Ters transkripsiyon (RT-qPCR) ile birlikte gerçek zamanlı nicel polimeraz zincir reaksiyonu analiz RNA virüs enfeksiyonları düzeyini ölçmek için yaygın olarak kullanılmış. Burada dang virüs dahil olmak üzere birkaç RNA virüsleri miktar için geliştirilen bir RNA arıtma adım gerekli değildir doğrudan bir RT-qPCR tahlil mevcut.
Şu anda, gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) teknoloji hassasiyeti nedeniyle, özgüllük, moleküler tanı, yanı sıra, algılama ve viral genom araştırma laboratuarlarında miktar için vazgeçilmez bir araç olduğunu ve kolaylık. Ancak, çoğu durumda, kantitatif PCR (qPCR) tahlil genellikle kullanılan virüs enfeksiyonu dayanıyordu PCR adım önce viral nükleik asit arıtma üzerinde algılamak için. Bütün süreç kültür süpernatant in virüs bulaştırmak hasat böylece bu çalışmada, arada bir işleme arabellek ve bir tek adımlı RT-PCR reaktif yoluyla ters transkripsiyon floresans tabanlı qPCR (RT-qPCR) tahlil geliştirilmiştir hücre kadar gerçek zamanlı algılama, viral RNA arıtma yapılabilir. Oluşturulmuş protokol dang virüs (DENV) 90 dakika içinde geniş aralığı RNA konsantrasyonları miktar sağlar. Buna ek olarak, doğrudan RT-qPCR tahlil bir antiviral Ajan değerlendirilmesi için adaptasyon kullanarak daha önce bildirilen bir DENV inhibitörü, mycophenolic asit (MPA) vitro deney tarafından gösterilmiştir. Ayrıca, sarı humma virüsü (YFV), Chikungunya virüsü (CHIKV) ve kızamık virüsü (MeV), dahil olmak üzere diğer RNA virüsleri tarafından doğrudan RT-qPCR ile aynı iletişim kuralını sayılabilir. Bu nedenle, bu raporda açıklanan doğrudan RT-qPCR tahlil daha da yüksek üretilen iş tarama çalışma ve klinik tanı için umut verici bir platform içine geliştirilecek bir basit ve hızlı şekilde RNA virüsü çoğaltma izlemek için yararlıdır.
Cins Flavivirus Flaviviridae ailesinin saran, 70’den fazla sivrisinek ve keneler tarafından iletilen pozitif iplikli RNA virüsleri oluşmaktadır. Önemlisi, insanlarda flavivirus enfeksiyonu genelde Hemorajik ateş ve ensefalit1gibi ağır klinik hastalığa yol açar. Nitekim, son patlak Zika virüs (ZIKV), bir flavivirus Amerika patlama yayıldı ve microcephaly2,3de dahil olmak üzere nörolojik komplikasyon ile ilişkili olduğu gösterilmiştir. Flaviviruses, bu nedenle, modern toplum üzerindeki önemli klinik ve ekonomik etkisi var.
Önemli bir flavivirus dang virüs (DENV), dünya tropikal ve subtropikal bölgelerde yaygın olarak dağıtılan sivrisinek yoluyla bulaşan bir virüs var. DENV Aedes sivrisinek, Aedes albopictus ve Aedes aegyptiDang salgınlar4küresel yayılması sonucu, dahil olmak üzere yayın yapıyor. Şu anda, Dünya Sağlık Örgütü (WHO) Dang hastalığı üç kategoride sınıflandırır: uyarı işaretleri, uyarı işaretleri ve şiddetli Dang4Dang Dang. DENV (DENV-1-4) ile dört serotipleri birini birincil enfeksiyon genellikle asemptomatik veya kendini sınırlayan olsa da, farklı serotipleri ikincil enfeksiyon Dang daha ciddi formları riskini artırır epidemiyolojik çalışmalar göstermiştir. Bu antikor bağımlı enhancement-in non – tarafından neden DENV enfeksiyon dikkati çekiyor veya birincil enfeksiyon sırasında üretilen antikorlar subneutralizing ikincil enfeksiyon meydana gelen şiddetli Dang potansiyel bir mekanizma olarak önerilmiştir. Ancak, hiçbir belirli antiviral ilaç DENV enfeksiyon5için kullanılabilir.
