En murine model af dengue virus-induceret akut viral encephalitis-lignende sygdom
Summary
Her præsenterer vi en protokol for at skabe en immun kompetent ICR (Institute of Cancer Research) murine model af centralnervesystemet infektion for at vise udviklingen af neuropati. Overvågning af akutte virale encephalitiske lidelser ved identiske sygdoms scorer kan udføres for at vise denguevirus-induceret neuropati in vivo.
Abstract
Dengue virus (DENV), en arthropod-bårne virus overføres af myg, kan forårsage alvorlig sygdom kendt som Dengue hæmoragisk feber, som er karakteriseret ved dødelige komplikationer på grund af plasma lækage, ascites, pleural effusion, åndedrætsbesvær, svær blødning og organ svækkelse. Et par tilfælde af DENV infektion nuværende neurologiske manifestationer; Men, undersøgelser har ikke udforsket DENV-induceret Neuro patogenese yderligere. I denne undersøgelse præsenterer vi en protokol til at bruge en immun kompetent udvokset ICR (Institute of Cancer Research) mus til at undersøge induktion af centralnervesystemet (CNS) infektion med DENV, efterfulgt af progression af akut viral encephalitis-lignende Sygdom.
Introduction
DENV, en arthropod-båret virus af Flaviviridae familien, indeholder et positivt-Sense RNA-genom, der koder tre virale strukturelle proteiner (capsid, premembran, og konvolut) og syv virale materialer proteiner (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B og NS5). De fire serotyper af DENV (DENV1-4), som inficere ca 390.000.000 mennesker årligt, forårsage en global byrde, selv om regeringerne har rettet betydelige bestræbelser mod myg vektor og sygdomskontrol1. I øjeblikket er beskyttende vacciner og terapeutiske antivirale lægemidler under udvikling og kræver yderligere langsigtet validering2. I klinisk praksis, selv om en dengue patient med CNS-infektion er sjælden, det skal udforskes yderligere for at forstå mangfoldigheden af dengue sygdomsudvikling3. Der er behov for yderligere undersøgelser og validering. især Verdenssundhedsorganisationen (WHO) har inkluderet involvering af CNS-svækkelse, såsom kognitiv svækkelse, kramper, encefalopati, og encephalitis, i klassificeringen af svær dengue3,4. Konstruere animalske modeller af DENV infektion er uundværlig for at udforske Neuro patogenesen af DENV infektion.
For at generere CNS-infektion med DENV, flere undersøgelser har henrettet forskellige ruter af DENV infektion, herunder (1) intracerebral inokulation af C57BL/6 mus, der modtog 4 x 103 plaque-Forming enheder (PFU) af ikke-tilpassede DENV35, 6, (2) intraperitoneal inokulering af Balb/c-mus, der fik 7 x 104 PFU af in vitro Neuro tilpasset DENV47, (3) intracerebral inokulation af schweiziske mus, der fik 1 x 105 PFU af in vivo neurotilpasset DENV18og (4) intracerebral og intraperitoneal Co-inoculation af ICR-patte-mus, som fik 1 x 106 PFU af ikke-tilpassede DENV29. Ifølge resultaterne af disse undersøgelser5,6,7,8,9, DENV infektion i mus resulterer i viral replikation i hjernen, fører til akut viral encephalitis-lignende syndromer, adfærdsmæssige ændringer ledsaget af lemmer lammelse og postural ustabilitet, CNS neurotoksicitet og inflammation, generel og lokaliseret plasma lækage gennem blod-hjerne barrieren (BBB), og dødelighed. Alle resultaterne fra disse undersøgelser5,6,7,8,9 har vist, at DENV er i stand til at inficere CNS og induktion af akut viral encephalitis-lignende sygdom efter infektion.
Baseret på vores nuværende resultater9,10,11,12,13,14,15, har vi skabt en murine model af DENV infektion som en in vivo platform til at undersøge den terapeutiske virkning af målrettede agenter/faktorer mod viral replikation, samt neurotoksicitet. Her rapporterer vi protokollen udnyttet til at oprette en immun kompetent udvokset ICR mus til at studere CNS-infektion og til at overvåge udviklingen af neuropatier med forskellige severiteter forårsaget af DENV. Resultaterne viser den signifikante progression af encephalitis-lignende sygdom i DENV-inficerede mus i en tidsafhængig måde.
Protocol
Representative Results
Discussion
DENV infektion er blevet påvist i CNS af svær dengue patienter3,17, tyder på muligheden for manifestation af akut viral encephalitis opstod under dengue patogenesen. Her rapporterer vi en in vivo murine model af DENV infektion for at studere involvering af CNS dysfunktion i svær dengue, især med fokus på DENV-induceret akut viral encephalitis-lignende sygdomme. Sammenlignet med de tidligere modeller, især for en-Route-infektion (kun intravenøs, intraperit…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne undersøgelse blev støttet af tilskud fra ministeriet for videnskab og teknologi (MOST107-2321-B-038-001) og den murene finansiering 106tmu-CIT-01-2, Taipei, Taiwan.
