮層における感染細胞の空間分布に対処するために、我々は、組織切片および表皮ホールマウント( 図1)にICP0発現を可視化します。完全な皮膚の凍結切片では、何のICP0発現細胞は、( 図1)検出されません。対照的に、表皮シートの凍結切片は、細胞質を実証すでに3時間のPI( 図1)での基底層でICP0式。後の時点で、基底層直上の層に拡散するウイルスを可視化することができます。基底層中の感染細胞の空間分布は、容易に表皮ホールマウント( 図1)に従うことができます。 100 PFU /細胞でのHSV-1の感染の際に、毛包間表皮における基底ケラチノサイトの約50%が最も感染した細胞が核ICP0を表現するこの時点で1.5時間のパイでICP0の発現を示します。初期遺伝子発現の後の段階を示す細胞質へICP0の再局在は、3時間のPI( 図1)で、ほぼすべての細胞に存在します。 ex vivoで HSV-1感染時に感染した細胞を可視化これらのモードは、阻害剤のまたは組織中のウイルスの侵入と拡散上/削除変異した細胞成分の効果を研究するための強力なアッセイを提供します。

Protocol

倫理ステートメント。 屠殺した動物からの表皮シートの製造はLandesamtエリーゼナチュール、環世界とVerbraucherschutz、ノルトライン=ヴェストファーレン(ドイツ)のガイドの勧告に厳密に従って実施されます。研究はLANUV NRW(番号8.84-02.05.20.13.018)によって承認されました。 楽器と培養培地の調製グルタミンジペプチド、10%FCS、100 IU / mlペニ?…

Representative Results

この方法の課題は、HSV-1は、基底層から浸透することが可能に表皮シートを調製することです。重要なステップは、マウスの系統に応じて、適合させる必要があり、ディスパーゼII処理によって真皮から表皮を分離することです。ディスパーゼIIの濃度は、2.5から5 mg / mlの、そして20〜45分間のインキュベーション時間の範囲であることができます。中間フィラメントタンパク質のケラチン14の?…

Discussion

C57BL / 6から、成人の皮膚の表皮シートは、HSV-1に感染している場合で約100 PFU /細胞より低いウイルス用量が少なく、感染細胞と相関し、遅いながら、私たちは、毛包間表皮内の基底層のほぼ全ての細胞に感染を観察感染の進行。一般的には、毛包には、感染した細胞の可変数を示します。開発毛包の内側を覆うかなり小さいケラチノサイトのほとんどが感染している間、大人の毛包の唯一の?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

我々は、技術的な助言をB6.A2G-Mx1のマウスとSemraÖzcelikを提供するためのピーターStaeheliに感謝します。

この作品は、SFB829とKN536 / 16を通じてドイツ研究財団、医学のケルンフォーチュンプログラム/学部、ケルン大学によってサポートされていました。

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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Cite This Article
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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