DENV karşı antiviral ajanlar gelişimi için rutin ve yüksek işlem hacmi ayarına mükellef bulunmaktadır, sağlam deneyleri kantitatif virüs çoğaltma algılamak için gereklidir. Geleneksel, bulaşıcı virüs ve viral antijenler tespit için immünolojik deneyleri (Örneğin, enzim bağlı immunosorbent assay [ELISA]) miktarının için biyolojik deneyleri (Örneğin, plak tahlil) DENV izlemek için kullanılmıştır çoğaltma vitro ve in vivo6,7. Ancak, bu deneyleri çoğu kez zahmetli ve gerçekleştirmek için birkaç gün gerektiren hangi işleme örnekleri çok sayıda engellemektedir. Bu bağlamda, RT-qPCR DENV enfeksiyon tespit için güvenilir bir tahlil olduğunu: Bu özel, hassas ve nispeten hızlı7‘ dir. Buna ek olarak, RT-qPCR teknik yüksek üretilen iş biçiminde daha fazla avantajı vardır. Yine de, RT-PCR tipik prosedür RNA virüsleri için toplanan örnekleri viral nükleik asitler kurtarma talep ediyor. Her ne kadar çeşitli çıkarma yöntemleri RT-qPCR için istihdam, birden çok adımı hala saf viral RNA elde etmek için ihtiyaç vardır. Ayrıca, RT-qPCR deneyleri genellikle pahalı spin sütunları veya tehlikeli organik çözücüler, dolayısıyla hazırlık süreci daha hantal hale gerekir. İlgilenmedikleri ve/veya örnekleri arasında çapraz bulaşma kaçınmak viral genom başarılı miktar için kritik bir faktör olduğu için özellikle RT-qPCR uygulanması için ise daha az zahmetli ve zaman alan bir yöntem tercih edilen, yüksek üretilen iş biçimi.
Burada, DENV RNA viral RNA arıtma içermeyen bir kültür süpernatant enfekte hücre içinde ölçmek için basit bir RT-qPCR yordam raporu. Bu en iyi duruma getirilmiş RT-qPCR protokol iki adımdan oluşur: i) kuluçka süpernatant bir işleme arabellek ve II) tek adımlı RT-qPCR gerçek zamanlı PCR cihazda DENV enfekte hücre kültürünün. Buna göre DENV RNA bir kültür süpernatant 90 dk (Şekil 1) içinde tespit edilebilir. Ayrıca doğrudan RT-qPCR uygulamaya diğer RNA virüs enfeksiyonları açıklar.
Bugün, viral nükleik asit algılama gerçek zamanlı PCR floresan tabanlı tarafından patojen insan virüs nedeniyle onun duyarlılığı ve hız7moleküler tanısında altın standart haline gelmektedir. Bu virüs enfeksiyonu erken aşamasında Dang humması17gibi akut bulaşıcı hastalıkların teyit için özellikle önemlidir. Ayrıca, temel DNEV araştırma alanında, RT-qPCR tahlil DENV çoğaltma biyoloji ve antiviral inhibitörleri keşfi bir anlaşmaya götürecek vitro kültür virüs çoğaltma izleme için vazgeçilmez bir araçtır. DENV RNA kültür süpernatant enfekte hücre RT-qPCR tarafından arındırıcı olmadan sayısal mümkün olduğu kadar bu çalışmada, floresan tabanlı gerçek zamanlı PCR tahlil daha fazla işleme arabellek ve bir tek adımlı RT-PCR reaktif kombinasyonu tarafından geliştirildi viral RNA genomu. Plak yöntemi, ELISA veya geleneksel RT-qPCR istihdam RNA arıtma6,7, gibi virüs çoğaltma algılamak için rutin deneyleri karşılaştırıldığında RT-qPCR tahlil basitleştirilmiş bir protokol zaman büyük bir azalma sonuçlandı ve DENV RNA ölçmek için gerekli adımları. Bu da kirlenme ve genetik malzeme kaybı en aza indirmek avantajları vardır önemli bir özelliktir. Yine de, bu temiz bir başlık kullanımı IVT (adım 2.1) up ve RT-qPCR (adım 4.1-4.4) reaksiyonları, herhangi bir amplicon ile ilgili ürün veya RNase çapraz bulaşma önlemek için gerekli olduğunu belirtmek gerekir. Laboratuvar enfeksiyon riskini azaltmak için bir Biyogüvenlik kabini (adım 3.3) içinde bulaşıcı virüs dahil olmak üzere süpernatant kültür işlemek önemlidir.
