RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Ron Balczon1,4, Michael Francis2,4, Silas Leavesley3,4, Troy Stevens2,4
1Department of Biochemistry and Molecular Biology,University of South Alabama, 2Department of Physiology and Cell Biology,University of South Alabama, 3Department of Chemical and Biomolecular Engineering,University of South Alabama, 4Center for Lung Biology,University of South Alabama
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
وترد أساليب بسيطة لما أبدته من إنتاج أميلويدس السامة للخلايا بعد إصابة بطانة الرئوية الزائفة الزّنجاريّة.
المرضى الذين ينجون من الالتهاب الرئوي يكون ارتفاع معدلات الوفاة في الأشهر التي أعقبت التخريج من المستشفى. قد تم الافتراض بأن العدوى للأنسجة الرئوية أثناء الالتهاب الرئوي يؤدي إلى إنتاج cytotoxins المعمرة التي يمكن أن تؤدي إلى فشل اللاحقة نهاية الجهاز. وقد وضعنا في المختبر فحوصات لاختبار الفرضية القائلة بأن تنتج cytotoxins أثناء الإصابة الرئوية. تستخدم الخلايا غشائي الرئة الفئران المعزولة وبكتيريا الزائفة الزّنجاريّة كنظم نموذجية، وإنتاج سيتوكسينس بعد الإصابة بالخلايا البطانية من البكتيريا هو أثبت استخدام زراعة الخلايا التي تليها كوانتيتيشن المباشر باستخدام فحوصات نازعة لاكتات وطريقة مجهرية جديدة استخدام تكنولوجيا إيماجيج. كان تبين طبيعة هذه cytotoxins اميلويد فحوصات ملزمة تي ثيوفلافين وإيمونوبلوتينج وإيمونوديبليشن باستخدام الأجسام المضادة اميلويد A11. أظهرت تحليلات أخرى باستخدام إيمونوبلوتينج أن تاو oligomeric و Aβ أنتجت وصدر عن خلايا بطانية بعد الإصابة من P. الزّنجاريّة. يجب أن تكون هذه الطرق القابلة للتكييف وفقا لتحليلات للعينات السريرية البشرية.
المرضى الذين ينجون من الالتهاب الرئوي يكون ارتفاع معدلات الوفاة في الأشهر التي تلت المستشفى تصريف1،2،،من34،،من56. وفي معظم الحالات، تحدث الوفاة بنوع من الفشل نهاية الجهاز بما في ذلك الكلي، الرئة، القلب، أو أحداث الكبد، فضلا عن السكتة الدماغية5،6. والسبب في ارتفاع معدل الوفيات في هذا المريض السكان أنشأ ابدأ.
ويصنف الالتهاب الرئوي أما يجري اكتسب المجتمع أو المكتسبة في المستشفى (المستشفيات)، والعوامل التي يمكن أن تسبب الالتهاب الرئوي وتشمل البكتيريا والفيروسات والفطريات والمواد الكيميائية. واحد من الأسباب الرئيسية لالتهاب رئوي المستشفوي هو بكتيريا الزائفة الزّنجاريّة. P. الزّنجاريّة هو كائن الغرام الذي يستخدم نظام إفراز نوع الثالث لنقل مختلف الجزيئات المستجيب، يسمى اكسونزيميس، مباشرة إلى السيتوبلازم للخلايا الهدف7،8. خلال عدوى خلايا غشائي الرئة، اكسونزيميس استهداف مختلف البروتينات داخل الخلايا، بما في ذلك شكل من أشكال بطانية من البروتينات المرتبطة microtubule تاو9،10،11،12 ، مما أدى إلى انهيار حاجز غشائي الناتجة في ذمة رئوية حادة، انخفضت وظائف الرئتين، وفي كثير من الأحيان، الموت.
وكما ذكر سابقا، المرضى الذين ينجون من الالتهاب الرئوي الأولى يكون ارتفاع معدلات الوفاة في الأشهر ال 12 الأولى بعد التخريج من المستشفى. إليه ممكنة لتفسير هذه الظاهرة هو أن يتم إنشاء نوع من السمية طويلة الأمد خلال العدوى الأولية التي تؤدي إلى سوء نتائج طويلة الأجل. ملاحظتان تدعم هذه الإمكانية. تفشل خلايا غشائي الرئة أولاً، مثقف التي تعامل في البداية مع P. الزّنجاريّة تنتشر لتصل إلى أسبوع بعد قتل البكتيريا بالمضادات الحيوية من13. ثبت البريونات ثانيا، المعمرة والوكلاء مع الخصائص بريون في مختلف الأمراض البشرية والحيوانية، لا سيما الأمراض المرتبطة بال14،العصبي15.
