감염 마우스 모델에서 인플루엔자 A 바이러스 연구

Summary

인플루엔자 A 바이러스 (IAVs)는 중요 한 인간의 호흡기 병원 균. IAVs pathogenicity 이해 하 고 새로운 백신 접근의 전 임상 시험 수행 인간의 생리를 흉내 낸 동물 모델은 필요. 여기, 우리가 IAV pathogenesis, 체액 성 반응과 감염 마우스 모델을 사용 하 여 백신 효능을 평가 하는 기법을 설명 합니다.

Abstract

인플루엔자 바이러스 500000 이상의 죽음 전세계¹ 원인과 관련 된 직접 의료 및 입원 비용 및 직장 결근²를 고려 하 고 혼자 미국에서 십억 12-14 달러의 연간 비용. 동물 모델은 바이러스 성 병 인, 호스트 병원 체 상호 작용, 면역 반응, 평가에 독감 바이러스 (IAV) 연구에 중요 한 그리고 현재 및 새로운 백신의 효능 antivirals 뿐만 아니라 접근. 마우스 유리 작은 동물 모델 때문에 그들의 면역 시스템은 진화론 인간에서 발견 비슷합니다, 그들은 유전으로 동일한 과목으로 상용 공급 업체에서 사용할 수 있습니다, 그리고 평가에 악용 될 수 있는 여러 변종이 있다 감염, 유전으로 그리고 그들은 상대적으로 저렴 하 고 조작 하기 쉬운. 기도 통해 인간 IAV 감염 정리를 마우스는 먼저 적절 한 biosafety 제약 아래 감염 IAVs와 intranasal 접종 전에 마 취. 감염 후 IAVs의 병 인 (몸 무게 손실) 병 적 상태와 사망률 (생존) 매일 모니터링 하 여 결정 됩니다. 또한, 바이러스 성 병 인도 위 (비 강 점 막) 또는 감염 된 쥐의 낮은 (폐) 호흡기 바이러스 복제를 평가 하 여 평가할 수 있습니다. IAV 감염 시 체액 응답 비-침략 적 출혈 및 이차 항 체 검출에 의해 급속 하 게 평가 될 수 분석 실험 목적 총의 존재를 검출 하거나 항 체를 중화. 여기, 우리는 일반적인 방법을 설명 intranasally 생쥐를 감염 하는 데 사용 (도)와 IAV pathogenesis, 체액 성 면역 반응 및 보호 효능 평가.

Introduction

IAVs 엔벌로프된 바이러스 Orthomyxoviridae 가족³으로 분류 되는. 그들은 부정적인 극성³와 8 개의 단일 가닥 RNA 분자를 포함. 인간에서는, IAVs 소설은 바이러스가 인간의 인구⁴에 소개 될 때 계절 전염병과 중요 한 결과의 가끔 전염병 발생할. 또한, 계절 IAVs 매우 고 빠르게 전송 됩니다 모든 년^2,5는 높은 경제 손실 전세계 생산 인간 사이. IAV 증상은 기침, 코 막힘, 발열, 불쾌, 두통, 거식 증과 근육 통, 하지만 바이러스 또한 immunocompromised 환자⁶에서 더 심각한 질병을 일으킬 수 있다. 사실, 세계 보건 기구 (WHO)는 계절 독감 바이러스 원인 300000-500, 000 명 전세계 모든 년¹계산 합니다. 현재 인플루엔자 예방 및 인 간에 있는 치료에 대 한 식품의 약 청 (FDA)에 의해 승인 된 약물의 두 종류가 있다: 응집 (나) 저 해제 (예를 들어, oseltamivir) 및 차단제 (예, M2 이온 채널의 소나); 그러나, 약물 내성 바이러스 변종의 출현은 증가 한 관심사 이다. 예방 접종, 따라서 IAVs 감염 으로부터 인간을 보호 하기 위해 최상의 의료 옵션을 남아 있다. 날짜 하려면, 세 가지 유형의 독감 백신 인간의 사용을 위한 FDA에 의해 허가 사용할 수 있습니다: 재조합 형 바이러스 성 조류 (HA) 단백질 백신을 inactivated 인플루엔자 백신 (IIV), 그리고 라이브-감쇠 인플루엔자 백신 (LAIV)^{5, 7}. 3 백신 바이러스 HA 단백질, IAVs에 대하여 항 체를 중화의 주요 대상에 대 한 적합 한 면역 반응을 유도 하도록 설계 되었습니다.

