إن المسالك الهوائية الموصولة بالمخاط من التليف الكيسي (سف) هي بيئة مثالية لمسببات الأمراض الميكروبية لتزدهر. تصف المخطوطة طريقة جديدة لدراسة ميكروبيوم الرئة سف في بيئة تحاكي حيث تسبب المرض وكيف أن التغيرات في الظروف الكيميائية يمكن أن تدفع الديناميات الميكروبية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
نموذج وينف - غير مكلفة و تراكتابل مصغر من المخاط توصيل القصبات لدراسة الأحياء الدقيقة من التهابات الرئة
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
العديد من أمراض مجرى الهواء المزمن تؤدي إلى انسداد المخاط من الشعب الهوائية. الرئتين من فرد مع التليف الكيسي هي حالة مثالية حيث القصيبات متصلة المخاط خلق الموئل مواتية للاستعمار الميكروبي. العديد من مسببات الأمراض تزدهر في هذه البيئة تتفاعل مع بعضها البعض، والقيادة العديد من الأعراض المرتبطة مرض سف. ومثل أي مجتمع ميكروبي، فإن الظروف الكيميائية لموئلها لها تأثير كبير على هيكل المجتمع ودينامياته. على سبيل المثال، الكائنات الحية الدقيقة المختلفة تزدهر في مستويات مختلفة من الأوكسجين أو غيرها من تركيزات المذاب. هذا صحيح أيضا في الرئة سف، حيث يعتقد أن تركيزات الأكسجين لدفع علم وظائف الأعضاء المجتمع وهيكل. الطرق الموصوفة هنا مصممة لتقليد بيئة الرئة وتنمو مسببات الأمراض بطريقة أكثر مماثلة لتلك التي تسبب المرض. ثم يستخدم التلاعب بالمحيط الكيميائي لهذه الميكروبات لدراسة كيفية كيميستري من التهابات الرئة يحكم البيئة الميكروبية. ويستند هذا الأسلوب، ودعا نظام وينف، على البلغم الاصطناعي وأنابيب الشعرية الضيقة التي تهدف إلى توفير التدرج الأكسجين مماثلة لتلك التي توجد في القصيبات توصيل المخاط. يسمح التعامل مع الظروف الكيميائية، مثل درجة الحموضة لوسائل الإعلام من البلغم أو ضغط المضادات الحيوية، لتصور الاختلافات الميكروبيولوجية في تلك العينات باستخدام مؤشرات ملونة، ومشاهدة لإنتاج الغاز أو بيوفيلم، أو استخراج وتسلسل محتويات الحمض النووي من كل عينة.
المقدمة
وتسمى الطريقة الموصوفة في هذه المخطوطة نظام وينف 1 . الهدف العام من وينف هو توفير الإعداد التجريبية قادرة على محاكاة البيئة من الشعب الهوائية الرئة مليئة المخاط المخاط. هذا سوف يسمح لنظام قابل للدراسة لدراسة مسببات الأمراض الميكروبية من أمراض الرئة مع النمط الظاهري فرط المخاط بما في ذلك التليف الكيسي (سف)، مرض الانسداد الرئوي المزمن (كوبد)، والربو وغيرها. تم تصميم هذا الإجراء خصيصا لدراسة سف، والتي تتميز الطفرات التي تسبب إفرازات الرئة لتصبح سميكة وصعبة واضحة، في نهاية المطاف ملء القصبات وغيرها من الممرات الصغيرة مع المخاط 2 . هذا الانسداد في الرئة تمنع تبادل الغاز لأن الهواء المس....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. إعداد الأسهم للالبلغم الاصطناعي وسائل الإعلام
- إنشاء 5٪ محلول موسين. إضافة 1.0 غرام من المجففة المعدة موسين الخنازير إلى 20 مل من الماء منزوع الأيونات. الأوتوكلاف الحل الناتج.
