评估SARS-CoV-2刺突蛋白假病毒样颗粒诱导人巨噬细胞炎症反应的实验方案

Protocol to evaluate the inflammatory response in human macrophages induced by SARS-CoV-2 spike-pseudotyped VLPs.

作者信息Maggie Jing Ouyang, Zhujun Ao, Titus A Olukitibi, Xiao-Jian Yao
PMID36853685
发布时间2023-03-17
DOI10.1016/j.xpro.2023.102083

实验完整度

方案包含VLP生产与表征、细胞处理及细胞因子检测等明确实验步骤,但无具体结果数据或机制验证。

主要模型

人单核细胞来源巨噬细胞(hMDMs) 293T细胞

重点核对

HIV-PVLP处理hMDMs的p24蛋白量(20 ng) SARS2-VLP处理hMDMs的S蛋白量(10 ng) hMDMs分化时M-CSF浓度(10-50 ng/mL)及分化时间(6-7天) VLP或PVLP的S蛋白掺入效率(S/N或S/p24比值) 细胞因子检测的生物学重复数(2或3个重复孔)

摘要

COVID-19患者中促炎细胞因子的过度释放对器官有害。SARS-CoV-2刺突蛋白(S)对炎症反应的贡献对于理解其发病机制和毒力至关重要。在此,我们提出一个实验方案,用于生产和表征基于HIV和SARS-CoV-2的病毒样颗粒,然后评估SARS-CoV-2原始株和Delta变异株的S蛋白在人巨噬细胞中产生的炎症细胞因子的蛋白和mRNA水平。该方案适用于评估不同新出现变异株的S蛋白。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
如何评估SARS-CoV-2刺突蛋白(S)诱导人巨噬细胞产生炎症细胞因子的能力?
核心机制
文中未明确说明具体机制,但方案旨在通过检测S蛋白诱导的细胞因子表达来反映其炎症反应。
主要证据
该方案通过HIV-和SARS-CoV-2-based VLPs处理hMDMs,利用MSD免疫分析和RT-qPCR分别检测细胞因子蛋白和mRNA水平,但未提供具体实验数据。
研究意义
该方案可用于评估不同SARS-CoV-2变异株的S蛋白诱导的炎症反应,有助于理解其发病机制和毒力。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

质粒制备

获得表达SARS-CoV-2 S蛋白和VLP包装所需质粒

将pCAGGS-SWH或pCAGGS-SDel质粒转化DH5α感受态细胞,进行Midi-prep提取,并准备VLP包装所需质粒(如pCMVΔ8.2、pUNO1-SARS2-E等)。