وقد وصف أساليب لدراسة إمكانية إنتاج العوامل السامة للخلايا المعمرة خلال العدوى الرئوية ابدأ. ويرد هنا سلسلة من فحوصات بسيطة في المختبر التي يمكن استخدامها للتحقيق في إنتاج سيتوتوكسين والنشاط بعد الإصابة باستخدام مشتركة الالتهاب رئوي تسبب عامل, P. الزّنجاريّة. ينبغي أن تكون هذه الاختبارات القابلة للتكييف وفقا للتحقيق التعريفي سيتوتوكسين ممكن بعد الإصابة باستخدام العوامل الأخرى التي تسبب الالتهاب الرئوي، وسوبيرناتانتس التي يتم إنشاؤها أيضا ينبغي أن تكون مفيدة للتحقيق في آثار سيتوتوكسينس في الجامعة الأجهزة أو الحيوانات. أخيرا، سوف تكون الاختبارات التي ترد هنا على الأرجح قابلة للتكيف لاختبار السوائل البيولوجية الحيوانية والبشرية لإنتاج cytotoxins أثناء الالتهاب الرئوي.
واستعرضت جميع الإجراءات الحيوان ووافق المؤسسية ولجنة العناية بالحيوان من جامعة ألاباما جنوب وأجريت وفقا لجميع اللوائح الاتحادية والولائية والمحلية. تم الحصول على الثقافات الأولية من الفئران خلايا بطانية ميكروفاسكولار الرئوية (بمفيكس) من "مرفق خلية الثقافة الأساسية" في مركز جامعة ألاباما جنوب "البيولوجيا الرئة". وتم إعداد الخلايا استخدام الإجراءات الموصوفة سابقا16.
1-جيل سوبيرناتانتس السامة للخلايا
ملاحظة: هنا، يمكننا استخدام اثنين من سلالات مختلفة من P. الزّنجاريّة: PA103، الذي يحتوي على نوع سليمة الثالث إفراز نظام قادر على نقل اكسونزيميس أكسو، وعزة إلى الخلايا المستهدفة خلال العدوى، و ∆PcrV، الذي يفتقر إلى نوع نظام إفراز الثالث وهو غير قادر على نقل اكسونزيميس إلى خلايا الهدف بعد التطعيم.
2-تحليل سوبيرناتانتس السامة للخلايا
وقد وضعت مقايسة بسيطة في المختبر الاعتداء على وجود سيتوتوكسينس في supernatants الخلايا المصابة ببكتيريا P. الزّنجاريّة. أساسا، تجمع الثقافة المتوسطة من الخلايا المصابة ح 4 بعد إضافة البكتيرية، تتم إزالة البكتيريا بالتعقيم تصفية الثقافة طافية، وثم يتم إضافة المادة طافية العقيمة لعدد جديد من الخلايا. ثم يلاحظ الخلايا ح 21-24 بعد إضافة المادة طافية وقتل الخلية هو كمياً.
من P. الزّنجاريّة ، بالإضافة إلى طبقات متموجة من بمفيكس الحث على تكوين الفجوات بين الخلايا. و في فيفو، تشكيل فجوة يؤدي إلى وذمة الرئة وانخفاض وظائف الرئة. في وصف المقايسة، يستخدم تكوين الفجوة كما هو مشار إليه الوقت النقطة للفحص لإطلاق سيتوتوكسين في supernatants ثقافة الخلية ومدة تكفي للحضانة مع PA103 بوجود الثغرات التي تبدأ بشكل أحادي الطبقة خلية كما هو موضح في الشكل 1. حمل البكتيريا ΔPcrV لا فجوات الخلية في ظل هذه الظروف الحضانة. وبمجرد اكتشاف الثغرات، المادة طافية من جمعها وتعقيمها والتصفية وثم تضاف إلى السذاجة بمفيكس لتقييم نشاط السامة للخلايا. بمفيكس في سوبيرناتانتس كل منها على ثم يتم وضعها في حاضنة ح 21-24، ثم لاحظ وتصويرها. كما هو مبين في الشكل 2، الواردة المادة طافية المجمعة من بمفيكس التي قد أصيبوا بالعدوى بسلالة P. الزّنجاريّة PA103 سيتوتوكسينس التي تحدثها موت الخلايا المستزرعة ح 21 بعد إضافة المادة طافية. على النقيض من ذلك، لم يلاحظ أي موت الخلية في مراقبة الخلايا تعامل مع أما المتوسطة حبس أو مع المادة طافية جمعت من سلالة ΔPcrV من Pseudomonas. تحليل Immunoblot أثبت أن جزيئات اميلويد، بما في ذلك أوليجوميريك تاو و Aβ، يتم إنشاؤها أثناء الإصابة بسلالة PA103، بينما لا أميلويدس يتم إنشاؤها بواسطة سلالة ΔPcrV عقب تطعيم بمفيكس (الشكل 2). أكدت إيمونوديبليشن أميلويدس من المادة طافية قبل إضافة إلى الخلايا المستزرعة12دور أميلويدس بوصفها سيتوتوكسينس في هذا التحليل. على الرغم من أن لا يظهر هنا، إيمونوديبليشن من المادة السامة للخلايا طافية استخدام A11 اميلويد المضادة الأجسام المضادة وجسم أوليجومير تاو المضادة T22 تماما يستنزف نشاط السامة للخلايا من سوبيرناتانتس المنتجة في أعقاب الإصابة PA103 (بالكزون et al. عام 2017 12 وبالكزون et al.، في إعداد).
