高通量PCR晶片——病毒mRNA的絕對定量

文章標題:

Unexpected patterns of Epstein–Barr virus transcription revealed by a High throughput PCR array for absolute quantification of viral mRNA

Rosemary J Tierney, Claire D Shannon-Lowe, Leah Fitzsimmons, Andrew I Bell,Martin Rowe

雜誌:Virology

DOI:doi.org/10.1016/j.virol.2014.10.030

研究背景:

透過RT-QPCR晶片平臺的絕對定量檢測不同潛伏期和溶解感染狀態的Epstein-Barr病毒轉錄本,並獲得新發現。

方法

對培養的細胞進行誘導和轉染Epstein-Barr病毒,透過PCR晶片絕對定量方法,檢驗不同時間點的mRNA變化。

結果

1利用48:48Fluidigm晶片RT-QPCR驗證EBV轉錄本

從10個獨立實驗獲得的相同6個代表性基因的Ct值的比較證明,Fluidigm Biomark HD系統的結果在4至5個對數範圍內是可重複的(圖1D)。

高通量PCR晶片——病毒mRNA的絕對定量

圖1。(A)AQ質粒的設計。(B)熱圖總結了10倍稀釋的AQ質粒與對照質粒的45個PCR測定的訊號。(C)5份EBV轉錄本和PGK細胞轉錄本的典型標準曲線,包括潛伏轉錄本Wp;立即早期(IE)裂解轉錄本,BZLF1;早期(E)裂解轉錄本,BALF1;晚期(L)裂解轉錄本,BILF1;非編碼轉錄本,EBER1;和細胞轉錄本,PGK1。(D)10個獨立預擴增的AQ-質粒稀釋液獨立重複的結果證明,Fluidigm Biomark HD系統的結果在4至5個對數範圍內是可重複的

2誘導裂解週期後EBV轉錄本的絕對定量

在使用質粒對照驗證了高通量絕對定量方法之後,接下來使用EBV分析組來表徵從潛伏期轉變為病毒複製後的EBV轉錄組。細胞誘導裂解迴圈,並且在0。5至72小時的間隔收穫細胞用於RT-QPCR分析。

未經處理的Akata-BL細胞(0小時)的潛在基因轉錄水平非常低。誘導後2小時,BZLF轉錄本的數量明顯增加,儘管第二個IE RNA BRLF1的水平低得多並且在整個時間過程中保持如此。BZLF1是誘導後4小時最豐富的轉錄本。在此時間點也檢測到幾種E RNA,其中BHRF1,BMLF1,BMRF1,BNLF2A和BNLF2B是最豐富的。除BNLF2A和BNLF2B外,E基因表達通常持續升高至誘導後12小時,然後下降。相比之下,L基因表達通常在誘導後24小時達到峰值。雖然LF1和LF2的水平在誘導後12小時達到峰值,與E基因表達一致,但LF3僅在24小時達到最大水平。

誘導後24小時潛伏基因轉錄增加也很明顯,最明顯的是LMP1,EBNA2和LMP2A(圖2,圖3)。最豐富的這些LMP1仍然比最豐富的裂解轉錄本BVRF2低約30倍。由於裂解迴圈Fp啟動子的啟用,EBNA1轉錄本在裂解迴圈誘導後也增加(圖3)。編碼EBNA1的UK-和FUK-剪接的轉錄本的水平仍然非常低,並且僅代表總Fp-起始轉錄的約10%(FU測定,圖3)。

高通量PCR晶片——病毒mRNA的絕對定量

高通量PCR晶片——病毒mRNA的絕對定量

圖2。在裂解週期誘導期間EBV轉錄本的絕對定量。個體潛伏,即刻早期(IE),早期(E),晚期(L)和非編碼轉錄本的水平。

高通量PCR晶片——病毒mRNA的絕對定量

圖3。裂解週期誘導期間EBV轉錄變化的動力學研究。

3原發性B細胞感染期間EBV轉錄本的絕對定量

接下來更全面地表徵和量化EBV驅動的體外原代靜息B細胞轉化過程中潛伏和裂解病毒轉錄本的絕對水平。分離CD19陽性B細胞並用MOI為100的2089重組EBV毒株感染,並在多個時間點收穫細胞以分離RNA和定量病毒基因轉錄本。

