Özet

에코HIV 뇌 감염의 쥐 모델

Published: January 21, 2021
doi:

Özet

여기에서, 우리는 키메라 HIV (EcoHIV)를 사용하여 활성 HIV 감염의 새로운 쥐 모형을 설치하는 프로토콜을 제시합니다, 두뇌에 있는 HIV-1 바이러스 성 저수지의 우리의 이해를 강화하고 HIV 관련 신경 인지 장애 및 관련 comorbidities를 공부하는 시스템을 제공하는 것을 위해 중요합니다 (즉, 약물 남용).

Abstract

EcoHIV 감염 마우스 모델은 HIV 관련 신경 학적 합병증을 조사하는 데 중요한 유틸리티라는 것을 잘 연구되었습니다. 약물 남용 및 신경 인지 장애의 연구에 대 한 EcoHIV 감염 된 쥐 모델의 설립, neuroHIV와 HIV-1 관련 된 신경 인지 장애의 연구에 도움이 될 것 이다 (HAND). 본 연구에서는, 우리는 키메라 HIV (EcoHIV)를 사용하여 활성 HIV 감염의 쥐 모델의 성공적인 생성을 보여줍니다. 첫째, 에코HIV의 렌티바이러스 구조는 48시간 동안 배양된 293FT 세포로 포장되었다. 이어서, 조건부 배지는 농축되고 흐트러졌다. 다음으로, 우리는 F344/N 쥐 뇌 조직에 EcoHIV-EGFP의 양측 스테레오택시 주사를 수행했습니다. 감염 후 1주일 후, EGFP 형광 신호가 감염된 뇌 조직에서 검출되어 EcoHIV가 쥐에서 활성 HIV 감염을 성공적으로 유발한다는 것을 나타냅니다. 또한, 마이크로글리아세포 마커인 Iba1에 대한 면역염색이 수행되었다. 결과는 microglia가 EcoHIV를 품고 있는 우세한 세포 모형이었다는 것을 표시했습니다. 더욱이, EcoHIV 쥐는 감염 후 8 주 동안 HAND의 잠재적 기본 신경 행동 메커니즘뿐만 아니라 시간 적 처리에 변화를 나타냈다. 종합적으로, 본 연구는 뇌의 HIV-1 바이러스 저장소뿐만 아니라 HAND 및 약물 남용과 같은 관련 comorbidities를 연구하는 귀중한 생물학적 시스템을 제공하는 쥐에 HIV-1 감염의 EcoHIV 모델을 확장합니다.

Introduction

생물학적 시스템은 HIV-1 관련 신경인지 장애(HAND)와 그 근본적인 신경 메커니즘2에대한 우리의 이해를 향상시켰습니다. 어떤 생물학적 시스템이 어떤 연구에 가장 적합한지 결정하는 것은 종종 관심2의문제에 달려 있습니다. 숙주 동물 모델의 범위의 제한은 HIV-1 질병 발달의 연구에 도전합니다. HIV-1 바이러스 복제 및 병인을 조사하기 위해, Potash 외3은 활성 HIV-1 감염의 마우스 모델을 생성하여 HIV 표면 봉투 당단백질, gp120의 코딩 영역을 에코트로픽 MLV gp80으로 대체하여 마우스4에서성공적인 바이러스 복제를 이끌어 냈다. 키메라 HIV(EcoHIV) 마우스에서 꼬리 정맥 주사 후, HIV-1 혈청 양성 개인(예를 들어, 감염된 림프구 및 대식세포, 항바이러스 면역 반응, 염증3,5,6)과유사한 많은 특성이 관찰되었다.

마우스와 쥐는 모두 무리대의 구성원이지만, 근본적인 종 차이는 특정 실험 질문에 대한 적합성에 영향을 미칠 수 있습니다7. 따라서, 쥐에 에코 HIV 감염 모델의 확장 (일반적으로 약물 남용 및 신경 인지 장애의 연구에 사용) neuroHIV의 연구에서 유리 할 것 이다. 예를 들어, 그들의 큰 크기는 약물 자가 투여 절차에 대한 경정맥 카테터 이식을 보다 실용적으로8. 쥐의 약물 자가 투여 기술은 HIV-19의동기 부여를 평가하기 위해 활용되었습니다. 또한, 많은 신경 인지/행동 작업은 처음에 쥐를 위해 설계 되었다10. 여기에서, 우리는 EcoHIV 감염 모형을 확장하고 neuroHIV 및 HAND와 관련있는 새로운 질문을 해결하기 위하여 중요한 기회를 마련하기 위하여 쥐에 있는 EcoHIV의 입체 주사의 활용을 보고합니다.

