Summary

Deux méthodes de formation hétérocaryons à découvrir les facteurs de restriction du VHC

Published: July 16, 2012
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Summary

Nous décrivons deux méthodes pour conditionnelle<em> Trans</em>-Complémentation de l'hépatite C (VHC) de montage et la réalisation du cycle de vie virale complète, qui reposent sur la formation des hétérocaryons. Ces techniques sont adaptées à l'écran pour les lignées cellulaires qui expriment des facteurs de restriction dominantes, qui empêchent la production de la descendance du VHC infectieux.

Abstract

L'hépatite C (VHC) est un virus hépatotrope avec une gamme d'hôtes limitée pour les humains et les chimpanzés. Bien que l'ARN du VHC de réplication a été observée dans les lignées cellulaires humaines non-hépatiques et murin, l'efficacité était très faible et les procédures de sélection requis à long terme en utilisant le VHC réplicon construit exprimant dominantes antibiotiques sélectionnables marqueurs 1-5. VHC in vitro de la recherche se limite donc à des lignées cellulaires d'hépatome permissives pour l'entrée du virus et l'achèvement du cycle de vie virale. En raison de HVC tropisme espèces étroit, il n'ya pas de modèle animal immunocompétent petite disponibles qui soutient le cycle de réplication du VHC complète 6-8. La réplication du VHC dans inefficace des cellules non humaines, par exemple d'origine de la souris est probablement dû à un manque d'incompatibilité génétique des facteurs essentiels de dépendance d'accueil et / ou l'expression de facteurs de restriction.

Nous avons étudié si la propagation du VHC est supprimée par fa restriction dominantectors en soit des lignées cellulaires humaines dérivées de non-hépatiques tissus ou dans des lignées de souris cellules hépatiques. À cette fin, nous avons développé deux indépendants conditionnelles trans-complémentation des méthodes reposant sur ​​la fusion de cellules somatiques. Dans les deux cas, l'achèvement du cycle de réplication virale n'est possible que dans les hétérocaryons. Par conséquent, le succès trans-complémentation, qui est déterminée en mesurant la production de novo de la descendance virale infectieuse, indique l'absence de restrictions dominantes.

Plus précisément, subgénomiques réplicons du VHC portant un transgène luciférase ont été transfectés dans des cellules permissives hautement hépatome humain (Huh-7.5 des cellules). Par la suite, ces cellules ont été co-cultivées et fusionné à diverses cellules humaines et murines exprimant VHC noyau structurel protéines, de l'enveloppe 1 et 2 (E1, E2) et accessoire protéines p7 et NS2. À condition que la fusion cellulaire a été initiée par un traitement avec du polyéthylène-glycol (PEG), la culture virale infectieuse libérée particles qui a infecté des cellules naïves d'une manière dépendante du récepteur.

Pour évaluer l'influence des restrictions dominantes sur le cycle de vie complet, y compris virale entrée dans la cellule, la traduction d'ARN, la réplication et l'assemblage du virus, nous avons profité d'une lignée cellulaire de foie humain (Huh-7 Lunet N cellules 9) qui manque de l'expression endogène de CD81, un facteur essentiel de l'entrée du VHC. En l'absence de CD81 exprimés de manière ectopique, ces cellules sont essentiellement réfractaire à l'infection par le VHC 10. Il est important, en cas de co-culture et fusionnées avec des cellules qui expriment CD81 humain, mais le manque au moins un autre facteur crucial entrée dans la cellule (c.-à-SR-BI, CLDN1, OCLN), seuls les hétérocaryons résultant d'afficher l'ensemble des facteurs d'entrée du VHC nécessaires pour l'infection. Par conséquent, pour analyser si les facteurs de restriction dominantes supprimer l'achèvement du cycle de réplication du VHC, on condensé Lunet N cellules avec des cellules d'origine humaine différents et une souris qui remplissent la critique mentionnée ci-dessuseria. Lorsque des cellules co-cultivées ont été transfectées avec une protéine d'enveloppe virale hautement fusogène mutante de type foamy virus du prototype (PFV 11) et par la suite avec des particules de VHC défi infectieuses HCVcc), de novo de production de virus infectieux a été observée. Cela indique que le VHC complété avec succès son cycle de réplication dans les hétérocaryons écartant ainsi l'expression de facteurs de restriction dominantes dans ces lignées cellulaires. Ces nouveaux conditionnelles trans-complémentation méthodes sera utile pour dépister un large panel de lignées cellulaires et cellules primaires pour l'expression du VHC-spécifiques facteurs de restriction dominantes.

Protocol

Fusion cellulaire par PEG 1. Culture cellulaire Culture Huh-7.5, HeLa et les lignées de cellules naïves Hep56.1D ou l'emballage 12 sur 15 cm plats de culture de cellules dans du DMEM complet (DMEM CPLT) moyennes, DMEM supplémenté avec 2 mM de L-glutamine, 1x non-acides aminés essentiels, 100 U / mL de pénicilline, 100 pg / ml streptomycine, et 10% de sérum de veau foetal. Appliquer la sélection appropriée des lignées cellulaires stables, comme indiqué dans l…