ملاحظة: سوف تعقيم موسين تدمير هيكلها الأصيل. طرق أخرى لتعقيم موسين في شكله الجاف وتشمل الأشعة فوق البنفسجية التعقيم والتشعيع. هذه الأساليب لم تستخدم على نطاق واسع لنظام وينف ولكن. - إضافة 2.2 غرام من بوكل إلى 50 مل من الماء منزوع الأيونات والسماح للحل. إضافة 5.0 غرام من كلوريد الصوديوم إلى 50 مل من الماء منزوع....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
النمو الميكروبيولوجي في مختلف الظروف الكيميائية التي يسببها داخل عينات تختلف بشكل كبير في بعض الحالات وأكثر بمهارة في مناطق أخرى. وكانت العديد من التغيرات في النشاط المرئية في الطبيعة، ويجري بادية للعيان فور انتهاء فترة الحضانة. في المثال التلاعب درجة الحموضة، وعينات من مختلف الانتماءات درجة الحموضة تختلف كثيرا كما يتضح من العوامل المتعددة التي أصبحت واضحة بعد الحضانة. عندما تم إضافة أي عينات البلغم لوسائل الإعلام، وكان التغيير الوحيد عرضت مختلف أل.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
تحتوي التركيبة الميكروبيولوجية للرئة مع سف على مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكائنات الحية، ولكن الظروف داخل الرئة على الأرجح لها تأثير كبير على أنواع الميكروبات التي يمكن أن تعيش وتزدهر 13 ، 15 . آليات محددة من خلالها تغير هذه الظروف والآثار الدقيقة لديهم على ميكروبيوم الرئة غير واضحة عموما في الوقت الحاضر. في هذه الطريقة التجريبية، نقدم تحليلا للتغيرات الميكروبيولوجية على أساس الظروف الكيميائية التلاعب في القصبات الرئوية محاك.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
شكر وتقدير
ويود المؤلفون أن يعترفوا بجائزة فيرتكس فارماسيوتيكالز وجائزة الابتكار في مجال التليف الكيسي للتمويل R. كوين والمعاهد الوطنية للصحة / نييد لمنحة التمويل 1 U01 AI124316-01، وهو نهج بيولوجيا النظم لمعالجة مسببات الأمراض المقاومة للأدوية المتعددة. ونود أيضا أن نشكر قسم الهندسة الميكانيكية والفضاء في جامعة كاليفورنيا أوسسد في الهندسة المعمارية العليا دورة التصميم لتسهيل التعاون مع الجوانب الهندسية لهذا العمل.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أنابيب شعرية مرمزة بالألوان | فيشر Scientific | 22-260943 | |
| Cha-seal أنبوب ختم مركب | Kimble-Chase | 43510 | |
| Mucin من معدة الخنازير | Sigma | M1778 | |
| Ferritin ، موجبة من طحال الحصان | Sigma | F7879 | |
| السلمون المنوية الحمض النووي ملح الصوديوم (صوتي) | AppliChem Panreac | A2159 | |
| MEM الأحماض الأمينية غير الأساسية | Corning cellgro | 25-025-CI | |
| MEM الأحماض الأمينية | Cellgro | 25-030-CI | |
| مستحلب صفار البيض ، 50٪ | Dalynn Biologicals | VE30-100 | |
| كلوريد البوتاسيوم | فيشر P2157500 | ||
| كلوريد الصوديوم | فيشر S271500 العلمي | ||
| أنابيب مركزية سعة 15 مل مع تخرج مطبوع وأغطية مسطحة | VWR | 89039-666 | |
| 50 مل أنابيب الطرد المركزي مع التخرج المطبوع والأغطية المسطحة | VWR | 89039-656 | |
| 1.5 مل أنابيب الطرد المركزي | الدقيقة Corning | MCT-150-R | |
| 2.0 مل أنابيب الطرد المركزي | الدقيقة Corning | MCT-200-C |
المراجع
- Quinn, R. A., et al. A Winogradsky-based culture system shows an association between microbial fermentation and cystic fibrosis exacerbation. ISME J . 9, 1024-1038 (2015).
- Quinton, P. M. Cystic fibrosis: impaired bicarbonate secreti....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