وقد وضعت طريقة مبتكرة وغير مكلفة وبسيطة للتحديد الكمي لقتل الخلية. لهذا التحليل، تم تكييف للسماح للقياس المباشر للمناطق في حقل مجهرية التي تفتقر إلى الخلايا (يدل على قتل الخلية) البرمجيات إيماجيج. تم التحقق من موثوقية هذا الأسلوب من المقارنة المباشرة بطريقة راسخة لقياس الخلية قتل، والإفراج عن رابطة حقوق الإنسان من الخلايا. كما هو موضح في الشكل 3، يمكن استخدام البرمجيات إيماجيج لتحويل مناطق حقل المجهرية التي تحتوي على خلايا للأبيض والمناطق التي تفتقر إلى الخلايا إلى الأسود. بعد ذلك، يمكن استخدام نسبة بسيطة من المساحات البيضاء إلى اللون الأسود لقياس قتل الخلية. عندما بدءاً أحادي الطبقة المتلاقية للخلايا، جميع المناطق في الحقل المجهري هم من البيض. ومع ذلك، قبل 18 ساعة بعد إضافة سوبيرناتانتس التي تحتوي على سيتوتوكسينس، يمكن اكتشاف الثغرات في أحادي الطبقة. مقدار المساحة للطبق ثقافة خالية من الخلايا ثم زادت بطريقة خطية حتى بعد إضافة المادة السامة للخلايا طافية ح 36. عند قياس الإفراج عن رابطة حقوق الإنسان، وقد تحققت نتائج متطابقة، مع رابطة حقوق الإنسان الإفراج يتم اكتشافه لأول مرة في ح 18 بعد إضافة المادة السامة للخلايا طافية. ثم زادت الإفراج عن رابطة حقوق الإنسان بطريقة خطية حتى تم قياس قتل الخلية القصوى في 36 ساعة بعد إضافة المادة طافية. وتم قياس القليل من موت الخلية في الخلايا تعامل مع المادة طافية جمعت من ΔPcrV تلقيح الخلايا (الشكل 3)، أو في الثقافات التي تعامل مع حبس ح 36.
يمكن قياس مقدار اميلويد أطلق سراحهم من الخلايا تعامل مع البكتيريا بقياس الأسفار تي إتش تي. الأسباب ملزمة أميلويدس تي إتش تي تحولاً كونفورماشونال في الجزيء وزيادة كثافة الأسفار. لهذا التحليل، يضاف إلى ومبومو ثيوفلافين ر والأسفار الأساس يقاس. ثم تم إيقاف تسجيل الأسفار بينما يتم إضافة قاسمة صغيرة من العينة. ومبومو ثم يتم إرجاعها إلى فلوريميتير والتغيير يتم تسجيل الانبعاثات الأسفار. كما هو موضح في الشكل 4، جمعت المادة طافية من الخلايا التي تم المحتضنة مع سلالة PA103 من اميلويد P. الزّنجاريّة الواردة كما يتضح من الزيادة في الانبعاثات الأسفار. على النقيض من ذلك، تفتقر المادة طافية من تلقيح مع سلالة ΔPcrV بمفيكس أميلويدس، كما يتبين من عدم وجود زيادة الأسفار.

