Cytopathic effect(CPE):how do virus get away with murder
ウイルスは、定義上、私たちの目には見えません。 それらは、電子顕微鏡を使用してのみ見えるようになることができるナノ構造であり、時間がかかり、誰にとってもアクセスできない技術です。 結果として、ウイルス学者は、その関心の対象を働き、研究することができる代替手段を見つけなければならない。 ウイルス感染を”見て”間接的に測定する実用的な方法は、ウイルスが細胞に引き起こす損傷を見ることです。 この苦しみか損傷はcytophatic効果(CPE)として知られ、測定は世界中ウイルス学の実験室で広く利用されています。
CPEは、ウイルスが細胞に感染する方法を理解するための非常に基本的なアプローチですが、それはそれが単に基本的な科学研究で使用されている Cpeを測定することは、製薬会社や診断研究所にとって非常に有用な測定値にもなります。
ウイルス誘発性細胞増殖効果とは何ですか？ウイルスは、複製するために宿主細胞を必要とする寄生虫である。
ウイルスは複製するために宿主細胞を必要とする寄生虫である。 細胞の中で、それらは自身の蛋白質、核酸および膜を作り出すために細胞機械類を乗っ取ります（必要とされたとき）。
ウイルスは、そうでなければ細胞によって使用される細胞因子を占有しているので、その複製は、宿主細胞の基本的な機能を変更したり、それを破 ウイルス感染に起因する細胞変化または変化のセットは、Ｃｐｅとして知られている。 これらは、通常、感染している細胞において構造的、代謝的または機能的修飾を引き起こす可能性のある負の変化である。 時間が経つにつれて、CPEsはウイルス（病気）の病理学的影響を引き起こす可能性があります。
細胞変性効果の古典的な例
よく知られているウイルス誘発性CPEは細胞死である（死にかけている細胞のビデオをチェックしてください）。 多くのウイルスは、溶解またはアポトーシスを誘導することによって細胞を死滅させる。 例えば、HIVはCD4+Tリンパ球を殺すことで知られており、これが感染した個体が免疫不全になる主な理由である。 実験室では、蚊細胞株（C6/36など）またはVero細胞を殺す簡単な方法は、Chikungunya、Dengue、Zikaなどの有名なarbovirusに感染させることです。 感染の数日後、細胞はちょうど右のあなたの目の前でバラバラになります（図。 1). P>
図1/Vero細胞はZikaウイルスに感染していました。 感染の72時間後、明確なCPEは、細胞死の結果としての細胞デブリの存在によって明らかである。
別のCPEの例はsyncytia形成です。 包まれたウイルスに感染した細胞は、宿主細胞との融合を媒介するためにウイルスによって使用される原形質膜上のウイルスタンパク質を発現 これらのウイルスタンパク質が隣接する細胞の表面上の受容体に結合すると、細胞–細胞融合が起こり、合胞体が形成される（多核巨細胞）。
呼吸器合胞体ウイルス（RSV）は、幼児のウイルス性肺炎の主な原因です。 その名前は、それが細胞培養においてsyncytiaを形成することができるが、著しく、感染した患者の肺においても形成することができるという事実に由来する。
CPEに関連した細胞形態の変化には、接着細胞の丸め、剥離および/または凝集も含まれる。
CPEに関連した細胞形態の変化には、接着細胞の この場合、感染した細胞はウイルスを複製するために代謝的に活性なままであるが、それらの細胞骨格は変化する。 形態学的変化は、感染の結果としての表面接着タンパク質の発現のダウンレギュレーションによって説明することができる。 エボラウイルスは、例えば、インテグリンβ1の発現を減少させることにより、付着細胞に劇的な形態学的変化を引き起こすことが知られている。 それがCPEとみなされるためには、本当に多くのドラマ（死、巨人主義、変形）が必要ですか？
いいえ。. 細胞は、感染したときに異なる”行動”をすることができますが、同じように見えます。 より微妙ではあるがまだ明確なCPEタイプの変化には、成長速度/速度論の変化、所与の代謝活性の変化、または細胞機能の変化が含まれ得る。 これらのタイプのCPEsを誘導することができる異なるウイルスの中には、Zikaウイルスがあります。 それは小頭症、胎児の脳の縮小サイズを特徴とする深刻な神経学的損傷を引き起こすため、2015年には、この蚊伝染性ウイルスは、すべてのニュースの上に その後、小頭症は、細胞肥大、成長制限、細胞周期調節不全、および細胞死を含む神経細胞に対するいくつかのZika誘導細胞変性効果の結果であることが説 コロニー形成アッセイは、例えば、異なるZikaタンパク質のどれが細胞増殖を妨害するかを同定するために使用された。 細胞株の成長速度を体系的に比較している研究者のために、我々はCytoSMART Omniをお勧めします。