Protocol

모든 동물 프로토콜은 사우스 캐롤라이나 대학의 동물 관리 및 사용 위원회에 의해 검토되고 승인되었습니다 (연방 보증 번호 : D16-00028). 6 명의 성인 남성 F344 /N 쥐는 12/12 빛 아래 통제 된 환경에 수용 되었습니다: 음식과 물에 광고 리비툼 액세스 와 어두운 주기. 모든 동물은 실험실 동물의 치료 및 사용에 대한 가이드에서 건강의 국립 연구소에 의해 설립 된 지침을 사용하여 돌보았습니다. <p…

Representative Results

조건부 배지는 293FT 세포에 감염된 EcoHIV-EGFP의 렌티바이러스로부터 수집되었다. 다음으로, 그것은 집중 하 고 titered, 다음 스테레오로 뇌에 주입 (피 질 영역) F344/N 쥐의. 7일 후 주사 후, 쥐를 희생하고 브레그마 -4.68 mm에 이르는 관상 동맥 뇌 슬라이스에서 촬영되었다. 도 1A에서,특히 피질과 해마 규명 자이루스에서 뇌 전체에 걸쳐 중요한 EcoHIV-EGFP 신호가 있습니다. 더욱이, ?…

Discussion

이 프로토콜에서, 우리는 쥐에 있는 EcoHIV 유도한 HIV 감염 모형을 설치했습니다. 구체적으로, 우리는 성공적으로 쥐 뇌에서 활성 HIV 감염을 유도 피질에 에코 HIV의 양측 스테레오테스테레오테시 주입을 설명 7 주사 후 일. Futhermore, 우리는 쥐에 있는 EcoHIV 감염이 HAND의 중요한 양상을 공부하는 좋은 생물학 시스템이 될 수 있었다는 것을 보여줍니다. 8 주 후- EcoHIV 감염, 쥐는 중요한 신경 인지 장애를…

Açıklamalar

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품은 NIH 보조금 HD043680, MH106392, DA013137 및 NS100624에 의해 지원되었다.

Materials

293FT cells ThermoFisher Scientific R70007
Antibiotic-Antimycotic solution Cellgro 30004CI 100X
Corning BioCoatGelatin 75cm² Rectangular Canted Neck Cell Culture Flask with Vented Cap Life Technologies 354488
Corning DMEM with L-Glutamine, 4.5 g/L Glucose and Sodium Pyruvate Life Technologies 10013CV
Cover glass VWR 637-137
drill
Dumont #5 Forceps World Precision Instruments 14095
Dumont #7 Forceps World Precision Instruments 14097
Eppendorf Snap-Cap Microcentrifuge Biopur Safe-Lock Tubes Life Technologies 22600028
Ethicon Vicryl Plus Antibacterial, 4-0 Polyglactin 910 Suture, 27in. FS-2 Med Vet International VCP422H
Hamilton syringe Hamilton 1701
Invitrogen Lipofectamine 3000 Transfection Reagent Life Technologies L3000015
Iris Forceps World Precision Instruments 15914
Iris Scissors World Precision Instruments 500216
Lentivirus-Associated p24 ELISA Kit Cell Biolabs, inc. VPK-107-5
Lenti-X Concentrator Takara PT4421-2
Opti-MEM I Reduced Serum Medium Life Technologies 11058021
Paraformaldehyde Sigma-Aldrich 158127-500G
Paraformaldehyde Sigma P6148
ProLong Gold Fisher Scientific P36930
Sevoflurane Merritt Veterinary Supply 347075
stereotaxic apparatus Kopf Instruments Model 900
SuperFrost Plus Slides Fisher Scientific 12-550-154%
Vannas Scissors World Precision Instruments 500086