Viral RNA kopyaları geniş bir seyreltme veya konsantrasyon örnek olmadan aynı anda analiz edilebilir doğrudan RT-qPCR tahlil başka bir önem taşıyor. Bir seri olarak seyreltilmiş DENV 3′ UTR RNA standart kullanıldığında, doğrudan RT-qPCR Protokolü doğrusal bir standart eğri yedi büyüklük içinde üretilen ve daha düşük miktar sınırı 500 RNA kopya (Şekil 2) oldu. Kültür süpernatant enfekte hücre içinde DENV, 8 x 103 -10 μL 8 x 10-2 PFU virüs tespiti için RT-qPCR vardı DENV aralığı 3′ UTR RNA standart içinde ve alt algılama limit (8 x 10-2 PFU) 11 içerecek şekilde hesaplanmıştır , 400 ± 7,077 RNA kopyaları (Şekil 3B). Birkaç flavivirus çalışmaları18,19,20içinde rapor olarak belirtmek gerekirse, virüs bulaşıcı titresi (yani, PFU) DENV örneklerinde viral RNA kopya daha büyük oranı da bu çalışmada gözlendi. Bu tahmindi arızalı (yani, bulaşıcı olmayan) varlığı nedeniyle büyük ölçüde kabul edilir virüs veya ücretsiz viral RNA bulaşmış ve ölü hücrelerden serbest bırakmak. Although Bu çalışmada RNA kopya: PFU oranı elde (1.1 x 105 için 1.3 x 105 RNA kopya/PFU) daha önce (oranları 1-3 günlük arasındadır)21,20gösterilen veriler ile tutarsız, bu olabilir virüs suşları, hücreleri veya kültür koşulları istihdam farklılığı atfedilen. Bu yana hiçbir RNA arıtma işlemi burada açıklanan doğrudan RT-qPCR tahlil içinde yer aldı, kültür süpernatant daha fazla DENV RNA viral kaybı olmadan gerçek zamanlı PCR Analizi tarafından tespit edilemedi, tutarsızlık başka bir olası açıklaması bu genetik malzeme.
Doğrudan RT-qPCR sadeliği çok sayıda örnekleri bir 96-şey tabak gibi çok iyi biçimlerde işleme yeteneği geliştirir. Bu nedenle, bu özellik doğrudan RT-qPCR tahlil yönelik uygulama anti-DENV ilaç keşfi için bir yüksek-den geçerek tarama çalışması için yardımcı olacaktır. Nitekim, bu rapordaki bir anti-DENV inhibitörü, MPA, doğrulama için doğrudan RT-qPCR testin uygulama incelenmiş ve sonuç bir ŞA50 değeri doğrudan RT-qPCR tahlil (Şekil 4) tarafından elde edilen MPA, bunun için karşılaştırılabilir olduğunu gösterdi plak tahlil12,13kullanarak önceki çalışmalarda bildirdi. Bu doğrudan RT-qPCR uygun şekilde antiviral ajanlar inhibitör etkisini değerlendirmek için yararlı bir tahlil ve gelecekte taraması bir ilaç kabul edilebilir gösterir.
Bu çalışmada, doğrudan RT-qPCR diğer RNA virüsleri algılama için uygulamak için girişimlerde bulunuldu. Üç diğer RNA virüsleri (YFV, CHIKV ve MeV) 10 kat dilutions farklı cins sınıflandırılmış Şekil 5‘ te gösterildiği gibi (Flaviviridae, Togaviridaeve Paramyxoviridae, sırasıyla) kullanarak incelenmiş daha önce bildirilen astar ve fluorogenic sondalar ilgili viral RNA sıralarını belirli. Bulaşıcı titreleri ve Ct değerleri arasında iyi ilişkiler tarafından doğrudan RT-qPCR deneyleri elde edilmiştir ve 4-6 doğrusal büyüklük korelasyon vardı. Bu doğrudan RT-qPCR sadece virüs özgü astar boyaları değiştirerek RNA virüsleri çeşitli türleri için uyarlanabilir iletişim kuralıdır ve fluorogenic sondalar göstermektedir.