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CPEはウイルスだけでなく宿主細胞によっても定義されていることに言及することが重要です。 これは、細胞が感染に対してどのように寛容であるかに依存しています。 寛容な細胞であり、ウイルスの増殖をサポートすることができます。 言い換えれば、すべてのウイルスがすべての細胞型に感染するわけではありません。 それを簡単に保つために、我々はそれを言うことができます：
- not permissive cell–Virus cannot infect
- Permissive cell–Virus can replicate,but does not cause obvious CPE
- Highly permissive cell–Virus replicates and induces obvious CPE
だから、あなたの細胞にウイルスを追加して何も起こらない場合は、心配しないでください。 あなただけの右のウイルス細胞の組み合わせを見つける必要があります。
読み出し–CPEを測定する方法？
細胞死や形態の変化などのウイルス誘発性の細胞変化は、光学顕微鏡で見ることができます。 あなただけの標準的な倒立顕微鏡の下であなたのプレートを入れて、あなたの細胞が死んだか、何らかの形で変更されたかどうかを確認することがで このアプローチの肯定的な側面は、サンプルの処理を必要とせず、固定または染色アーティファクトを回避するため、それが「容易」であることである。
欠点としては、それは定性的で定量的ではなく、観察者の訓練に大きく依存しています。 今日では、このアプローチは、ウイルス誘発性細胞障害のリアルタイム監視を行うことによって自動化することができます。 例えば、細胞の広がりおよび増殖のウイルス変化は、創傷治癒アッセイを通じて評価することができ、集団および単一細胞の遊走速度の低下は、細胞形態の重度の変化とともに検出することができる。 別の定量的アプローチは、自動画像解析による細胞増殖のモニタリングである。 この技術を使うと感染させた対の成長のカーブを発生させることは可能である。 ウイルス感染が有することができる細胞変性効果を適切に定量化するための非感染細胞培養。死細胞があなたの一日を作るものであれば、代わりに有名なプラークアッセイがあります。
この古典的なウイルス学の技術が伝染性のウイルスの粒子を量るのに使用され、ウイルスが細胞の換散を引き起こすことができるという主義に基 非常に許容性の高い細胞の単層に感染した後、細胞はクリスタルバイオレット（生きている細胞は着色され、死細胞は染色されていないまま）で対染色され、肉眼で容易に定量することができる美しいプラーク（死細胞の領域）が得られる。 しかし、あなたは彼らが死であることを知るためにあなたの細胞を見る必要はありません。
感染後の細胞生存率は、ホタルルシフェラーゼまたは従来のMTTアッセイで細胞内ATP濃度を定量することによって測定することができる。
ウイルスでの作業は面倒なことができ、BSL-3/4ラボは厳格なセキュリティ対策を持っており、ラボに出入りするには多くの時間がかかります。 実験室に入らないで彼らの細胞を、監視するために解決を捜している研究者のために私達はCytoSMART Lux2のデュオのキットを見ることを推薦する。
アプリケーション
あなたのウイルスはCPEを誘発していますか？ あなたはそれをはっきりと見たり測定したりできますか？ すごい！ このCPEは、成功したウイルス感染または複製の読み出しとして使用することができます。 与えられたＣＰＥは、感染を予防する方法を見出すため、感染が起こるために必要な宿主または病原体因子を特徴付けるため、ウイルス指向性を同定するた 実用的には、これは以下のための読み出しとして使用できることを意味します。
- 抗ウイルス化合物のスクリーニングと評価
薬物候補はCPE形成を防ぐことができますか？ - 中和抗体のスクリーニング
与えられた抗体は、ウイルス誘発性CPEを阻害することができますか？ - 抗ウイルス薬耐性のサーベイランス（表現型）
特定のウイルス単離は、抗ウイルス薬の存在下でCPEを誘導することができますか？ - ウイルス指向性の特性評価
どの細胞型が優先的にウイルスに感染していますか？ どうして？ （悪名高いSARS-CoV-2で最近の出版物をチェックしてください。） - ウイルス性疾患の診断
ウイルスは積極的に人に感染していますか？ CPEを誘発するその人から臨床検体が収集されていますか？ ほとんどの診断方法（ELISA、RT-qPCR）は感染性ウイルス粒子を検出しないことに留意しましょう。
結論として…
ウイルス感染を測定するにはいくつかの方法がありますが、許容細胞内のCpeのチェックは広く使用されている代 それが本当に有用であるためには、適切な組み合わせ、すなわちウイルス、許容細胞、および正確な読み出しを見つける必要があります。 この組合せを見つければ、適用は学術の設定、企業、または臨床診断でかなり多様、有用である場合もある。
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