在培养细胞中表征目标蛋白抑制SARS-CoV-2感染的方案

Protocol for characterizing the inhibition of SARS-CoV-2 infection by a protein of interest in cultured cells.

作者信息Xinyuan Lai, Hui Zhuang, Tong Li, Kuanhui Xiang
PMID36345374
发布时间2022-10-04
DOI10.1016/j.xpro.2022.101802

实验完整度

提供完整的细胞培养、病毒感染、RNA提取、qRT-PCR和阶段分离实验步骤,但缺少蛋白处理的详细机制验证和体内实验。

主要模型

Caco-2-N细胞 SARS-CoV-2 ΔN trVLP感染系统

重点核对

细胞系:Caco-2-N,传代数建议3–10 病毒:SARS-CoV-2 ΔN trVLP,以MOI=1感染 处理:MUC1浓度梯度(0.002, 0.0004, 0.00008, 0 mg/mL) 感染时间:37°C孵育96小时 检测:qRT-PCR,内参RPS11

摘要

本文介绍了一种以MUC1为例,在培养细胞中表征目标蛋白对SARS-CoV-2感染抗病毒能力的方案。我们使用SARS-CoV-2 ΔN trVLP系统,该系统利用缺乏核衣壳基因的具有转录和复制能力的SARS-CoV-2病毒样颗粒。我们描述了优化流程,以分析蛋白对病毒附着和进入细胞的干扰,以及基于qRT-PCR的病毒感染定量。该方案可应用于表征更多抗病毒候选分子并阐明其作用阶段。

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
目标蛋白(如MUC1)是否抑制SARS-CoV-2感染及其作用阶段?
核心机制
MUC1通过与HSPG结合阻断病毒附着,并在多个阶段干扰病毒感染和复制。
主要证据
在Caco-2-N细胞中,使用SARS-CoV-2 ΔN trVLP系统,通过qRT-PCR测量感染率,结果显示MUC1剂量依赖性地抑制病毒感染,且通过温度控制实验证实其阻断附着、进入和复制阶段。
研究意义
该方案可用于表征更多抗病毒候选分子,并阐明其作用阶段,为开发抗SARS-CoV-2治疗策略提供参考。

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

细胞培养与准备

获得健康的Caco-2-N细胞用于病毒感染实验

将冻存的Caco-2-N细胞在37°C水浴中解冻,接种于10 cm培养皿,培养于含10% FBS和1%青霉素/链霉素的高糖DMEM中,传代比例为1:6,每周传代两次,培养5-7天。

2

病毒感染与初步抑制检测

评估MUC1对SARS-CoV-2 ΔN trVLP感染的影响

将Caco-2-N细胞以每孔5×10^4细胞接种于48孔板,培养18-24小时后,加入含不同浓度MUC1(0, 0.00008, 0.0004, 0.002 mg/mL)的trVLP感染培养基(MOI=1),在37°C、5% CO2下孵育96小时,随后收集细胞进行RNA提取和qRT-PCR检测病毒RNA。

3

病毒附着阶段抑制实验

验证MUC1是否抑制病毒附着阶段

将稀释10倍的trVLP与0.002 mg/mL MUC1或2 mg/mL A17混合,在4°C孵育1小时后,加入细胞并在4°C下孵育2小时,然后洗涤细胞3次以去除游离病毒和MUC1,更换新鲜培养基,在37°C下培养96小时,收获细胞进行qRT-PCR。

4

病毒进入阶段抑制实验

验证MUC1是否抑制病毒进入阶段

将trVLP(MOI=1)加入细胞,在4°C下孵育2小时进行附着,洗涤后加入含0.002 mg/mL MUC1的新鲜培养基,转移至37°C孵育1小时允许病毒进入,然后洗涤,更换新鲜培养基,培养96小时,收获细胞进行qRT-PCR。

