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Immunology and Infection

Modèles de souris de l’Infection à Helicobacter et Pathologies gastriques

Published: October 18, 2018 doi: 10.3791/56985

Summary

Souris représentent un modèle inestimable en vivo pour étudier les maladies infectieuses et maladies causées par des micro-organismes gastro-intestinaux. Nous décrivons ici les méthodes utilisées pour étudier les changements histopathologiques dans des modèles murins de Helicobacter pyloriet colonisation bactérienne-maladie liée.

Abstract

Helicobacter pylori est un pathogène gastrique qui est présent dans la moitié de la population mondiale et est une cause importante de morbidité et de mortalité chez l’homme. Plusieurs modèles de souris de l’infection à Helicobacter gastrique ont été développés pour étudier les mécanismes moléculaires et cellulaires, par lequel les bactéries Helicobacter pylori colonisent l’estomac des hôtes humains et causer la maladie. Ici, nous décrivons les protocoles à : 1) préparer des suspensions bactériennes à l’infection en vivo de souris par gavage gastrique ; 2) déterminer les niveaux de colonisation bactérienne en tissus gastriques de souris, par réaction en chaîne par polymérase (PCR) et compter viable ; et 3) évaluer les changements pathologiques, en histologie. Pour établir Helicobacter infection chez la souris, animaux (SPF) exempts de micro-organismes pathogènes est d’abord inoculées avec des suspensions (contenant ≥ 105 d’unités formant des colonies, UFC) des souches colonisatrices de souris de l' Helicobacter pylori ou autres gastrique Helicobacter spp animaux, tels que Helicobacter felis. À l’heure-points appropriés après l’infection, les estomacs sont excisés et disséqués sagittally en deux fragments de tissus égale, chacun comprenant les régions de l’antre et du corps. Un de ces fragments est ensuite utilisé pour comptage viable ou extraction de l’ADN, tandis que l’autre est soumis à traitement histologique. La colonisation bactérienne et changements histopathologiques dans l’estomac peuvent être évalués régulièrement dans des sections de tissu gastrique tachées de taches (H & E) Warthin-Starry, Giemsa ou hématoxyline et éosine, selon le cas. D’autres analyses immunologiques peuvent également être entreprises par immunohistochimie ou par immunofluorescence sur coupes de tissus gastriques de souris. Les protocoles décrits ci-dessous sont spécialement conçus pour permettre l’évaluation chez les souris des pathologies gastriques ressemblant à ceux d’anthropique Helicobacter pylori maladies, y compris l’inflammation, atrophie de la glande et la formation de follicules lymphoïdes. La préparation de l’inoculum et protocoles de gavage gastrique peuvent également être adaptées à l’étude de la pathogenèse des autres agents entéropathogènes humains qui colonisent les souris, tels que Salmonella Typhimurium ou Citrobacter rodentium.

Introduction

Helicobacter pylori est un pathogène humain, Gram négatif, en forme de spirale gastrique présent dans toutes les populations à travers le monde, avec des taux d’infection dans les pays en développement, estimées à environ 80 %1. Bien que la plupart Helicobacter pylori-personnes atteintes sont asymptomatiques, certains développent des maladies plus graves, allant de l’ulcération peptique de cancer gastrique2. Helicobacter pylori-cancers associés se caractérisent globalement par modifications malignes dans les cellules épithéliales (SCAE) ou par la formation des tissus lymphoïdes extra nodales dans l’estomac, qui en résulte dans l’Adénocarcinome gastrique ou associé aux muqueuses lymphoïde Lymphome du tissu (MALT), respectivement. H. pylori est très adapté pour survivre dans la niche écologique sévère de l’estomac en raison de la présence de divers facteurs de virulence et de mécanismes facilitant son adhésion, la croissance et le métabolisme dans ce créneau. En particulier, les souches virulentes de H. pylori possèdent le 40KO cag Pathogenicity Island (cagPAI) qui encode approximativement 30 gènes nécessaires à la production d’un Type 4 sécrétion système (T4SS)3,4 . ACG PAI-positive des souches de H. pylori sont associés à l’induction des niveaux plus élevés d’inflammation chronique chez l’hôte, qui est considéré comme un précurseur essentiel de l’Adénocarcinome gastrique5.

In vivo des modèles animaux, en particulier les souris, ont été très instructives en permettant aux chercheurs d’étudier les contributions relatives de l’hôte, des facteurs environnementaux et bactériennes sur l’infection à H. pylori et maladie issue6. Des études ont démontré précédemment que prolongé Helicobacter pylori infection de la souris sur les résultats de fond génétique C57BL/6 dans le développement d’une gastrite chronique et la glande s’atrophier, les deux maîtres mots de H. pylori infection7. Par ailleurs, l’infection avec des espèces bactériennes feline/canine, H. felis, s’est avérée induire la formation de MALT chez les souris présentant une pathologie similaire et la progression de la maladie comme on le voit l’homme MALT lymphome8,9. Le plus couramment utilisé de H. pylori isolat dans les études de colonisation de la souris est la souche « Sydney 1 » (SS1) souche10, qui est ACGPAI+ mais a un T4SS non fonctionnel (T4SS)11. Autres souches largement utilisés sont le Helicobacter pylori B128 7.13 (cagPAI+/T4SS+)12 et X47-2AL (cagPAI/T4SS)13. Pour les infections de H. felis , la souche CS1 (« Cat spirale 1 », ACGPAI/T4SS) est généralement utilisé14.

Ici, nous fournissons un protocole décrivant la préparation des inoculums de Helicobacter pour in vivo de l’infection, la procédure pour gavage intragastrique de souris, ainsi que des méthodes pour le traitement des tissus pour l’étude des changements histopathologiques dans l’estomac. En particulier, cet article se concentrera sur les méthodes histologiques permet de visualiser la colonisation bactérienne et d’évaluer les changements histopathologiques, incluant la formation de MALT, dans la muqueuse gastrique de souris infectées. Certaines des méthodes décrites ici peuvent être adaptées à l’étude d’autres pathogènes de l’intestin tels que S. Typhimurium ou c. rodentium.