感染後第1天,Wp啟動的和EBNA2特異性轉錄本的水平已經超過60,000轉錄本/ ng RNA(圖4A),其中還存在較低水平的Y2-HF剪接的潛在BHRF1轉錄本。這些Wp啟動的EBNA2和BHRF1轉錄本的初始水平分別比感染後3個月內測試的3個早期傳代LCL中的平均水平高約18倍和3倍(圖4A和B)。Cp啟動的EBNA轉錄本與UK-剪接的EBNA1和EBNA3A轉錄本一起在感染後第1天也可檢測到,但是水平低得多(圖4A)。

到感染後第2天,Wp活性和EBNA2轉錄水平開始下降,而Cp啟動的轉錄物增加,LMP1現在可檢測到。在剩餘的時間過程中,Wp活性和EBNA2和BHRF1轉錄水平繼續下降,而Cp啟動的轉錄物保持不變。到第5天,LMP1水平達到最大值,EBER1 RNA變得可檢測到。感染後10天,除EBER外,轉錄譜與已建立的LCL相似(圖4A和B)。即使在Wp活性在稍後的時間點下降後,Wp啟動的轉錄物的數量仍然與Cp轉錄物的數量相當。

與潛在基因轉錄相反,在初次感染期間存在非常少的裂解週期轉錄物(圖4A,5)。值得注意的例外是BNLF2A和BNLF2B,其與LMP1同時檢測到,並且與LMP1等同(圖4A和5)。在其他可檢測的裂解週期轉錄物中,最豐富的是BZLF1,其在感染後5天達到峰值(圖4A)。然而,該BZLF1訊號至少比真正裂解迴圈期間觀察到的水平低100倍(參見圖2和4A),這意味著小於0。5%的細胞表達高水平的BZLF1或BZLF1在整個表達水平均很低。

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圖4。在正常B細胞感染期間誘導的EBV轉錄本的絕對定量。(A)從外周血分離的原代B細胞在M。O。I。感染。(B)平行測定3個新建立的LCL(感染後2-3個月)。

高通量PCR晶片——病毒mRNA的絕對定量

圖5。熱圖比較裂解週期誘導期間和原代B細胞感染期間的EBV轉錄本水平。資料表示為相對於PGK轉錄本的EBV轉錄本的數目。

4感染性病毒體內的EBV mRNA

透過密度梯度離心純化的病毒製劑中存在的RNA轉錄物和EBV DNA基因組的數量(表1)。研究結果表明,傳入的病毒可以提供無關緊要的病毒轉錄本。

表1。在成熟感染性病毒體中檢測到EBV mRNA

高通量PCR晶片——病毒mRNA的絕對定量

5不同形式潛伏期的EBV病毒轉錄本定量

接下來,我們比較了8個Lat I BL系列,5個Wp限制BL系列,5個Lat III BL系列和10個Lat III LCL系列中EBV轉錄本的絕對水平。

高通量PCR晶片——病毒mRNA的絕對定量

圖6。(A)從3條顯示不同形式潛伏期的具有代表性的BL線和從Oku BL分離出的EBV株感染正常B細胞所建立的LCL中獲得晶片資料。(B)從8個Lat I BL線,5個Wp BL線,5個Lat III BL線和10個LCL獲得的資料的熱圖。

6 BL活組織檢查樣本中EBV轉錄本的定量

高通量PCR晶片——病毒mRNA的絕對定量

圖7。(A)從5個BL活組織檢查樣品中獲得的晶片資料。(B)從所有7個BL活組織檢查獲得的晶片資料的熱圖彙總。

結果總結

首先,在感染正常B細胞期間,Wp啟動的潛在基因轉錄物在Cp啟動子啟用後比目前所懷疑的更加豐富。其次,EBNA1轉錄水平在所有形式的潛伏期中都非常低,通常為每個細胞1到10個轉錄物。EBNA3A,-3B和-3C轉錄物在潛伏期III中同樣非常低,通常在與EBNA1轉錄物相似或更低的水平。第三,裂解基因轉錄物的子集在Burkitt淋巴瘤細胞系中可檢測到低水平,包括:具有致癌特性的BILF1,以及表徵不佳的LF1,LF2和LF3基因。對7個非洲BL活組織檢查的分析證實了該轉錄譜,但另外揭示了LMP2轉錄物的顯著表達。