IAV 감염에서 vivo에서 공부 하는 검증 된 마우스 모델

동물 모델 공부 하 고, 다른 사람, 사이 IAV pathogenesis^8,,910,11, 바이러스 성 요인 질병¹² 또는 바이러스 성 전송^{13에 기여 하는 데 사용 되었습니다. ,14},^9,,1015마약 새로운 백신 또는 항 바이러스 효능을 테스트 하 고. 마우스 (생쥐)는 여러 가지 이유로 IAV 연구를 위한 가장 광범위 하 게 사용 된 동물 모델: 1) 면역 체계가 비슷합니다 진화론 인간;에 존재 하는 2) 저렴 한 비용, 등 동물 구입, 주택 및 재생산; 쉽게 조작 하 고 저장; 3) 작은 크기 균질 응답 및 결과; 4) 최소한의 호스트 가변성 5) 마우스 생물학, 게놈 시퀀스;를 포함 하 여 큰 지식 6) 많은 사용 가능한 분자 생물학 및 면역학 시 약; 7) 사용할 수 노크 바이러스 성 감염;에 주어진된 호스트 단백질의 기여 공부 하 (KO) 마우스 그리고, 8) 감염의 유전 기초를 평가 하기 위해 악용 될 수 있는 여러 마우스 긴장.

여러 마우스 긴장 IAV에서 vivo에서현재 사용할 수 있습니다. 나이, 면역 상태, 섹스, 유전 배경 및 마우스 긴장으로 감염, 복용량 및 바이러스 성 긴장의 쥐에서 IAV 감염의 결과 영향. IAV 연구에 사용 되는 가장 일반적인 마우스 긴장은 BALB/C 그리고, 최근에, DBA.2 마우스 C57BL/6, 그들은 두 전 긴장^16,,1718, 보다 IAV 질병에 더 취약 ^{19 , 20}. 중요 한 것은, 면역 반응 또한 다를 수 있습니다 마우스 스트레인^18,,1920에 따라. 따라서, 매우 IAV 스트레인 실시 하는 실험에 대 한 최상의 옵션을 선택 하 고 마우스에 대 한 사용 가능한 모든 정보를 복구 하는 것이 중요 하다.

마우스 IAV vivo에서 공부에 대 한 감염의 좋은 동물 모델 이지만, 그들은 실험적인 디자인에서 고려해 야 할 몇 가지 제한이 있다. 예를 들어, vivo에서 학문에 대 한 마우스를 사용 하 여의 주요 한계는 IAVs 쥐 중 전송 하지 않습니다. 따라서, 전송에 대 한 연구, 더 허용 동물 모델 (예를 들면, 흰 족제비 또는 기니 피그)는 사용된^16,,1721. 또한, 쥐에서 IAV의 발현과 인간 간의 몇 가지 차이점이 있다. 인간과 달리 쥐 IAV 감염; 시 발열 개발 하지 않습니다. 반대로 그들은 저체온증^16,17제시. 쥐, IAV 복제 위 항공 보다 더 낮은 호흡 기관 (폐)에 집중. 따라서, 생쥐에서 IAV의 독성은 인간에서 본을 항상 상관 하지. 전부, 장점 보다는 제한 된 단점 큽니다, 때문에 마우스 인플루엔자 바이러스 성 병 인, immunogenicity 백신과 항 바이러스 연구에 보호 효능을 평가 하는 데 사용 하는 첫 번째 동물 모델을 나타냅니다. 또한, 그것은 윤리적으로 IAV IAV 감염의 작은 동물 모델에서 이전 증거 없이 큰 동물 모델을 사용 하 여 함께 연구를 수행 허용 되지 않을 것 이다. 이 원고에서 intranasally 생쥐를 감염 하는 방법 설명 (i.n.) IAV, 심각도 및 바이러스 성 감염의 진행 상황을 모니터링 하는 방법 및 체액 성 면역 반응 및 보호 효능을 평가 하는 데 필요한 실험을 수행 하는 방법.