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Protocol

1. croissance et préparation de l’inoculum bactérien

  1. Décongeler les stocks de glycérol de H. pylori ou felis H.15 de-80 ° C et repiquage sur plaques de gélose au sang (HBA) cheval comprenant : gélose au sang de Base n ° 2 (voir la Table des matières) ; une mis à jour le « Supplément sélectif antibiotique de Skirrow » (consistant à la vancomycine, 10 μg/mL ; polymyxine B, 25 ng/mL triméthoprime 5 µg/mL ; amphotéricine B, 2,5 μg/mL) ; et 5 à 10 % (v/v) cheval sang15,16. Les bactéries développent bien en microaérobiose en 2.5 ou 3.5 L anaérobie bocaux contenant les packs gaz approprié (voir la Table des matières), à 37 ° C.
    NOTE : Souches de H. pylori cultivées dans ces conditions doivent être repiqués après 1 – 1,5 jours d’incubation, alors que pour H. felis, au moins 2 jours d’incubation est généralement exigé. Milieu de culture et de stockage approprié ont été décrits en détail auparavant15.
  2. Préparer inoculum bactérien infection de souris provenant de cultures de début à milieu phase logarithmique. Récolter des bactéries doucement de géloses en inondant chaque plaque avec 1 à 2 mL de bouillon de cerveau coeur cervelle (BHI). Aspirer les suspensions des plaques avec des pipettes Pasteur.
    1. Vous pouvez également préparer inoculums de bactéries Helicobacter qui ont été propagées dans le bouillon BHI pour 16 – 18 h15. Dans ce cas, recueillir des bactéries par centrifugation à faible vitesse à 2 200 x g pendant 10 min à 4 ° C.
  3. Évaluer la viabilité et la motilité des bactéries en examinant les préparations préparation humide sous microscopie à contraste de phase (objectif de X 100). Préparer les supports humides en resuspendant une anse de bactéries dans une goutte de μL de 10 – 20 de BHI bouillon sur une lame de microscope de verre. Dans le cas de H. felis, qui est une bactérie beaucoup plus grande que H. pylori, utilisez un hémocytomètre de compter avec précision le nombre de bactéries viables. Confirmer la culture pureté en effectuant une coloration de Gram.
    Remarque : Utilisez uniquement des inoculums de H. pylori , si la majorité des bactéries ont une forme bacillaire ou en spirale (la morphologie peut varier selon les souches). H. felis inoculums doivent contenir principalement de bactéries en forme d’hélice. Ne pas utiliser les inoculums si la plupart des bactéries ont une morphologie coccoïde, que ces formes ne sont pas viables et n’établira pas une infection chez la souris.
  4. Estimer le nombre de bactéries dans l’inoculum en comptant sous microscopie à contraste de phase, le nombre approximatif de bactéries par champ (objectif de X 100) et en utilisant le guide suivant : 1 bactérie par champ = environ 10 (6 ) unités formatrices de colonies CFU) d’Helicobacter/ml ; 10 bactéries par champ = environ 107 UFC/mL ; 100 bactéries par champ = environ 108 UFC/mL, etc.
    1. Lorsque vous utilisez un hémocytomètre, calculer UFC/mL à l’aide de la formule suivante :
      UFC/mL = (nombre moyen de bactéries dans un domaine de 4 x 4) x (facteur de dilution) x (104).
  5. Ajuster la densité de la cellule bactérienne de l’inoculum pour environ 107– 108 UFC/mL de la dilution en bouillon BHI, si nécessaire.
    1. Afin d’assurer la viabilité bactérienne maximale, utiliser des inoculums pour gavage gastrique dès que possible après la préparation.
    2. Toujours vérifier la densité cellulaire Helicobacter pylori et la viabilité en effectuant un comptage viable des inoculums immédiatement après l’intervention de gavage (voir ci-dessous). Ce n’est pas toujours possible pour H. felis, car elle ne fait pas habituellement des colonies isolées sur milieu de culture. Les numéros de viable Helicobacters inocula ne peuvent être déterminées par la mesure de la densité optique (une600) seul comme cette méthode ne fait aucune distinction entre viables (c'est-à-direbacillaire/spirale/hélicoïdal) et non viables ( c'est-à-dire, coccoïdes) bactéries.
    3. Utiliser les valeurs de densité optique comme un moyen d’estimer le nombre de viable Helicobacter pylori bactérie dans les inoculums, mais dans ce cas, il s’est d’abord nécessaire pour générer une courbe de croissance. Pour ce faire, les valeurs de600 A des cultures de H. pylori sont surveillés au fil du temps et corrélées directement contre le nombre de bactéries viables, déterminées par comptage de la plaque.
      Remarque : Une méthode commode pour effectuer de telles déterminations de courbe de croissance est de bactéries de la culture en milieu liquide (Section 1.2), à l’aide de flacons de culture de tissu de fond plat standard placés dans une étuve à2 CO 10 %. Le nombre d’UFC, déterminée à partir de portions des cultures obtenues toutes les 4 à 6 h pendant 2 à 3 jours, est ensuite comparé à un600 valeurs17correspondantes. Ce qui est important, les courbes de croissance doivent être générés pour chaque souche de l’Helicobacter pylori , car elles peuvent croître à des taux différents et, en outre, pas toutes les souches poussent bien dans les 10 % de CO2.

2. intragastrique Gavage de souris avec Helicobacter

Remarque : Cette méthode de gavage gastrique peut être appliquée à d’autres espèces de bactéries qui colonisent le tube digestif par exemple S. Typhimuriumc. rodentium, Listeria monocytogenes.