Referanslar

  1. Illenberger, J. M., et al. HIV Infection and Neurocognitive Disorders in the Context of Chronic Drug Abuse: Evidence for Divergent Findings Dependent upon Prior Drug History. Journal of Neuroimmune Pharmacology. 15 (4), 715-728 (2020).
  2. Joseph, S. B., Swanstrom, R. The evolution of HIV-1 entry phenotypes as a guide to changing target cells. Journal of Leukocyte Biology. 103 (3), 421-431 (2018).
  3. Potash, M. J., et al. A mouse model for study of systemic HIV-1 infection, antiviral immune responses, and neuroinvasiveness. Proceedings of the National Academy of Sciences U S A. 102 (10), 3760-3765 (2005).
  4. Albritton, L. M., Tseng, L., Scadden, D., Cunningham, J. M. A putative murine ecotropic retrovirus receptor gene encodes a multiple membrane-spanning protein and confers susceptibility to virus infection. Cell. 57, 659-666 (1989).
  5. Geraghty, P., Hadas, E., Kim, B. H., Dabo, A. J., Volsky, D. J., Foronjy, R. HIV infection model of chronic obstructive pulmonary disease in mice. American Journal of Physiology – Lung Cellular and Molecular Physiology. 312 (4), 500-509 (2017).
  6. Gu, C. J., et al. EcoHIV infection of mice establishes latent viral reservoirs in T cells and active viral reservoirs in macrophages that are sufficient for induction of neurocognitive impairment. PLoS Pathogens. 14 (6), 1007061 (2018).
  7. Ellenbroek, B., Youn, J. Rodent models in neuroscience research: is it a rat race. Disease Models, Mechanisms. 9 (10), 1079-1087 (2016).
  8. Feduccia, A. A., Duvauchelle, C. L. Novel apparatus and method for drug reinforcement. Journal of Visualized Experiments. (42), e1998 (2010).
  9. Bertrand, S. J., Mactutus, C. F., Harrod, S. B., Moran, L. M., Booze, R. M. HIV-1 proteins dysregulate motivational processes and dopamine circuitry. Scientific Reports. 8 (1), 7869 (2018).
  10. McGaughy, J., Sarter, M. Behavioral vigilance in rats: task validation and effects of age, amphetamine, and benzodiazepine receptor ligands. Psychopharmacology. 117 (3), 340-357 (1995).
  11. Li, H., Aksenova, M., Bertrand, S., Mactutus, C. F., Booze, R. M. Quantification of filamentous actin (F-actin) puncta in rat cortical neurons. Journal of Visualized Experiments. (108), (2016).
  12. McLaurin, K. A., Li, H., Booze, R. M., Mactutus, C. F. Disruption of Timing: NeuroHIV Progression in the Post-cART Era. Scientific Reports. 9 (1), 827 (2019).
  13. McLaurin, K. A., Moran, L. M., Li, H., Booze, R. M., Mactutus, C. F. The Power of Interstimulus Interval for the Assessment of Temporal Processing in Rodents. Journal of Visualized Experiments. (146), e58659 (2019).
  14. Li, H., McLaurin, K. A., Mactutus, C. F., Booze, R. M. Ballistic Labeling of Pyramidal Neurons in Brain Slices and in Primary Cell Culture. Journal of Visualized Experiments. (158), (2020).
  15. Ko, A., et al. Macrophages but not Astrocytes Harbor HIV DNA in the Brains of HIV-1-Infected Aviremic Individuals on Suppressive Antiretroviral Therapy. Journal of Neuroimmune Pharmacology. 14 (1), 110-119 (2019).
  16. Sopper, S., et al. The effect of simian immunodeficiency virus infection in vitro and in vivo on the cytokine production of isolated microglia and peripheral macrophages from rhesus monkey. Virology. 220 (2), 320-329 (1996).
  17. Llewellyn, G. N., Alvarez-Carbonell, D., Chateau, M., Karn, J., Cannon, P. M. HIV-1 infection of microglial cells in a reconstituted humanized mouse model and identification of compounds that selectively reverse HIV latency. Journal of NeuroVirology. 24 (2), 192-203 (2018).

Play Video

Bu Makaleden Alıntı Yapın
Li, H., McLaurin, K. A., Mactutus, C. F., Booze, R. M. A Rat Model of EcoHIV Brain Infection. J. Vis. Exp. (167), e62137, doi:10.3791/62137 (2021).

View Video