Protocol

여기에 설명 된 모든 동물 프로토콜 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)와 로체스터의과 및 치과 대학에서 기관 Biosafety 위원회 (IBC)에 의해 승인 및 준수 와 관리 및 국가 연구 위원회 22의 실험실 동물의 사용을 위해 가이드에 있는 권장 사항. 시설 및 물고기 및 사단의 실험실 동물 약의의 대학 및 치과의 프로그램 AAALAC 국제 공인 하 고 주법, 연방 법령 및 국립 보건원 (NIH) 정책을 준수 합니다. ?…

Representative Results

바이러스 성 병 인 쥐에서의 특성 IAV의 병 인은 병 적 상태와 사망률의 감염에 의해 발생 관련이 있습니다. 이러한 두 매개 변수 마우스에서 쉽게 계산 될 수 있습니다: IAV 병 적 이며 감염 된 쥐에 있는 몸 무게 손실과 관련 된 생존의 비율 (그림 1) 사망률을 나타낼 것 이다. 몸 무게와 IAV 감염 된 쥐에 있는 ?…

Discussion

IAV의 마우스 모델 IAV pathogenesis, immunogenicity 및 보호 효능의 학문 vivo에서 널리 사용 됩니다. 쥐의 작은 크기 쉽게 그들을 조작 하 고 흰 족제비 또는 기니 돼지 등 다른 동물 모델에 비해 저장. 또한, 동물 비용 측면에서 용이성, 주택 및 재생 그들의 사용에에서 허용 전 임상 예방 접종 시험 동물의 다 수 필요 하다. 특히, 마우스에서 사용 된 이후 여러 연구 분야, 몇몇 분자 되며 면역학 murine ?…

Materials

Madin-Darby Canine Kidney (MDCK) epithelial cells	ATCC	CCL-34
Six- to eight-week-old female C57BL/6 mice	National Cancer Institute (NCI)	01XBE
Turckey red blod cells	Biolink Inc		Store at 4°C
Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM)	Corning Cellgro	15-013-CV	Store at 4°C
Fetal Bovine Serum (FBS)	Seradigm	1500-050	Store at -20°C
Penicillin/Streptomycin/L-Glutamine (PSG) 100X	Corning	30-009-CI	Store at -20°C
Penicillin/Streptomycin (PS) 100X	Corning	30-00-CI	Store at -20°C
Bovin Albumin solution (BA)	Sigma-Aldrich	A7409	Store at 4°C
Bovin Serum Albumin (BSA)	Sigma-Aldrich	A9647	Store at 4°C
Tosylsulfonyl phenylalanyl chloromethyl ketone (TPCK)-treated trypsin	Sigma-Aldrich	T8802	Store at -20°C
Neutral Buffered Formalin 10%	EMD	65346-85	Store at RT
Triton X-100	J.T.Baker	X198-07	Store at RT
Monoclonal Antibody anti-NP Influenza A Virus HB-65	ATTC	H16-L10-4R5	Store at -20°C
Polyclonal rabbit anti-mouse immunoglobulins/FITC	Dako	F0261	Store at 4°C
ECL Anti-mouse IgG, Horseradish Peroxidase linked whole antibody	GE Healthcare	LNA931V/AG	Store at 4°C
TMB substrate set	BioLegend	421101	Store at 4°C
Vmax Kinetic plate reader	Molecular Devices
Dounce Tissue Grinders	Thomas Scientific	7722-7
Receptor destroying enzyme, RDE (II)	Denka Seiken Co.	370013	Store at -20°C
Crystal Violet	Fisher Scienctific	C581-100	Store at RT
96-well Cell Culture Plate	Greiner Bio-one	655-180
Cell Culture dishes 100mm	Greiner Bio-one	664-160
Nunc MicroWell 96-Well Microplates	Thermo Fisher Scienctific	269620
Nunc 96-Well Polystyrene Conical Bottom MicroWell Plates	Thermo Fisher Scienctific	249570
Puralub Vet Ointment	Dechra	9N-76855
Fluorescent microscope	Olympus	Olympus IX81