  1. Utiliser les 6 – 8 semaines, spécifique exempts de micro-organismes pathogènes (SPF) et Helicobacter-gratuit souris mâles ou femelles. Utiliser des animaux avec un bagage génétique C57BL/6 pour les expériences d’infection par Helicobacter pylori ou H. felis. Dans la présente étude, nous utilisé sauvage (WT) et les OGM souris C57BL/6 manque un récepteur de système immunitaire inné clé (appelés knock out animaux KO).
    Note : Souris sur autres antécédents génétiques peuvent également être utilisés pour les infections de Helicobacter , cependant, les niveaux de colonisation et de la gravité de la maladie peuvent être affectés par le type d’hôte fond18,19.
  2. Aspirer les seringues jetables 1 mL de l’inoculum bactérien (étape 1.5) et remplacer les aiguilles fournies avec des aiguilles de calibre 23 sur laquelle sont apposées jetable polyéthylène cathéters (longueur, 6 à 8 cm ; diamètre intérieur, 0,58 mm). Fixez les cathéters aux aiguilles par l’application de petites bandes de plastique film (voir Table des matières). Sinon, remplacez l’ensemble aiguille/cathéter à l’aide de plastique stérile tubes alimentaires (x 38 de calibre 20 mm).
  3. Retenir physiquement le souris avec une poigne ferme à la peau du cou et le croupion.
    Remarque : Cette procédure peut être effectuée sans anesthésie ou, subsidiairement, à l’aide d’un anesthésique inhalé, comme par exemple le méthoxyflurane ou isoflurane15.
  4. Insérer le cathéter dans le centre du guide en direction caudale vers le œsophage et de la mâchoire ouverte. Étendre le cou de la souris pour permettre la facilité d’accès à l’estomac dans le œsophage (et loin de la trachée) jusqu'à ce que la plupart ou tous le cathéter n’est plus visible et une résistance se fasse sentir, correspondant à la base de l’estomac. Livrer une partie aliquote spécifique, généralement de 100 μL par inoculation (Figure 1).
    Remarque : La souris doivent être gavés avec ≥ 105 UFC pour pathologie optimale de colonisation et de la maladie.
  5. Maison des souris dans une animalerie SPF pour la durée de l’expérience.
    Remarque : Une pathologie grave et l’adénocarcinome chez WT C57BL/6 est seulement observée à environ après l’infection20 24 mois. Cependant, cet effet peut être accéléré chez certains animaux génétiquement modifiés, ou chez les souris avec autres antécédents génétiques.
  6. À l’issue de la procédure de gavage, effectuer une modification de la technique de Miles et Misra pour déterminer le nombre de viable Helicobacter pylori bactérie administré à des souris. Pour ce faire, l’inoculum est en série dilué (à partir de 10−1 à 10−5) en BHI en utilisant la méthode décrite en détail auparavant15.
    Remarque : Afin d’assurer l’isolement des colonies individuelles, plaques HBA devraient être réchauffés et séchés dans une étuve de biosécurité armoire ou 37 ° C pendant 10 à 15 min avant d’utiliser.

3. tissus de souris après expérience de récolte

  1. Euthanasier souris par inhalation de dioxyde de carbone ou dislocation cervicale, selon le Comité d’éthique pertinents à l’expérimentation animale.
  2. Ouvrir la cavité abdominale et d’accise de l’estomac à l’aide de ciseaux fine et incurvée.
    Remarque : Les sérums peuvent également être collectées par ponction cardiaque afin d’aider à l’enquête des réactions systémiques à l’infection à Helicobacter . En outre, la collection de la rate et les ganglions paragastric sont utiles dans l’étude des réponses immunitaires adaptatives.
  3. Couper l’estomac le long de la grande courbure et enlever les aliments résiduels par doux lavage en tampon de phosphate stérile saline (PBS) en un tube de 50 mL.
  4. Laver l’estomac encore une fois dans du PBS stérile et ensuite enregistrer le poids humide à l’aide de taré cm 6 boîtes de Pétri en plastique.
  5. Aplatir le ventre et disséquer sagittally en deux fragments de tissu égales, chacune comprenant : l’antre, les corps et les régions non glandulaire préestomac (Figure 2). Supprimer la région non glandulaire et peser une moitié de chacun à l’estomac avant d’ajouter à chaque 1 mL de BHI stérile (pour le comptage viable) ou snap congélation dans l’azote liquide (pour l’extraction de l’ADN/ARN).
    Remarque : Tubes contenant du tissu en BHI doivent être stockés sur la glace jusqu'à ce qu’elles sont prêtes à être traitées. Enclenchez les tissus congelés estomac permet également d’extraire les ARN ou les protéines pour qPCR (PCR quantitative) ou western blot analyses, respectivement.
  6. Ajouter l’autre estomac la moitié d’un tube de 15 mL contenant 10 % de formol. Immerger les tissus dans du formol 10 % pendant 10 s et puis aplatir sur le dessus des tubes. Permettre aux tissus fixer avant de re-plonger dans la solution de formol à 10 % pendant au moins 24 h.
    Remarque : Les tissus peuvent rester dans du formol 10 % pendant plusieurs semaines avant le traitement pour histologie. Un stockage prolongé du tissu peut, cependant, affecter son architecture et/ou l’antigénicité des résultats sous-optimaux en analyses en aval.