Materials
| Roswell Park Memorial Institute 1640 medium (RPMI) | Gibco | 11875-085 | Diluting virus |
| 0.3-mL Insulin Syringe | BD Ultra-FineII | 328838 | Intracerebral and intraperitoneal injection |
| Microbalance | METTLER TOLEDO's LabX | AL104 | Weight mouse |
| Non-adapted DENV2 (strain PL046) | The Centers for Disease Control of Taiwan | – | Infect mouse |
| Institute of Cancer Research (ICR) suckling mouse | BioLASCO Taiwan Co., Ltd | – | Our murine model |
References
- Guzman, M. G., Gubler, D. J., Izquierdo, A., Martinez, E., Halstead, S. B. Dengue infection. Nature Reviews Disease Primers. 2, 16055 (2016).
- Katzelnick, L. C., Coloma, J., Harris, E. Dengue: knowledge gaps, unmet needs, and research priorities. Lancet Infectious Diseases. 17 (3), e88-e100 (2017).
- Carod-Artal, F. J., Wichmann, O., Farrar, J., Gascon, J. Neurological complications of dengue virus infection. Lancet Neurology. 12 (9), 906-919 (2013).
- Geneva: World Health Organization. . Dengue: Guidelines for Diagnosis, Treatment, Prevention and Control: New Edition. , (2009).
- Amaral, D. C., et al. Intracerebral infection with dengue-3 virus induces meningoencephalitis and behavioral changes that precede lethality in mice. Journal of Neuroinflammation. 8, 23 (2011).
- de Miranda, A. S., et al. Dengue-3 encephalitis promotes anxiety-like behavior in mice. Behavioural Brain Research. 230 (1), 237-242 (2012).
- Velandia-Romero, M. L., Acosta-Losada, O., Castellanos, J. E. In vivo infection by a neuroinvasive neurovirulent dengue virus. Journal of Neurovirology. 18 (5), 374-387 (2012).
- Despres, P., Frenkiel, M. P., Ceccaldi, P. E., Duarte Dos Santos, C., Deubel, V. Apoptosis in the mouse central nervous system in response to infection with mouse-neurovirulent dengue viruses. Journal of Virology. 72 (1), 823-829 (1998).
- Tsai, T. T., et al. Microglia retard dengue virus-induced acute viral encephalitis. Scientific Reports. 6, 27670 (2016).
- Cheng, Y. L., et al. Activation of Nrf2 by the dengue virus causes an increase in CLEC5A, which enhances TNF-alpha production by mononuclear phagocytes. Scientific Reports. 6, 32000 (2016).
- Ho, M. R., et al. Blockade of dengue virus infection and viral cytotoxicity in neuronal cells in vitro and in vivo by targeting endocytic pathways. Scientific Reports. 7 (1), 6910 (2017).
- Jhan, M. K., et al. Anti-TNF-alpha restricts dengue virus-induced neuropathy. Journal of Leukocyte Biology. 104 (5), 961-968 (2018).
- Kao, J. C., et al. The antiparasitic drug niclosamide inhibits dengue virus infection by interfering with endosomal acidification independent of mTOR. PLoS Neglected Tropical Diseases. 12 (8), e0006715 (2018).
- Tsai, T. T., Chen, C. L., Tsai, C. C., Lin, C. F. Targeting heat shock factor 1 as an antiviral strategy against dengue virus replication in vitro and in vivo. Antiviral Research. 145, 44-53 (2017).
- Jhan, M. K., et al. Dengue virus infection increases microglial cell migration. Scientific Reports. 7 (1), 91 (2017).
- Benskey, M. J., Manfredsson, F. P. Intraparenchymal Stereotaxic Delivery of rAAV and Special Considerations in Vector Handling. Methods in Molecular Biology. , 199-215 (2016).
- Fong, C. Y., et al. Mild encephalitis/encephalopathy with reversible splenial lesion (MERS) due to dengue virus. Journal of Clinical Neuroscience. 36, 73-75 (2017).
- Sarathy, V. V., et al. A lethal murine infection model for dengue virus 3 in AG129 mice deficient in type I and II interferon receptors leads to systemic disease. Journal of Virology. 89 (2), 1254-1266 (2015).
- Schul, W., Liu, W., Xu, H. Y., Flamand, M., Vasudevan, S. G. A dengue fever viremia model in mice shows reduction in viral replication and suppression of the inflammatory response after treatment with antiviral drugs. The Journal of Infectious Diseases. 195 (5), 665-674 (2007).
- Tyler, K. L. Acute Viral Encephalitis. New England Journal of Medicine. 379 (6), 557-566 (2018).
- Yauch, L. E., Shresta, S. Mouse models of dengue virus infection and disease. Antiviral Research. 80 (2), 87-93 (2008).
- Assir, M. Z., Jawa, A., Ahmed, H. I. Expanded dengue syndrome: subacute thyroiditis and intracerebral hemorrhage. BMC Infectious Diseases. 12, 240 (2012).
- Kumar, R., Prakash, O., Sharma, B. S. Intracranial hemorrhage in dengue fever: management and outcome: a series of 5 cases and review of literature. Surgical Neurology. 72 (4), 429-433 (2009).
- Simanjuntak, Y., Liang, J. J., Lee, Y. L., Lin, Y. L. Repurposing of prochlorperazine for use against dengue virus infection. Journal of Infectious Diseases. 211 (3), 394-404 (2015).
- Rocha, B. A. M., et al. Dengue-specific serotype related to clinical severity during the 2012/2013 epidemic in centre of Brazil. Infectious Disease Poverty. 6 (1), 116 (2017).