2

细胞准备

准备293T细胞用于VLP生产,并分化人类单核细胞为巨噬细胞

复苏和培养293T细胞,接种于10 cm皿;从健康供体外周血分离PBMCs,用M-CSF诱导单核细胞分化为hMDMs。

3

VLP生产与纯化

生产并纯化SARS2-VLP和HIV-PVLP颗粒

用PEI共转染293T细胞生产SARS2-VLP(含N、M、E、S质粒)和HIV-PVLP(含pCMVΔ8.2和S质粒),收集上清,通过超速离心纯化。

4

VLP表征

验证VLP中蛋白表达和S掺入效率

通过Western blot检测S、N和p24蛋白,并通过ELISA定量S蛋白和p24蛋白。

5

巨噬细胞处理与细胞因子检测

评估S蛋白诱导hMDMs产生炎症细胞因子的蛋白和mRNA水平

用HIV-PVLP或SARS2-VLP处理hMDMs,收集上清测蛋白,提取RNA测mRNA。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
PureLink HiPure质粒中提试剂盒InvitrogenK210004
DMEM培养基Gibco11995065
RPMI 1640培养基Gibco11875093
胎牛血清Gibco26140079
青霉素-链霉素Gibco15140122
Lymphoprep淋巴细胞分离液Axis-Shield Poc As1114547
巨噬细胞集落刺激因子R&D System416-ML-010
聚乙烯亚胺Sigma-Aldrich408727
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000001
Opti-MEM减血清培养基Gibco31985062
Triton X-100Sigma-AldrichT8787
4× Laemmli样品缓冲液Bio-Rad1610747
ECL Western印迹底物PromegaW1001
蛋白酶抑制剂混合物PromegaG6521
Pierce BCA蛋白测定试剂盒Thermo Scientific23227
人SARS-CoV-2 RBD ELISA试剂盒Thermo ScientificEH492RB
HIV p24抗原捕获检测试剂盒NCI--
V-PLEX促炎因子Panel 1(人)试剂盒Meso Scale DiscoveryK15049D-1
PureLink RNA小提试剂盒Invitrogen12183020
SuperScript VILO反转录预混液Invitrogen11755050
PowerUp SYBR Green预混液Applied BiosystemsA25742
Nanodrop One分光光度计Thermo Scientific--
Beckman Coulter超速离心机XPNBeckman CoulterA94468
Western Blot成像仪MicroChemiDNR Bio Imaging SystemsMicroChemi
酶标仪SpectraMaxMolecular DevicesM3
Meso QuickPlex SQ 120MM检测仪Meso Scale DiscoveryAI1AA-0
实时荧光定量PCR仪Stratagene MX3000PAgilentMX3000P
兔抗SARS-CoV-2 SP/RBD多克隆抗体Sino Biological40592-T62
重组人抗SARS-CoV-2 S-NTD抗体ElabscienceE-AB-V1030
兔抗HIV-1 SF2 p24多克隆抗血清NIH HIV Reagent ProgramARP-4250
驴抗兔IgG-HRP二抗GE HealthcareNA934
绵羊抗小鼠IgG-HRP二抗GE HealthcareNA931
绵羊抗人IgG-HRP二抗GE HealthcareNA933
小鼠抗SARS-CoV-2 Spike RBD单克隆抗体R&D SystemsMAB105401
兔抗SARS-CoV-2核蛋白单克隆抗体Sino Biological40143-R019
pCAGGS-SARS2-SWH质粒----
pCAGGS-SPΔCDelta质粒----
pCMVΔ8.2质粒Addgene12263
pUNO1-SARS2-E质粒Sino Biological Inc.puno1-cov2-e
pUNO1-SARS2-M质粒Sino Biological Inc.puno1-cov2-m
pCMV3-SARS2-NP-myc质粒Sino Biological Inc.VG40588-CM

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
质粒制备
质粒浓度(1 μg/μL),DH5α转化条件(热激42°C 1 min),培养时间(8-18小时)
阅读提示:参见Before you begin部分,具体步骤1-2
细胞准备
293T细胞接种密度(1.8-2.5×10^6/皿),hMDMs分化时M-CSF浓度(10-50 ng/mL)和分化时间(6-7天)
阅读提示:参见Before you begin部分,步骤4-5
VLP生产
转染质粒DNA量(SARS2-VLP: N 6.7 μg, M 3.3 μg, E 3.3 μg, S 2.5 μg;HIV-PVLP: pCMVΔ8.2 5.0 μg, S 2.5 μg),PEI与DNA比例(1.1 μL/μg DNA),收集上清时间(48h和72h)
阅读提示:参见Step-by-step method details步骤1和4
VLP纯化
超速离心参数(SARS2-VLP: 100,000-120,000 × g, 4°C, 3h;HIV-PVLP: 90,000 × g, 4°C, 1.5h)
阅读提示:参见Step-by-step method details步骤2和5
巨噬细胞处理
VLP处理量(HIV-PVLP: 20 ng p24;SARS2-VLP: 10 ng S),处理时间(HIV-PVLP: 24h;SARS2-VLP: 20h)
阅读提示:参见Step-by-step method details步骤19和25