4. confirmation d’une colonisation bactérienne dans l’estomac après l’infection

  1. Comptage viable de H. pylori dans l’estomac
    1. Supplément stérile HBA plaques avec des antibiotiques supplémentaires (200 bacitracine μg/mL et 10 μg/mL d’acide nalidixique) avant d’effectuer des comptages de colonies de souris infectées estomacs16.
    2. Homogénéiser les sections de l’estomac soit manuellement, à l’aide de micropestles en polypropylène autoclavable, ou un instrument mécanique de dissociation (voir Table des matières).
    3. Préparer des dilutions en double (10−1 à 10−2) des homogénats gastriques qui en résulte en BHI stérile.
      NOTE : Dilutions doivent être décidées basé sur les charges bactériennes typiques obtenus pour une donnée Helicobacter pylori souche utilisée pour l’infection, ainsi que la durée de l’infection. Échantillons non dilués peuvent également être utilisés.
    4. Diviser préalablement séchées plaques HBA (voir la Note ci-dessus) en trois ou quatre segments. À l’aide d’une adaptation de la technique de Miles et Misra, ajouter 10 – 100 mL de chaque dilution sur un segment de la gélose et se propager à l’aide des boucles en plastique stérile,15.
    5. Laisser les plaques sécher et ensuite les placer en position inversée (côté couvercle vers le bas) dans des bocaux de gaz anaérobie. Pour maintenir l’humidité dans les cuves, comprennent une boîte de Pétri contenant de l’eau.
    6. Incuber les bocaux à 37 ° C jusqu'à ce que les colonies forment (généralement 4 à 7 jours).
    7. Énumérer ou des segments contenant entre 10 et 100 colonies isolées.
      NOTE : Colonies de H. pylori et H. felis croissance sur plaques se distingués de celles des autres membres de la murin microbiote gastrique à l’aide de tests standard de l’uréase, catalase et oxydase. H. pylori et H. felis sont positives pour les trois tests.
    8. Calculer les bactéries des charges (UFC/g de tissu), à l’aide de la formule suivante :
      [(Nombre moyen de colonies dénombrées) × (facteur de dilution) x (volume ensemencé)] / (poids à l’estomac).
  2. Détection de l’Infection à H. felis en tissus gastriques par la réaction en chaîne de la polymérase (PCR)
    1. Extraire l’ADN d’estomacs de souris en utilisant les protocoles standard d’isolement de l’ADN, ou un kit disponible dans le commerce.
    2. Déterminer la concentration de l’ADN des échantillons en utilisant une technique de dosage fluorimétrique (voir Table des matières).
    3. Mettre en place des réactions de PCR ciblant un fragment de paires de 325-bases (bp) du gène (recherche) H. felis uréase B21. Chaque réaction doit contenir : 100 ng d’ADN génomique ; 1 mM chaque attaquant (5'-AAA ATC ACC GAA GAC TGG GG-3') et inverse (5'-CTT TTA STC AAG TGG TGG ACC ACC-3') des amorces ; dNTPs 200 mM ; 0,5 unités de Taq polymérase et les montants appropriés de tampon et de l’eau exempte de nucléase.
      Remarque : Cette paire d’oligonucléotide a été conçue pour reconnaître et se lient à des séquences homologues à H. pylori et H. felis recherche gènes mais lorsqu’ils sont soumis aux conditions ci-dessous, pas ceux qui sont présents dans la recherche PCR gènes d’entérohépatique Helicobacter spp.
    4. Effectuer l’amplification par PCR en utilisant le profil thermique suivant : chauffage à 94 ° C pendant 5 min, suivie de 35 cycles de 94 ° C pendant 30 s, 61 ° C pour 30 s et 72 ° C pendant 1 min, avant de tenir à 20 ° C.
    5. Exécutez des produits PCR sur un gel d’agarose de 2 % pendant 30 min à 100 V.