5

病毒复制阶段抑制实验

验证MUC1是否抑制病毒复制阶段

将trVLP(MOI=1)加入细胞,在37°C下孵育2小时允许病毒进入,洗涤后加入含0.002 mg/mL MUC1的新鲜培养基,在37°C下培养96小时,收获细胞进行qRT-PCR。

6

HSPG结合干扰实验

探究MUC1是否通过干扰病毒与HSPG的结合来抑制附着

将trVLP与MUC1(0.002 mg/mL)和不同浓度的肝素(0, 0.1, 1, 10, 100 U/mL)混合,在4°C下孵育2小时,加入细胞,然后洗涤,更换新鲜培养基,培养96小时,收获细胞进行qRT-PCR。

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
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证免疫效应
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
胎牛血清Gibco10091148
链霉素/青霉素BBIE607011-0100
胰蛋白酶0.25% EDTAThermo Scientific25200072
磷酸盐缓冲液InvitrogenC10010500BT
MUC1NovoproteinCS58
肝素HARVEYBIOHZB2863-10
含5%海藻糖的PBS,pH7.2NEOBIOSCIENCENP-1510
FastPure 细胞/组织总RNA提取试剂盒VazymeRC101-01
RevertAid 第一链cDNA合成试剂盒Thermo ScientificK1622
PowerUp SYBR Green 预混液Applied BiosystemsA25742
细胞计数试剂盒-8DojindoCK04
细胞计数板CountstarCO010101
100 mm TC处理培养皿Corning430167
175 cm2矩形斜颈TC处理培养瓶Corning431080
48孔板Corning3548
15 mL离心管Corning430791
1.7 mL无菌微量离心管Crystalgen23-2052
0.2 mL PCR管AxygenPCR-02-C
Applied Biosystems 7500 Fast实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
MicroAmp 快速光学96孔反应板Thermo Fisher Scientific4346906
MicroAmp 光学粘性封板膜Applied Biosystems4311971
Precision 180 水浴锅Thermo Fisher Scientific51221060

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
细胞培养
细胞系:Caco-2-N;传代数:3-10;培养基:DMEM高糖含丙酮酸盐、10% FBS、1%青霉素/链霉素;培养条件:37°C,5% CO2
阅读提示:Step-by-step method details中的Caco-2-N cells seeding部分
病毒感染
病毒:SARS-CoV-2 ΔN trVLP;感染复数:MOI=1;处理:MUC1浓度梯度;时间:96小时;孵育温度:37°C,5% CO2
阅读提示:Step-by-step method details中的Viral infection部分
qRT-PCR检测
引物序列:SARS-CoV-2 RNA-F/R和RPS11-F/R;内参:RPS11;PCR程序:UDG激活50°C 2分钟,预变性95°C 20秒,变性95°C 3秒,退火/延伸60°C 35秒,40个循环
阅读提示:Step-by-step method details中的qRT-PCR检测部分
附着阶段实验
病毒稀释:10倍;MUC1浓度:0.002 mg/mL;附着条件:4°C孵育2小时;随后洗涤3次并培养96小时
阅读提示:Characterization of a protein of interest in different stages of viral infection process中的步骤22
进入阶段实验
病毒:MOI=1;附着:4°C 2小时;进入:37°C 1小时(加入MUC1 0.002 mg/mL);随后洗涤并培养96小时
阅读提示:Characterization of a protein of interest in different stages of viral infection process中的步骤23
复制阶段实验
病毒:MOI=1;进入:37°C 2小时;处理:加入MUC1 0.002 mg/mL;培养96小时
阅读提示:Characterization of a protein of interest in different stages of viral infection process中的步骤24
HSPG结合干扰实验
肝素浓度:0, 0.1, 1, 10, 100 U/mL;MUC1浓度:0.002 mg/mL;附着条件:4°C 2小时;随后洗涤并培养96小时
阅读提示:Possibility of a protein of interest to inhibit SARS-CoV-2 attaching to heparan sulfate proteoglycans部分