单纯疱疹病毒

1.  单纯疱疹病毒(HSV)简介

单纯疱疹病毒(Herpes simplex virus,HSV)属于疱疹病毒科、α疱疹病毒亚科,有HSV-1和HSV-2两种亚型。HSV具有大的线性DNA基因组,大小约152 kb且近一半为非必需基因,遗传改造空间大,可将大片段外源基因或多个转基因同时引入病毒基因组。HSV感染宿主范围广,能有效感染啮齿类动物和灵长类动物等。H129是一个HSV-1型病毒的临床分离株。经过多年在各种动物模型的活体中测试,发现这个病毒在外周神经系统以及中枢神经系统都具有严格顺向跨突触的特性。经过改造的病毒,装入荧光蛋白以后可以实现高效、稳定的顺行跨突触标记神经元网络。 适合于神经输出环路的顺行示踪研究,在解析大/小鼠及非人灵长类、及其他各种哺乳动物和禽类实验动物的神经信息向下游输出环路的研究中极具价值。

1.1  HSV的基因组及其编码的蛋白

HSV基因组为线性DNA分子,大小约152 kb,由共价连接的长片段(UL)和短片段(US)组成,每一片段均含单一序列和反转重复序列,病毒感染宿主细胞后基因组会环化。病毒颗粒电镜图和基因组构成见图1。

HSV1
图1.HSV病毒粒子电镜图(A)和基因组构成(B)

1.2  HSV的生活周期

HSV2

图2. HSV病毒粒子生活周期(图片来自维基百科)

1.3  HSV-1-129 顺行跨多级标记特性

HSV-1型 H129株具有特异顺向跨突触的特性。病毒感染神经细胞后,在胞内复制并表达目的基因,子代病毒经轴突运输到突触前,跨突触进入下游神经元,开始新一轮的复制及跨突触传播等过程。

HSV3

图3. HSV-H129株特异顺向跨突触传播示意图

2.  HSV的制备方法与流程简介

HSV工具病毒的制备过程主要包括以下步骤:病毒重组、挑斑纯化、病毒扩增、病毒浓缩以及滴度检测等环节。

HSV4

图4. HSV重组改造示意图

2.1  HSV样品滴度检测

HSV病毒滴度测定采用病毒嗜斑技术。计量单位PFU,即病毒斑形成单位(plaque forming unit),指病毒感染单层培养的动物细胞形成的病毒嗜斑数目,采用梯度稀释法测定。

HSV5

图5. rH129-hUbC-EGFP扩增细胞图

3.  HSV应用实例

3.1  适用的神经科学问题

1) 研究大脑特定区域的全脑范围多级输出网络结构。顺行追踪感知觉系统信息从外周向中枢输入网络,从低级脑区向高级脑区的信息输出的网络结构;从高级脑区向低级脑区反馈信息输出的网络结构。
2) 神经发育过程中的神经网络变化。
3) 神经精神疾病模型中,大脑中枢及外周信息输出神经网络结构特征和异常变化。
4) 神经损伤及康复模型中,大脑中枢及外周信息输出神经网络的连接状况的损伤程度和恢复程度。
5) 追踪外周器官与中枢神经系统间的联系通路(可能会有一定程度的潜伏)。

3.2  应用举例

HSV6

图6. rH129-hUbc-EGFP-WPRE重组病毒构建示意图(A)及活体标记测试(B)。重组病毒300 nL立体注射小鼠VTA脑区,3d后灌流切片成像。B1:注射位点VTA;B2:梨状皮层;C1:岛叶;C2:外侧下丘脑;D:脊髓颈段;E:脊髓胸段;F:脊髓腰段

HSV7

图7.利用rH129-EGFP标记小鼠腹侧被盖区(VTA)的输出神经环路

4.  生物安全性

利用HSV示踪工具病毒进行相关神经回路标记实验,对实验员的病毒使用经验及生物安全环境有较高要求。动物实验的流程及样本取材实验必须在生物安全二级(BSL-2)实验室中完成,并符合病毒操作相关规程。

5.  HSV病毒工具部分产品列表 

HSVP 

参考文献:

[1] Lo L, Anderson DJ. A Cre-dependent, anterograde transsynaptic viral tracer for mapping output pathways of genetically marked neurons. Neuron. 2011 Dec 22;72(6):938-50.
[2] McGovern AE, Davis-Poynter N, Yang SK,et al.Evidence for multiple sensory circuits in the brain arising from the respiratory system: an anterograde viral tract tracing study in rodents. Brain Struct Funct. 2015 Nov;220(6):3683-99.
[3] Wojaczynski GJ, Engel EA, Steren KE, Enquist LW, Patrick Card J.The neuroinvasive profiles of H129 (herpes simplex virus type 1) recombinants with putative anterograde-only transneuronal spread properties.Brain Struct Funct. 2015;220(3):1395-420.
[4] McGovern AE1, Davis-Poynter N, Farrell MJ, Mazzone SB.Transneuronal tracing of airways-related sensory circuitry using herpes simplex virus 1, strain H129.Neuroscience. 2012 Apr 5;207:148-66.

版权声明:

枢密科技拥有以上文字及图片内容,仅供学术机构做学术交流所用,如发现被其他公司模仿和抄袭并做商业宣传,本公司保留司法诉讼和索赔的权利。