5. histologique analyse de Helicobacter -infecté souris estomac Sections

  1. Traitement des tissus de l’estomac
    1. Retirer les tissus de l’estomac de formol et la placer dans une vaisselle Petri.
    2. Couper les tissus d’estomac avec un scalpel en plusieurs bandes longitudinales taille égale (chaque 2-3 mm d’épaisseur) et placer dans des cassettes encastrement étiquetés contenant de mousse.
    3. Fixer les tissus de l’estomac en plaçant des cassettes encastrement dans un bocal rempli d’éthanol à 80 %.
      NOTE : Estomacs peuvent être traités immédiatement ou stockées pendant 1 à 2 jours avant de passer à l’étape suivante.
    4. Estomacs de processus sur un processeur de tissus automatisés, programmé avec les paramètres suivants :
      Déshydratation : 70 % éthanol - 1 cycle, 20 min ; éthanol à 90 % - 1 cycle, 20 min ; 100 % éthanol - 2 cycles, chaque 20 min + 1 cycle, cycle de 40 min + 1 h 1.
      Compensation : xylène – 2 cycles, chaque 30 min + 1 cycle, 45 min.
      Imprégnation : paraffine à 60 ° C - 1 cycle, cycle de 45 min + 1, cycle 1 h + 1, 1,25 h.
    5. Retirer les échantillons traités de la machine et conserver à température ambiante pour l’enrobage de paraffine.
  2. Enrobage de paraffine de tissus gastriques transformés
    1. Placez les moules de base en acier inoxydable sur la scène du corps d’encastrement pour réchauffer les bases des moules.
      Remarque : Embedding machine doit être réglée à 60 ° C pour l’enrobage de paraffine efficace.
    2. Place ciré cassettes contenant les échantillons dans une zone de plaque chaude bain/cire chaude du corps d’encastrement jusqu'à ce que la cire se dissout complètement.
      Remarque : Il est recommandé que l’échantillon sont incorporées au lendemain cire se dissout. Cela garantit que le durcissement des tissus ne se produit pas.
    3. Remplir la moitié des moules en acier inoxydable avec de la cire de paraffine. Avec une pincette chaud, retirer les bandes de tissus estomac les cassettes et doucement pousser que les bandes de l’estomac par l’intermédiaire de la paraffine à la base des moules. Soigneusement orienter les bandes de tissus à angle droit sur la base des moules afin que leurs extrémités en tranches sont vers le haut.
      Remarque : Les étapes suivantes devraient être effectuées aussi rapidement que possible afin d’éviter le durcissement et la séparation des couches paraffine dans des blocs d’embedded. L’orientation correcte des tissus de l’estomac est essentielle pour les analyses en aval.
    4. Placer les moules sur la plaque froide du corps d’encastrement pour fixer les spécimens en place et de réorienter les tissus si nécessaire.
      Remarque : Si les tissus sont déloge et la paraffine commence à durcir, placer les moules sur la plaque chaude pour faire fondre la cire et ré-intégrer des tissus dans les moules.
    5. Placer la moitié des étiquetés cassettes encastrement (qui étaient utilisées pour le traitement de tissus) sur la partie supérieure des moules et remplir doucement avec de la cire chaude. Ne laissez pas de paraffine à déborder.
    6. Doucement, placer les moules sur une plaque froide et laisser refroidir.
    7. Une fois la paraffine est entièrement définie, séparer les blocs embarqués de moules. Cire de paraffine propre excédent sur les bords de cassette à l’aide d’un grattoir ou une plaque chauffante (valeur supérieure à 80 ° C). Blocs peuvent être stockés à température ambiante jusqu'à ce que la section est effectuée.
  3. Découpe des tissus
    1. Refroidir les blocs de paraffine le tissu sur la glace et faire chauffer un bain d’eau rempli d’eau ultrapure à 40 – 45 ° C.
    2. Fixez la lame dans le support du microtome et régler l’angle de dégagement entre 1 et 5° pour éviter tout contact entre la facette de visage et couteau de bloc, avant d’insérer des blocs de paraffine.
      Remarque : Assurez-vous de blocs sont a pas d’excès paraffine acquis de l’intégration, comme cela peut entraver l’ajustement du bloc.
    3. Orienter la lame pour une coupe droite à travers le bloc. Doucement, couper 2-3 coupes minces afin d’assurer un positionnement correct du bloc.
    4. Tailler les blocs par une épaisseur d’environ 10 à 30 mm. Cette étape garantit qu’une superficie maximale de chaque bande de tissu sera coupée.
    5. Couper 10 µm sections et ignorer ceux qui contiennent des trous causés par la faucheuse.
    6. Avec précaution, ramasser des sections à l’aide de la pince à épiler et eux flottent dans le bain d’eau pour aplatir. Utiliser les pinces pour séparer chaque section.
    7. Recueillir des sections du bain-marie et mettre en place dans des lames de verre chargée (voir Table des matières).
    8. Stocker les lames verticalement dans une grille coulissante et placer dans un incubateur à 37 ° C. Sections secs du jour au lendemain.
    9. Stocker les sections à la température ambiante indéfiniment pour les analyses suivantes.
  4. Hématoxyline et éosine (H & E) coloration des tissus de l’estomac
    1. Déparaffinage diapositives à l’aide de 3 lavages de xylène de 5 min chacun, suivis de 3 lavages en éthanol à 100 %, pendant 3 min chaque. S’assurer que les solutions fraîches sont utilisées à chaque étape.
    2. Rincer les lames dans l’eau du robinet pendant 30 à 60 s.
    3. Enlevez l’eau excédentaire en tapotant doucement le bas de la glisse sur une serviette en papier. Coloration à l’hématoxyline filtrée pendant 3 min. veiller à ce que les sections sont suffisamment couverts par la solution.
    4. Rincer les lames sous l’eau courante jusqu'à ce que l’eau soit claire.
    5. Tremper les lames dans l’eau du robinet de Scott pour 8 à 10 s. N’exposez pas les diapositives à la solution plus de 10 s, comme cela se traduira par des taches plus sombres et intenses. Coloration de coupes peut être considérée sous un microscope. La coloration efficace à ce stade se traduira par une couleur « bleue ».
      NOTE : Préparer l’eau du robinet de Scott dissoudre 2 g de bicarbonate de sodium (NaHCO3) et 20 g de sulfate de magnésium (MgSO4) dans 1 L d’eau distillée.
    6. Rincer les lames dans l’eau du robinet pendant 30 à 60 s.
    7. Enlever l’excès d’eau tel que décrit à l’étape 3 et puis tache avec filtrée 1 % éosine aqueuse pendant 3 min.
    8. Rincer les lames sous l’eau courante jusqu'à ce que l’eau soit claire.
      NOTE : La coloration peut être évaluée à l’aide d’un microscope optique. Si la coloration est trop sombre, diapositives peuvent être déshydratés en éthanol à 100 % plus longtemps que la durée spécifiée. Si une coloration plus foncée est nécessaire, diapositives peuvent être colorés avec l’éosine pendant 1 à 2 min de plus, avant de procéder aux étapes suivantes.
    9. Déshydrater les diapositives à l’aide de 3 lavages d’éthanol à 100 % pendant 30 s chacune, suivie de 3 lavages de xylène pendant 2 min chaque. S’assurer que les solutions fraîches sont utilisées à chaque étape.
    10. Monter les lames avec du milieu de montage. Ajouter une goutte de milieu de montage dans le centre d’un lamelle couvre-objet propre avant de placer doucement glisser sur le dessus avec des sections vers le bas.
      Remarque : Ne séchez pas de diapositives avant de glisser la couverture.
    11. Placer les lames sur une surface plate et laisser sécher à l’air. Diapositives peuvent aussi être séchés sous une hotte pour accélérer les temps de séchage.
  5. Coloration de Giemsa des tissus de l’estomac
    1. Déparaffinage diapositives à l’aide de 2 lavages de histolene de 5 min chacun, suivis de 2 lavages d’éthanol à 100 % pendant 3 min chaque, puis un lavage final dans l’éthanol à 70 % pendant 3 min. s’assurer que les solutions fraîches sont utilisées pour chaque lavage.
    2. Rincer les lames dans l’eau du robinet pendant 30 à 60 s.
    3. Préparer la solution de Giemsa en mélangeant coloration de Giemsa de 20 % à 80 % d’eau distillée. Tacher les diapositives avec solution de Giemsa pendant 1 h.
    4. Placer les lames dans 100 mL d’eau distillée contenant 3 à 4 gouttes d’acide acétique pour 2 – 3 s.
      Remarque : La Solution doit être mélangée bien avant de l’utiliser. À ce stade, diapositives doivent apparaître de couleur bleu pâle.
    5. Les lames dans l’éthanol à 96 % pour 30 s.
    6. Les lames en 3 salles de bains d’isopropanol de 2 min chacun, suivie de 3 bains de histolene de 2 min chacun. Utilisez des fraîche isopropanol et histolene pour chaque lavage.
    7. Lamelle couvre-objet glisse avec milieu de montage, comme décrit précédemment.

