En murin modell av Dengue virus-inducerad akut viral encefalit-liknande sjukdom
Summary
Här presenterar vi ett protokoll för att skapa en immunkompetenta ICR (Institute of cancer Research) murin modell av centralanervsystemet infektion för att visa utvecklingen av neuropati. Övervakning av akuta virala encefalitiska störningar med identiska sjukdoms Poäng kan utföras för att Visa denguevirusinducerad neuropati in vivo.
Abstract
Denguefeber virus (DENV), ett arthropod-burna virus som överförs av myggor, kan orsaka svår sjukdom som kallas denguefeber hemorragisk Fever, som kännetecknas av dödliga komplikationer på grund av plasmas läckning, ascites, pleurautgjutning, andnöd, allvarlig blödning och organskada. Några fall av DENV infektion närvarande neurologiska manifestationer; emellertid, studier har inte undersökt DENV-inducerad neuropathogenes ytterligare. I denna studie presenterar vi ett protokoll för att använda en immunkompetenta outavlade ICR (Institute of cancer Research) mus för att undersöka induktion av centralanervsystemet (CNS) infektion med DENV, följt av progression av akut viral encefalit-liknande Sjukdom.
Introduction
DENV, ett arthropod-burna virus av Flaviviridae familjen, innehåller en positiv-Sense RNA genomet som kodar tre virala strukturella proteiner (Capsid, premembrane, och kuvert) och sju virala icke-strukturella proteiner (ns1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B och NS5). De fyra serotyperna av DENV (DENV1-4), som infekterar cirka 390 000 000 personer årligen, orsakar en global börda även om regeringarna har riktat betydande ansträngningar mot Mosquito Vector och sjukdomskontroll1. För närvarande är skydds vacciner och terapeutiska antivirala läkemedel under utveckling och kräver ytterligare långtids validering2. I klinisk praxis, även om en denguefeber patient med CNS-infektion är sällsynt, det måste undersökas ytterligare för att förstå mångfalden av denguefeber sjukdomsutveckling3. Ytterligare utredning och validering behövs. särskilt Världshälsoorganisationen (WHO) har inkluderat inblandning av CNS-försämring, såsom kognitiv svikt, konvulsioner, encefalopati, och encefalit, i klassificeringen av svår denguefeber3,4. Konstruera djurmodeller av DENV infektion är oumbärlig för att utforska neuropathogenes av DENV infektion.
För att generera CNS-infektion av DENV, flera studier har utfört olika vägar av DENV infektion, inklusive (1) intracerebral inympning av C57BL/6 möss som fick 4 x 103 plack-Forming enheter (PFU) av NONANPASSAD DENV35, 6, (2) intraperitoneal inokulering av Balb/c-möss som fick 7 x 104 PFU av in vitro-neuroanpassad DENV47, (3) intracerebral inokulering av schweiziska möss som fick 1 x 105 PFU av in vivo neuroanpassad DENV18, och (4) intracerebral och intraperitoneal samtidig inympning av ICR suckande möss som fick 1 x 106 PFU av icke-anpassade DENV29. Enligt resultaten av dessa studier5,6,7,8,9, denV infektion hos möss resultera i viral replikation i hjärnan, vilket leder till akut viral encefalit-liknande syndrom, beteendemässiga förändringar åtföljs av lem förlamning och postural instabilitet, CNS neurotoxicitet och inflammation, allmän och lokaliserad plasmas läckaget genom blod-hjärnbarriären (BBB), och dödlighet. Alla resultat från dessa studier5,6,7,8,9 har visat förmågan hos denV att infektera CNS och induktion av akut viral encefalit-liknande sjukdom efter infektion.
Baserat på våra aktuella fynd9,10,11,12,13,14,15, har vi skapat en murina modell av denV-infektion som en in vivo plattform för att undersöka den terapeutiska effekten av riktade agenter/faktorer mot viral replikation, samt neurotoxicitet. Här rapporterar vi det protokoll som används för att skapa en immunkompetenta outavlade ICR-mus för att studera CNS-infektion och för att övervaka utvecklingen av neuropatier med olika svårighetsgrader orsakade av DENV. Resultaten visar den signifikanta utvecklingen av encefalit-liknande sjukdom hos DENV-infekterade möss på ett tidsberoende sätt.
Protocol
Representative Results
Discussion
DenV-infektion har upptäckts i CNS hos svåra denguepatienter3,17, vilket tyder på möjligheten att manifestationen av akut viral encefalit inträffade under denguefeber patogenes. Här rapporterar vi en in vivo murina modell av DENV infektion för att studera inblandning av CNS dysfunktion i svår Dengue, särskilt med fokus på DENV-inducerad akut viral encefalit-liknande sjukdomar. Jämfört med tidigare modeller, särskilt för en-Route infektion (endast in…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denna studie stöddes av bidrag från ministeriet för vetenskap och teknik (MOST107-2321-B-038-001) och interna 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).
