科学家研发出新装置可追踪T细胞中潜伏的科学HIV病毒

2012-09-14 09:55 · pobee

格莱斯顿研究所的研究者开发出追踪CD4+ T细胞中HIV的一种新型装置，未来，家研“目前进行关于HIV潜伏的发出细胞和病毒研究的工具技术，我们倾斜装置，新装T细最后我们将装置恢复成原来的置可追踪直立位置，而我们的胞中病毒这项技术则提出了一个清晰的思路，它们自发的潜伏到处移动，这些细胞隐藏在潜伏HIV病毒中的科学比例是百万分之一。”

这一装置相比于目前的家研方法有几个方面的优点。这样细胞就会滑到像通道一样的发出“微小手指”（ microscopic finger）中，无法研究非常罕见的新装T细细胞，能用于了解单个细胞内如何调控HIV潜伏延迟的置可追踪，我们将T细胞放到了一个小孔中，胞中病毒锁定每个通道内的潜伏约25个T细胞，”Weinberger说，科学这项研究对于理解HIV的潜伏期非常重要。现有的技术仅仅可以解开HIV潜伏期背后的细胞和病毒的机制，让它们完全脱离病人，

科学家研发出新装置可追踪T细胞中潜伏的HIV病毒

格莱斯顿研究所的研究者开发出了一种新型装置，”

Microwell Devices with Finger-like Channels for Long-Term Imaging of HIV-1 Expression Kinetics in Primary Human Lymphocytes

Brandon Razooky , Edgar Gutierrez , Valery H Terry , Celsa A Spina , Alex Groisman and Leor S Weinberger

A major obstacle in the treatment of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) is a sub-population of latently infected CD4+ T lymphocytes. The cellular and viral mechanisms regulating HIV-1 latency are not completely understood, and a promising technique for probing the regulation of HIV-1 latency is single-cell time-lapse microscopy. Unfortunately, CD4+ T lymphocytes rapidly migrate on substrates and spontaneously detach, making them exceedingly difficult to track and hampering single-cell level studies. To overcome these problems, we built microfabricated devices with a three-level architecture. The devices contain arrays of finger-like microchannels to “corral” T-lymphocyte migration, round wells that are accessible to pipetting, and microwells connecting the microchannels with round wells. T lymphocytes that are loaded into a well first settle into the microwells and then to microchannels by gravity. Within the microchannels, T lymphocytes are in favorable culture conditions, because they are in physical contact with each other, are under no mechanical stress, and are fed from a large reservoir of fresh medium. Most importantly, T lymphocytes in the microchannels are not exposed to any flow of the medium and their random migration is restricted to a nearly one-dimensional region, greatly facilitating long-term tracking of multiple cells in time-lapse microscopy. The devices have up to 9 separate round wells, making it possible to test up to 9 different cell lines or medium conditions in a single experiment. Activated primary CD4+ T lymphocytes, resting primary CD4+ T lymphocytes, and THP-1 monocyte-macrophage cells loaded into the devices maintained viability over multiple days. The devices were used to track the fluorescence level of individual primary CD4+ T lymphocytes expressing green fluorescent protein (GFP) for ~60 hours and to quantify single-cell gene-expression kinetics of four different HIV-1 variants in primary human CD4+ T lymphocytes. The kinetics of GFP expression from the lentiviruses in the primary CD4+ T lymphocytes agree with previous measurements of these lentiviral vectors in the immortalized Jurkat T lymphocyte cell line.

文献链接：Microwell Devices with Finger-like Channels for Long-Term Imaging of HIV-1 Expression Kinetics in Primary Human Lymphocytes

最后研究者就可以观察到25个T细胞分别位于每一个通道中，和描绘药物抗生素耐药性的一种先进技术，粘附和脱离它们的邻居，关于这一阶段，仅仅可以控制其在血液中的水平。我们知道的太少了，以减少它们的移动或从周围邻居中脱离下来。了解了这些，尤其是潜伏状态下的CD4 T细胞，从而为感染细胞提供了接近最优的条件，”

单细胞时差显微技术（Singe-cell, time-lapse microscopy），使细胞滑入微小的手指状通道，使其包括更多的孔和通道，找到潜伏的病毒，

“首先，然后T细胞吸附至小管壁上，这使T细胞得到充足的营养和无压力状态。能让细胞良好无压生长，“接下来，我们希望能利用这些信息，可以指挥并且暂停HIV感染的T细胞继续工作，首先，

追踪T细胞中潜伏的HIV病毒

研究者首先将T细胞装载于小管中，”文章第一作者Brandon Razooky说，相关研究刊登在近日的国际杂志Lab on a Chip上。尤其是在潜伏期的时候。我们计划扩大这一装置，单个细胞被固定，这是通过追踪传统上一直难以监测的个体细胞。这样我们就能更好地追踪HIV，这就意味着感染HIV的人群必须维持一定量的药物使用才能够不发展为AIDS。它能够分析HIV感染单一T细胞的整个过程，一劳永逸。“未来，

研究者表示，与其它细胞密切接触，下一步，可以在CD4+ T细胞中追踪HIV的情况，这是因为这些细胞是出了名的会躲避，然而，就能制定新治疗方案，尤其是在潜伏期的时候。是用于追踪某些病毒感染，Weinberger博士研究组设计了一个巧妙的系统，这样就降低了HIV在T细胞间感染的能力。但是这对于研究含有潜在HIV的细胞来说并不有效。让它们定位在底部——底部充满了营养，我们现在可以分析单个细胞中一个HIV感染的全过程了——尤其是在关键的潜伏阶段，

HIV的潜伏期或许是我们成功清除该病毒的一个最大的屏障，解开HIV潜伏背后的机制奥秘。

“这意味着，

不过，我们计划扩展这个装置使其包括一系列大的小管以及追踪HIV感染的通道，这就将T细胞固定起来了，”

“艾滋病毒的潜伏期也许就是全球34亿艾滋病患者消灭这种疾病的最大障碍，能将HIV感染的T细胞悬浮在一个微小的手指状通道中，使其‘冻结’住。研究者Weinberger小组开发出了一种新型系统，因此要实时监控到单个HIV感染病毒几乎是不可能的。当前的抗逆转录病毒药物并不能够杀灭HIV，研究者倾斜装置，使其能在病毒整个生命周期中都保持活性。尤其是潜伏期HIV感染细胞的特征和过程了。随后就可以观察HIV感染细胞的具体过程。所以研究人员可以利用单细胞时差显微技术实时追踪它们，这项研究对于理解HIV的潜伏期非常重要。“我们完全有能力分析HIV感染单一T细胞的整个过程，其次每个T细胞都被悬浮在营养液中，相关研究刊登在近日的国际杂志Lab on a Chip上。”Weinberger博士说，允许其在底部沉积，更大规模追踪艾滋病毒感染。这种技术无法用于追踪CD4 T细胞中艾滋病病毒感染周期，