Yine de, algılama hassasiyeti bu çalışmada (Şekil 5) test virüs arasında değişmekteydi. Hedef Virüs RNA tespiti artırabilir Protokolü’nün bir değişiklik astar/sonda dizileri yeni bir dizi kullanmak için olmalıdır. Ayrıca, başarılı doğrudan RT-qPCR tahlil için önemli bir adım adım (adım 3.1-3,4) işleme örnek sırasında viral genom verimli sürümü olduğu düşünülmektedir. Bu istikrarlı virüs olmayan saran virüs gibi nicel tespiti için özellikle önem. Bir ön deneme olarak olsa da, Coxsackievirus B3 (CVB3), bir sigara saran RNA Picornaviridaeiçin ait virüs tabi yukarıda açıklanan CVB3 özgü astar ve floresan sonda22, kullanarak doğrudan RT-qPCR tahlil için bir pozitif amplicon sinyal bile bir yüksek-titresi (1 x 105 PFU/mL) virüs hisse senedi ile tespit edilemedi. Bu büyük ölçüde sigara saran virüs yüksek fiziksel bütünlüğünü isnat kabul edilir. Şimdiye kadar nükleik asit arıtma RNA sürümdeki farklı protokolleri istihdam birkaç RNA virüsleri tespit etmek için geliştirilmiştir gerektirmeyen bazı RT-PCR deneyleri23,24,25, adım 26. böylece, virüs örneği yüksek sıcaklıkta bir kuluçka gibi alternatif (veya ek) tedaviler kullanımı potansiyel olarak algılama hassasiyeti artar.
Özet olarak, bu çalışmada geliştirilen doğrudan RT-qPCR Protokolü enfekte hücre bir kültür süpernatant viral RNA miktarının için basit ve hızlı ama güvenilir bir yöntem oldu. Bu basitliği nedeniyle doğrudan RT-qPCR tahlil örnekleri virüs çoğaltma yüksek üretilen iş analizi için söz sahibidir bir kısa sürede işler. Ayrıca, doğrudan RT-qPCR iletişim kuralı uygulamaya diğer RNA virüsleri de gösterilmiştir. Bu nedenle, bu yaklaşım RNA virüs enfeksiyonları bir araştırma laboratuvarı ayarı ve muhtemelen, klinik tanı olarak verimli bir şekilde izlenmesi için yararlı bir araç olmalıdır.
The authors have nothing to disclose.
DENV-2 yalıtmak için EDEN2 3295 ve Shunro Imura (Kobe karantina İstasyonu, Japonya) YFV için yazarlar Subhash G. Vasudevan (Duke-NUS mezun Tıp Fakültesi, Singapur) teşekkür 17D aşı suşu. Yazarlar ayrıca bölümü Mikrobiyoloji ve enfeksiyon kontrolü ve üyelerine onların yardım için minnettarız. Bu eser MEXT KAKENHI Grant numarası JP16737900 tarafından desteklenir.
PrimeSTAR Max DNA Polymerase | Takara Bio. Inc | R045A | Comparable PCR reagent kit can be used. |
SimpliAmp Thermal Cycler | Thermo Fisher Scientific | A24811 | Comparable thermal cycler instrument, but PCR cycle condition needs to be optimized. |
6x Gel Loading Dye | New England BioLabs | B7024S | Comparable gel loading dye can be used. |
2-Log DNA Ladder | New England BioLabs | N3200 | 0.1-10.0 kilobase pairs. Comparable DNA molecular ladder can be used. |
Gel Scene Tablet | Astec | GST-33 | Comparable gel imaging system can be used. |
illustra GFX PCR Purification Kit | GE Healthcare Life Sciences | 28-9034-70 | Comparable gel extraction kit can be used. |
BioSpectrometer | Eppendorf | 6135000905 | Comparable spectrophotometer can be used. |
MEGAscrip T7 Transcription Kit | Thermo Fisher Scientific | AM1334 | |
TURBO DNase | Thermo Fisher Scientific | AM2238 | Included in MEGAscrip T7 Transcription Kit. |
Recombinant RNase Inhibitor | Takara Bio. Inc | 2313A | 40 units/μL |
RNeasy Mini Kit | Qiagen | 74104 | Comparable RNA purification kit can be used. |
CellAmp Direct RNA Prep Kit | Takara Bio. Inc | 3733Q | |
Proteinase K | Nacalai Tesque | 15679-06 | > 600 units/mL. Comparable reagent can be used. |
iTaq Universal Probes One-Step Kit | Bio-Rad | 1725141 | |
MicroAmp Fast Optical 96-Well Reaction Plate, 0.1 mL | Thermo Fisher Scientific | 4346907 | Comparable plate or tube can be used dependent on the real-time PCR instrument, but PCR cycle condition needs to be optimized. |
MicroAmp Optical Adhesive Film | Thermo Fisher Scientific | 4311971 | Comparable film or optical cap can be used dependent on the real-time PCR plate or tube. |
StepOnePlus Real-Time PCR System | Thermo Fisher Scientific | StepOnePlus-01 | Comparable real-time PCR instrument, but PCR cycle condition needs to be optimized. |