Discussion

Nous présentons deux méthodes pour induire la formation hétérocaryon dans des cellules cultivées pour l'analyse des dominantes restrictions négatives qui empêchent la réplication du VHC. Utilisation ces procédures on exclut la présence d'un élément dominant exprimé de manière constitutive ou induit par un virus dans différentes humaine non foie et dans des lignées cellulaires hépatiques de souris. Le premier essai analyse principalement si les facteurs de restriction de prévenir assemblage du V…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nous sommes reconnaissants à Takaji Wakita et Jens Bukh pour JFH1 et les isolats de J6CF, respectivement. En outre, nous remercions Charles Rice pour Huh-7.5 des cellules et l'anticorps 9E10, Steven Foung pour l'anticorps spécifique à E2 CBH-23, et tous les membres du ministère de la virologie expérimentale, Twincore des suggestions utiles et des discussions.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number
DMEM Invitrogen, Karlsruhe, Germany 41965-039
L-glutamine Invitrogen, Karlsruhe, Germany 25030-024
Non-essential amino acids Invitrogen, Karlsruhe, Germany 11140-035
Penicillin/ streptomycin Invitrogen, Karlsruhe, Germany 15140-122
Fetal calf serum PAA, Cölbe, Germany A15151
α-E2 (CBH23) kindly provided by Steven Foung 10  
ATP Sigma, Steinheim, Germany A2833-106
Glutathione Sigma, Steinheim, Germany G4251-1G
Blasticidin Invivo Gen, San Diego, USA Ant-bl-1
G418 (geneticin) Invitrogen, Karlsruhe, Germany 11811-064
Polyethylene-glycol-1500 Roche, Mannheim, Germany 10783641001
Paraformaldehyde Roth, Karlsruhe, Germany 0335.3
Triton X-100 Roth, Karlsruhe, Germany 3051.2
Goat serum Sigma, Steinheim, Germany G9023-5mL
α-NS5A (9E10) Kindly provided by Charles Rice 7  
DAPI (4′,6′- diamidino-2-phenylindole dihydrochloride) Invitrogen D1306
Alexa-Fluor 546 – goat anti-human IgG Invitrogen, Karlsruhe, Germany A21089
Alexa-Fluor 488 – goat anti-mouse IgG Invitrogen, Karlsruhe, Germany A10680
Lipofectamine 2000 Invitrogen, Karlsruhe, Germany 11668-019
CellTracker CMTMR Invitrogen, Karlsruhe, Germany C2927
CellTracker CMFDA Invitrogen, Karlsruhe, Germany C2925
Fluoromount Sigma, Steinheim, Germany F4680-25ML
All other chemicals Roth, Karlsruhe, Germany  
Cell culture materials Sarstedt, Nümbrecht, Germany  

Referências

  1. Zhu, Q., Guo, J. T., Seeger, C. Replication of hepatitis C virus subgenomes in nonhepatic epithelial and mouse hepatoma cells. J. Virol. 77, 9204-9210 (2003).
  2. Kato, T. Nonhepatic cell lines HeLa and 293 support efficient replication of the hepatitis C virus genotype 2a subgenomic replicon. J. Virol. 79, 592-596 (2005).
  3. Ali, S., Pellerin, C., Lamarre, D., Kukolj, G. Hepatitis C virus subgenomic replicons in the human embryonic kidney 293 cell line. J. Virol. 78, 491-501 (2004).
  4. Date, T. Genotype 2a hepatitis C virus subgenomic replicon can replicate in HepG2 and IMY-N9 cells. J. Biol. Chem. 279, 22371-22376 (2004).
  5. Chang, K. S. Replication of hepatitis C virus (HCV) RNA in mouse embryonic fibroblasts: protein kinase R (PKR)-dependent and PKR-independent mechanisms for controlling HCV RNA replication and mediating interferon activities. J. Virol. 80, 7364-7374 (2006).
  6. Zhong, J. Robust hepatitis C virus infection in vitro. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 9294-9299 (2005).
  7. Lindenbach, B. D. Complete replication of hepatitis C virus in cell culture. Science. 309, 623-626 (2005).
  8. Wakita, T. Production of infectious hepatitis C virus in tissue culture from a cloned viral genome. Nat. Med. 11, 791-796 (2005).
  9. Witteveldt, J. CD81 is dispensable for hepatitis C virus cell-to-cell transmission in hepatoma cells. J. Gen. Virol. 90, 48-58 (2009).
  10. Bitzegeio, J. Adaptation of hepatitis C virus to mouse CD81 permits infection of mouse cells in the absence of human entry factors. PLoS Pathog. 6, e1000978 (2010).
  11. Lindemann, D., Goepfert, P. A. The foamy virus envelope glycoproteins. Curr Top Microbiol Immunol. 277, 111-129 (2003).
  12. Brohm, C. Characterization of determinants important for hepatitis C virus p7 function in morphogenesis by using trans-complementation. J. Virol. 83, 11682-11693 (2009).
  13. Steinmann, E., Brohm, C., Kallis, S., Bartenschlager, R., Pietschmann, T. Efficient trans-encapsidation of hepatitis C virus RNAs into infectious virus-like particles. J. Virol. 82, 7034-7046 (2008).
  14. Koutsoudakis, G. Characterization of the early steps of hepatitis C virus infection by using luciferase reporter viruses. J. Virol. 80, 5308-5320 (2006).
  15. Frentzen, A. Completion of hepatitis C virus replication cycle in heterokaryons excludes dominant restrictions in human non-liver and mouse liver cell lines. PLoS Pathog. 7, e1002029 (2011).
  16. Lindemann, D. A particle-associated glycoprotein signal peptide essential for virus maturation and infectivity. J. Virol. 75, 5762-5771 (2001).
  17. Blight, K. J., McKeating, J. A., Rice, C. M. Highly permissive cell lines for subgenomic and genomic hepatitis C virus RNA replication. J. Virol. 76, 13001-13014 (2002).
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Frentzen, A., Hueging, K., Bitzegeio, J., Pietschmann, T., Steinmann, E. Two Methods of Heterokaryon Formation to Discover HCV Restriction Factors. J. Vis. Exp. (65), e4029, doi:10.3791/4029 (2012).

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