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Representative Results

Ce protocole décrit une technique de gavage oral pour atteindre intragastrique infection par Helicobacter pylori ou H. felis dans des modèles murins souris (Figure 1). Suite à l’euthanasie, les estomacs sont enlevés, pesés et divisés en 2 moitiés égales comprenant l’antre, les corps et les régions non glandulaire de tissus gastriques (Figure 2). La région non glandulaire est retirée avant d’effectuer les analyses.

Colonisation réussie des animaux est généralement confirmée en effectuant viable compte sur Helicobacter pylori-infecté homogénats gastriques et l’énumération par la suite les colonies individuelles sur des plaques HBA (Figure 3). Alternativement, PCR est utilisée pour vérifier l’infection par H. felis en utilisant des amorces spécifiques, validées, visent une région bp 325 des gènes de H. pylori recherche (Figure 4) et H. felis .

Tissus gastriques sont traitées, embarqués et sectionnés pour applications histologiques en aval. H & E technique de coloration sont utilisé pour évaluer l’histopathologie à Helicobacter-infecté souris. Dans l’exemple actuel, WT C57BL/6 souris manifestaient des signes modérés d’inflammation, y compris l’hyperplasie (hypertrophie de la muqueuse) et l’atrophie de la glande à après une infection 6 mois avec H. felis. La présence d’infiltrats cellulaires peut également être observée dans la sous muqueuse. Fait intéressant, toutefois, inflammation plus sévère est observée chez la souris KO au même moment, avec la présence accrue des follicules lymphoïdes situés à proximité des infiltrats cellulaires (Figure 5). Enfin, H. felis bactéries sont observés dans les sections colorés au Giemsa des estomacs de souris infectées (Figure 6).

Figure 1
Figure 1 : Image expliquant la technique de gavage oral. Une seringue jetable 1 mL et un cathéter flexible sont utilisés pour livrer ≥ 105 UFC d’inoculum bactérien à une souris par voie intragastrique. La souris a été anesthésiée à l’aide de méthoxyflurane et qui s’est tenue dans une poigne ferme au niveau du cou, permettant un accès du cathéter à l’estomac via le œsophage.

Figure 2
Figure 2 : récolte des rates de souris et estomacs post-infection. Estomac de souris ont été récolté après euthanasie et leur contenu enlevé par grattage à l’aide d’un scalpel et laver dans du PBS stérile. Les tissus ont été ensuite pesés et aplatis sur un drap en coton pour révéler l’égalité de 2 moitiés, chacune comprenant l’antre gastrique, les corps et les régions non glandulaire ; Echelle = 10 mm.

Figure 3
Figure 3 : Les comptes viables sur H. pylori -infecté estomacs de souris. Souris C57BL/6 antécédents ont été inoculés avec 107 UFC de H. pylori SS1 et gauche pendant 8 semaines. (A) les Dilutions de chaque homogénat gastrique sont plaquées sur un demi (ou troisième) d’une plaque HBA et charges bactériennes évalués en énumérant les colonies individuelles de 10 à 100. La moitié gauche de la plaque montre une culture pure de la bactérie H. pylori . (B), la présence de bactéries contaminantes de la souris gastrique microbiote (à gauche) ou un grand nombre de colonies d’Helicobacter pylori (à droite) peut compliquer l’énumération de H. pylori UFC. (C) des exemples courants de bactéries contaminantes dans les échantillons de l’homogénat gastrique. Echelle = 1,7 cm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : Détection par PCR de l’infection à H. felis dans des biopsies gastriques en utilisant des oligonucléotides ciblant le gène de la recherche . Une paire d’oligonucléotide spécifique a été conçue pour reconnaître et se lient à des séquences homologues dans les H. felis et H. pylori recherche des gènes. Ces amorces ont été validés à l’aide de l’ADN génomique de H. pylori SS1 (piste 2) ou H. felis (piste 3). Eau désionisée a été inclus comme témoin négatif (piste 1).

Figure 5
Figure 5 : Des images représentatives de H & E teinté estomac sections de souris WT et KO à après une infection 6 mois avec H. felis. Coupes de tissus inclus en paraffine ont été colorées avec H & E. WT souris recevant bouillon BHI seul (contrôle) avaient un épithélium gastrique normal et pas une inflammation importante. En revanche, les animaux WT avec chronique H. felis infection affiche des niveaux modérés de l’inflammation et épaississement muqueuse qui était plu exacerbé dans H. felis-KO animaux infectés. Des sections de tissu de H. felis-souris KO infectées présentaient la présence de follicules lymphoïdes muqueux (*), des infiltrats cellulaires (→), atrophie de la glande (▶) et hyperplasie. Echelle = 100 μm. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6
Figure 6 : Images représentant des sections gastriques colorés au Giemsa de souris C57BL/6 WT à après une infection 3 mois avec H. felis. Coupes de tissus inclus en paraffine ont été colorés au Giemsa. Les flèches indiquent la présence de H. felis dans les glandes gastriques. Echelle = 200 μm.

