《Journal of Virology 4.0》:Murine nasal-associated lymphoid tissue (NALT) harbors human alphaherpesvirus 1 (HSV-1) DNA during latency, and dexamethasone triggers viral replication
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这篇研究发现,潜伏感染小鼠的鼻相关淋巴组织(NALT)中存在人类 α 疱疹病毒 1(HSV-1)DNA,地塞米松(DEX)能诱导其复制。研究还确定了携带病毒 DNA 的细胞类型,为 HSV-1 相关疾病研究提供新视角,值得关注。
研究背景
人类 α 疱疹病毒 1(HSV-1)急性感染会引发多种疾病,如结膜炎、脑炎、生殖器病变和疱疹性食管炎(herpes esophagitis,HE) 等。感染后,HSV-1 会在三叉神经节和中枢神经系统的神经元中建立终身潜伏。
值得注意的是,某些动物 α 疱疹病毒亚科成员,像牛 α 疱疹病毒 1(BoHV-1)、犬疱疹病毒 1、马疱疹病毒 4 和伪狂犬病病毒,能在扁桃体中建立静止 / 潜伏感染。BoHV-1 在小牛潜伏期重新激活时,会出现病毒基因表达和从扁桃体排出病毒的现象。
由于啮齿动物的鼻相关淋巴组织(nasopharynx-associated lymphoid tissue,NALT)在结构和功能上与人类和其他哺乳动物的扁桃体相似,本研究旨在探究 NALT 是否是 HSV-1 的潜伏感染位点,以及地塞米松(dexamethasone,DEX)对其病毒复制的影响。
实验方法
病毒和细胞培养 :使用 Vero 猴肾细胞和 Neuro-2A 细胞培养 HSV-1 菌株 McKrae,在特定培养基中培养细胞并维持环境条件。
动物实验 :选用 6 - 8 周龄的 C57BL/6 J 小鼠,适应环境后,经眼部感染 105 PFU/mL 的 HSV-1 菌株 McKrae。在感染后的不同时间点采集口腔拭子检测病毒。30 天后,认定小鼠进入潜伏感染期,获取 NALT 进行后续实验。
核酸检测 :采用逆转录和定量 PCR(RT/qPCR)技术,检测 NALT 中病毒 DNA 和 RNA 的表达。实验过程包括样本处理、核酸提取、引物设计以及 PCR 反应等步骤,以分析病毒相关基因的表达情况。
细胞分选与检测 :利用荧光激活细胞分选(fluorescence-activated cell sorting,FACS)技术,对 NALT 中的细胞进行分类。分选后的细胞分别培养在含或不含 DEX 的培养基中,检测病毒 DNA、RNA 表达以及感染性病毒的产生。同时,通过免疫细胞化学方法检测神经元标记 NeuN,以排除神经元污染。
实验结果
HSV-1 在潜伏感染小鼠 NALT 中的检测 :眼部感染 HSV-1 后,在感染初期,小鼠口腔拭子中可检测到低水平的感染性 HSV-1 病毒,但 5 天后则检测不到。潜伏感染 30 天后,NALT 中虽未检测到感染性病毒,但存在病毒 DNA。与在 PBS 中培养的 NALT 相比,在含 DEX 的培养基中培养 48 小时的 NALT,其 HSV-1 DNA 水平显著升高。
感染性 HSV-1 的检测 :将潜伏感染小鼠的 NALT 在含 DEX 的 MEM 中培养,3 天后可检测到感染性病毒,且在后续时间点持续存在,而在不含 DEX 的培养基中则未检测到。
HSV-1 基因表达分析 :在潜伏感染小鼠的 NALT 中,未检测到潜伏期相关转录本(latency-associated transcript,LAT)。但当 NALT 在含 DEX 的培养基中培养时,关键的立即早期病毒转录调节因子 ICP0 和 ICP4 的 RNA 表达显著增加,同时糖蛋白 B(glycoprotein B,gB)RNA 表达也随时间增加。
ICP0 和 ICP4 蛋白表达检测 :对 NALT 单细胞悬液进行培养和染色,结果显示在含 DEX 的培养基中培养 48 小时后,ICP0 和 ICP4 蛋白主要定位于细胞核。而在不含 DEX 的培养基中培养时,未检测到这两种蛋白的表达。
NALT 细胞亚型分析 :通过 FACS 技术对 NALT 细胞进行分选,确定了 B 细胞、T 细胞、树突状细胞(dendritic cells,DCs)、微褶细胞(microfold cells,M 细胞)和自然杀伤细胞(natural killer cells,NK 细胞)等细胞亚型的比例。结果表明,DCs、M 细胞和 NK 细胞在 NALT 中的比例相对较小。
携带 HSV-1 DNA 的 NALT 细胞鉴定 :分选后的细胞在含 DEX 的培养基中培养 24 小时后,发现 NK 细胞、M 细胞和 DCs 中 HSV-1 gB DNA 水平显著升高,同时 ICP0 和 ICP4 RNA 表达也显著增加。而 B 细胞和 T 细胞中,无论是否使用 DEX 处理,均未检测到病毒 DNA 和相关 RNA 表达。
感染性病毒产生检测 :将分选后的细胞在含 DEX 的培养基中培养后,DCs、M 细胞和 NK 细胞可产生感染性病毒,而 B 细胞和 T 细胞则不能。
神经元污染检测 :通过免疫细胞化学和 RT-qPCR 检测,证实分选的 NALT 细胞未受到神经元污染。
研究结论
本研究表明,HSV-1 可在小鼠眼部感染后在 NALT 中建立静止 / 潜伏感染。DEX 处理能够触发病毒基因表达、复制和感染性病毒的产生。DCs、NK 细胞和 M 细胞是 NALT 中携带 HSV-1 DNA 的主要细胞类型,在 DEX 处理后可产生感染性病毒。
尽管神经元是 HSV-1 潜伏的主要位点,但本研究揭示了 NALT 在病毒潜伏和激活中的重要作用,为进一步研究 HSV-1 感染机制提供了新的方向。未来研究可聚焦于确定维持 NALT 细胞与 TG 神经元中潜伏 / 静止感染的细胞因子差异,以及 HSV-1 在人类扁桃体中是否也能建立类似的潜伏感染。
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