الشكل 1. آثار إينولكوليشن P. الزّنجاريّة على مورفولوجيا بمفيك. أحادي الطبقة المتلاقية من بمفيكس قبل (أ) وبعد الإضافة (ب) من سلالة PA103 من P. الزّنجاريّةأربع ساعات. ثغرات يمكن أن يمكن رؤيتها بوضوح في المونولاير الخلية في الخلايا المصابة. شريط المقياس = 100 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

رقم 2. تحليل سوبيرناتانتس السامة للخلايا- الجزء [I]. صور الممثل للتحكم والخلايا المعالجة. تم علاج بمفيكس ح 21 مع المادة طافية التي تم الحصول عليها من خلايا تلقيح مع أما PA103 البكتيريا (ب) أو سلالة ΔPcrV (ج). كما كانت المحتضنة خلايا المراقبة ح 21 مع حبس المخزن المؤقت (A). شريط المقياس = 100 ميكرومتر. جزء [II]. إيمونوبلوتس الممثل من supernatants جمعها من ΔPcrV (A) أو PA103 (ب) إصابة بمفيكس. وقد سبر البقع مع الأجسام المضادة ضد اميلويد (A11) أو تاو oligomeric (T22). Mr في كاتشين. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 3. كوانتيتيشن لقتل الخلية. (أ) حقول مجهر الممثل من نقاط زمنية مختلفة (في ح بعد إضافة طافية) في المناطق التي للحقل الذي يحتوي على تفتقر خلايا تم تحويل وأما أبيض أو أسود، على التوالي، استخدام البرمجيات إيماجيج. نفس المرحلة تباين الصورة قبل التحويل يرد أيضا. بار = 100 ميكرومتر- (ب) مقارنة كوانتيتيشن خلية القتل باستخدام القياسية رابطة حقوق الإنسان الإفراج عن الفحص والتحليل إيماجيج. N = 4، * *ف < 0.05، * * *ف < 0.01. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 4. البيانات المقايسة fluorescence الممثل تي إتش تي- كانت متحمس الترعة الفارغة التي تحتوي على تي إتش تي في 425 نانومتر والانبعاثات ثم تم قياس fluorescence في 482 شمال البحر الأبيض المتوسط. جمعت fluorescence الخلفية عن 20 ثانية، ومن ثم المادة طافية من أما PA103-أو ΔPcrV-تلقيح بمفيكس أضيفت إلى الترعة. ثم سجلت الانبعاثات الأسفار لمدة 40 ثانية.
لا شيء للتقرير.
وترد أساليب بسيطة لما أبدته من إنتاج أميلويدس السامة للخلايا بعد إصابة بطانة الرئوية الزائفة الزّنجاريّة.
كان تمويل هذه البحوث في أجزاء من منح المعاهد الوطنية للصحة HL66299 للملخص والممولة من الميزانية العادية و SL، HL60024 للملخص، و HL136869 بوسط.
| الأرنب المضاد بيتا الأميلويد | Thermo | 71-5800 | |
| A11 الأجسام المضادة للأميلويد قليل | الإجهاد Marq | SPC-506D | |
| T22 الأجسام المضادة لقلة تاو | EMD Millipore | ABN454 | |
| ثيوفلافين تي | سيجما ألدريتش | T3516 | |
| HBSS | جيبكو | 14025-092 | |
| PBS | Gibco | 10010-023 | |
| مرشحات حقنة 0.22 ميكرون | Millipore | SLGP033RS | |
| DMEM | Gibco | 11965-092 | |
| HRP الماعز المضاد للأرانب IgG | Abcam | ab6721-1 | |
| سلالات PA103 و & دلتا ؛ PcrV | هذه السلالات من P. aeruginosa تم الحصول عليها من الدكتور دارا فرانك ، كلية الطب بجامعة ويسكونسن ، ميلووكي ، WI | ||
| FITC Griffonia lectin | Sigma Aldrich | L9381 | |
| TRITC Helix pomatia lectin | Sigma Aldrich | L1261 | |
| Agar | Fisher | BP1423-500 | |
| 0.22 ميكرون نيتروسليلوز | BioRad | 162-0112 | |
| نوع 2 كولاجيناز | ورثينجتون | LS004176 | |
| مصل الأبقار الجنيني | هيكلون | SH30898.03IH | |
| PenStrep | Gibco | 15070063 | |
| كاربينيسيلين ملح ثنائي الصوديوم | سيجما | C1389 | |
| مكثفات الطرد المجهري - 10,000 ميجاوات قطع | Millipore | UFC801008 | |
| فوسفات البوتاسيوم ثنائي القاعدة | Sigma   ؛ | 795496-500G | |
| فوسفات المغنيسيوم سباعي الهيدرات | MP الطب الحيوي | MP021914221 | |
| حامض الستريك | G Biosciences | 50-103-5801 | |
| فوسفات الصوديوم ثنائي القاعدة سباعي الهيدرات | Sigma | S9506-500G | |
| الكونتيسة عداد الخلايا الآلي | Invitrogen | C10277 |