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Discussion

Ce protocole décrit l’utilisation d’un modèle de souris in vivo pour l’infection à Helicobacter . Les étapes critiques de la procédure sont la : 1) préparation des inoculums de Helicobacter contenant des bactéries viables et mobiles ; 2) livraison du nombre approprié de bactéries à la souris par gavage gastrique ; 3) détection de l’infection bactérienne par comptage des colonies et/ou PCR ; et 4) traitement des tissus gastriques pour permettre l’évaluation de l’histopathologie infectés estomacs. Autres suggestions de modifications, les considérations techniques et dépannage sont examinées ci-dessous.

La méthode de culture Helicobacter spp., à l’aide de Base N2 de gélose au sang additionnée de sang de cheval a été bien établie dans notre laboratoire. Cependant, remplaçant agar base comme gélose Brucella et gélose Columbia au sang peuvent également être utilisé22. Il est important de s’assurer que la verrerie seulement stérile exempt de détergent sert à préparer le milieu de croissance. En outre, pour obtenir une croissance optimale, les bactéries Helicobacter pylori devraient être systématiquement repiquées sur milieu gélosé qui ont de l’humidité résiduelle et n’est pas secs. Lors de la préparation spp Helicobacter . inoculums d’infection, il est vital de sous-culture Helicobacter pylori et H. felis souches tous les 1 à 1,5 ou 2 jours, respectivement, afin d’assurer la viabilité bactérienne. À chaque sous-culture, les bactéries devraient être évalués pour leur viabilité et leur motilité par microscopie à contraste de phase. Un test à l’uréase peut également être utilisé en routine pour distinguer gastrique Helicobacter spp. et autres bactéries23, cependant, il est important de réaliser que ce test détecte les bactéries Helicobacter viables et non viables. Suite à l’inoculation des animaux, les comptes viables sur des suspensions de Helicobacter doivent être effectuées pour quantifier le nombre de bactéries viables utilisés pour l’infection. Comme H. felis ne forme pas de façon reproductible des colonies isolées sur milieu gélosé15, estimation du nombre de bactéries est effectuée à l’aide de la microscopie à contraste de phase. Quantification du nombre de bactéries par mesure de la densité optique (une600) seul est inexacte, car cette méthode ne fait aucune distinction entre les bactéries viables et non viables. Cette méthode ne devrait pas servir dans la recherche d’Helicobacter sans optimisation rigoureuse, tel que décrit ci-dessus (Section 1.5).

Lorsque vous effectuez des études d’infection Helicobacter , il est crucial d’examiner la souris optimale et Helicobacter souche, ainsi que la durée de l’infection, en fonction de l’objectif de l’expérience. Il est également essentiel pour vérifier régulièrement que les animaux utilisés pour l’expérimentation sont en effet Helicobacter-libérer à l’aide d’amorces PCR spécifique du genre24. La présence d’autres espèces de Helicobacter entériques, tels que Helicobacter bilis, Helicobacter hepaticus ou Helicobacter muridarum, peut-être modifier la susceptibilité à la maladie de la souris et introduire des facteurs de confusion dans en vivo études25,26. Il est également conseillé d’inclure un groupe de contrôle de traitement simulacres d’animaux (p. ex., bouillon nourri uniquement) dans les expériences de dépistage initial pour étudier les effets de la microflore normale sur la colonisation de l’Helicobacter et pathogénie.

Après l’euthanasie, colonisation de H. pylori dans l’estomac des murins peut être mesurée en comptant les viable. Plaques HBA utilisé pour le dénombrement des colonies devraient être complétés par l’acide nalidixique et de bacitracine en plus supplément sélectif de la Skirrow modifiés, pour limiter la croissance des espèces de bactéries de la microflore normale gastrique et donc prévenir la contamination 27. H. felis ne fait toujours pas de colonies, mais au contraire tend à former essaimage croissance sur gélose plaques15,28. Par conséquent, PCR et qPCR sont normalement employés pour déterminer la présence et les niveaux de H. felis, respectivement29,30. Dans la section 4.2, nous avons introduit une méthode simple et rapide de la PCR pour confirmer la colonisation par H. felis dans l’estomac de souris à l’aide d’une paire d’amorces, qui ont été validées pour cibler une région bp 325 H. felis et Helicobacter pylori recherche gènes. En utilisant les conditions PCR décrites ci-dessus, il est possible d’établir une distinction entre l’infection par ces spp Helicobacter gastrique et entéro-hépatique production d’uréase Helicobacters. Autres gènes qui ont été validés pour la détection par PCR de l’infection à Helicobacter gastrique comprennent le 16 s rRNA et flagelline B (graisse) gènes15,29,30.

Enfin, nous avons décrit l’utilisation de deux puissantes techniques de coloration : H & E coloration, pour évaluer les changements histopathologiques dans l’estomac après l’infection ; et, afin de détecter l’infection à H. felis coloration au Giemsa. Pour obtenir une coloration optimale, il est essentiel de s’assurer que les tissus ont été conservées, traitées et incorporés dans le bon sens. En outre, seulement fraîchement préparé des solutions et filtrée taches doivent être utilisés au cours de ce processus. Des sections de tissu peuvent être stockées indéfiniment et utilisées pour une analyse plus spécifique de la pathologie gastrique par immunofluorescence ou par immunohistochimie. Quelques autres mesures communes de l’inflammation gastrique et la maladie comprennent : recrutement de cellules immunitaires (anti-CD45 coloration) ; épaississement muqueuse ou la destruction (coloration à l’acide périodique Schiff/bleu Alcian) ; la prolifération des cellules épithéliales (antigène nucléaire de prolifération cellulaire, PCNA/bromodéoxyuridine, BrDU coloration) ; ou l’apoptose cellulaire (marquage TUNEL). Les follicules lymphoïdes observées dans le H & tissus colorés E de souris H. felis -infecté peuvent être confirmées par immunohistochimie, utilisant des anticorps dirigés contre B (B220+) et des lymphocytes T (CD3+) antigènes31.

En résumé, modèles animaux de maladies bactériennes fournissent des outils précieux dans le domaine de la biologie de l’infection. Les protocoles de gavage gastrique et le traitement des tissus de l’estomac a fourni ici peuvent être adaptées pour les modèles de souris infection impliquant d’autres pathogènes entériques.

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Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Les auteurs aimeraient remercier Mme A. De Paoli et Mme Georgie Wray-McCann pour l’assistance technique. Les auteurs reconnaissent l’utilisation des équipements et l’assistance technique de Monash histologie plate-forme, Département d’anatomie et biologie du développement, l’Université Monash. Le laboratoire est pris en charge par le financement de la National Health and Medical Research Council (NHMRC) à RLF (APP1079930, APP1107930). RLF est soutenu par une bourse de recherche Senior du NHMRC (APP1079904). KD et MC reposent tous deux bourses d’études supérieures de Monash. KD est également appuyé par le Centre pour l’immunité innée et Infectious Diseases, Hudson Institute of Medical Research, tandis que MC a une bourse d’études supérieures internationales de la faculté de médecine, les soins infirmiers et les Sciences de la santé, l’Université Monash. Recherche à l’Institut de recherche médicale de Hudson est pris en charge par programme du gouvernement de Victoria de soutien opérationnel Infrastructure.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Bacteriological reagents
Oxoid Blood Agar Base No.2 Thermo Fischer Scientific CM0271B Dissolve in deinonized water prior to sterilization
Premium Defibrinated Horse blood Australian Ethical Biologicals PDHB100
Bacto Brain Heart Infusion Broth BD Bioscience 237500 Dissolve in deinonized water prior to sterilization
CampyGen gas packs Thermo Fischer Scientific CN0035A/CN0025A
Histological reagents
Formalin, neutral buffered, 10% Sigma Aldrich HT501128
Absolute alcohol, 100% Denatured ChemSupply AL048-20L-P
Isopropanol (2-propanol) Merck 100995
Xylene (sulphur free) ChemSupply XT003-20L
Mayer's Haematoxylin Amber Scientific MH-1L Filter before use
Eosin, Aqueous Stain Amber Scientific EOCA-1L Filter before use
Wright-Giemsa Stain, modified Sigma Aldrich WG80-2.5L Dilute before use (20% Giemsa, 80% deionized water)
Histolene Grale Scientific 11031/5
DPX mounting medium VWR 1.00579.0500
Molecular biology reagents
Qubit dsDNA BR Assay Kit Thermo Fischer Scientific Q32850
Oligonucleotides Sigma Aldrich The annealing temperature of ureB primers used in this study is 61 °C
GoTaq Flexi DNA Polymerase Promega M8291 Kit includes 10x PCR buffer and Magnesium Chloride
dNTPs Bioline BIO-39028 Dilute to 10 mM in sterile nuclease free water before use
Molecular Grade Agarose Bioline BIO-41025
Sodium Hydrogen Carbonate Univar (Ajax Fine Chemicals) A475-500G
Magnesium Sulphate Heptahydrate Chem-Supply MA048-500G
Antibiotics
Vancomycin Sigma Aldrich V2002-1G Dissolve in deionized water
Polymyxin B Sigma Aldrich P4932-5MU Dissolve in deionized water
Trimethoprim (≥98% HPLC) Sigma Aldrich T7883 Dissolve in 100% (absolute) Ethanol
Amphotericin Amresco (Astral Scientific) E437-100MG Dissolve in deionized water
Bacitracin from Bacillus licheniformis Sigma Aldrich B0125 Dissolve in deionized water
Naladixic acid Sigma Aldrich N8878 Dissolve in deionized water
Other reagents
Methoxyflurane (Pentrhox) Medical Developments International Not applicable
Paraffin Wax Paraplast Plus, Leica Biosystems 39601006
Equipment and plasticware
Oxoid Anaerobic Jars Thermo Fischer Scientific HP0011/HP0031
COPAN Pasteur Pipettes Interpath Services 200CS01
Eppendorf 5810R centrifuge Collect bacterial pellets by centrifugation at 2,200 rpm for 10 mins at 4 °C
23 g precision glide needle BD Bioscience 301805
Parafilm M Bemis, VWR PM996
Portex fine bore polythene tubing Smiths Medical 800/100/200
Plastic feeding catheters Instech  Laboratories FTP20-30
1 mL tuberculin luer slip disposable syringes BD Bioscience 302100
Eppendorf micropestle for 1.2 - 2 mL tubes Sigma Aldrich Z317314 Autoclavable polypropylene pestles used for stomach homogenization
GentleMACs Dissociator Miltenyi Biotec 130-093-235 Use a pre-set gentleMACS Programs for mouse stomach tissue
M Tubes (orange cap) Miltenyi Biotec 30-093-236
Qubit Fluorometer Thermo Fischer Scientific Q33216
Sterile plastic loop LabServ LBSLP7202
Cold Plate, Leica EG1160 Embedding System Leica Biosystems Not applicable
Tissue-Tek Base Mould System, Base Mold 38 x 25 x 6 Sakura, Alphen aan den Rijn 4124
Tissue-Tek III Uni-Casette System Sakura, Alphen aan den Rijn 4170
Microtome, Leica RM2235 Leica Biosystems
Charged SuperFrost Plus glass slides Menzel Glaser, Thermo Fischer Scientific 4951PLUS4

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Immunologie et Infection numéro 140 Helicobacter pylori Helicobacter felis modèle murin lymphome de MALT inflammation
Modèles de souris de l’Infection à <em>Helicobacter</em> et Pathologies gastriques
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D'Costa, K., Chonwerawong, M., Tran, More

D'Costa, K., Chonwerawong, M., Tran, L. S., Ferrero, R. L. Mouse Models Of Helicobacter Infection And Gastric Pathologies. J. Vis. Exp. (140), e56985, doi:10.3791/56985 (2018).

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