هنا، نقدم بروتوكولا لإنشاء نموذج تثبيط المناعة لتعفن الدم في الفأر عبر التلقيح الأنفي لكلبسييلا الرئوية وأكدنا النموذج من خلال مؤشرات متنوعة.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
هنا، نقدم بروتوكولا لإنشاء نموذج تثبيط المناعة لتعفن الدم في الفأر عبر التلقيح الأنفي لكلبسييلا الرئوية وأكدنا النموذج من خلال مؤشرات متنوعة.
تعفن الدم هو فشل في الأعضاء يهدد الحياة ناتج عن استجابة المضيف غير المناسبة للعدوى. الالتهاب الرئوي هو السبب الرئيسي لتعفن الدم. نماذج الحيوانات أدوات مهمة لدراسة سبب مرض الإنتان وتقييم استراتيجيات العلاج الجديدة. كانت النماذج الحيوانية السابقة للإستان تفتقر إلى مسارات العدوى الطبيعية، مما جعل من الصعب عكس عملية العدوى السريرية بدقة.
قدمت هذه الدراسة نموذج تثبيط المناعة لتعفن الدم للفأر تم تأسيسه عن طريق الغرس الأنفي لمرض كليبسييلا الرئة (KP) لمحاكاة مسار العدوى التنفسية الطبيعي. بعد النمذجة بتركيزات مختلفة من KP، تم تقييم التهاب النموذج عند 12 ساعة لمستويات الإنترلوكين-6 (IL-6) في السيتوكين، وتقييم تلف الأعضاء عند 24 ساعة لمستويات إنزيم ألينين أمينوترانسفيراز (ALT)، وإنزيم الأسبارتات أمينوترانسفيراز (AST)، وكرياتين كيناز (CK)، ونيتروجين اليوريا في الدم (BUN). تم تحليل معدل بقاء النموذج بعد 7 أيام. تمت ملاحظة نسبة الخلايا اللمفاوية وخلايا الدم البيضاء، ونسبة تعبير معقد التوافق النسيجي الرئيسي من الفئة الثانية (MHC-II) في الخلايا الأحادية، ومتوسط شدة التألق (MFI) لIL-10 وTGF-β1 في خلايا CD4+ التائية لتقييم كبت المناعة لدى الفئران. بعد 7 أيام من النمذجة، تم إجراء عدوى ثانوية عن طريق الزرع الأنفي لمرض كاذبة الهواء (PA). تم تقييم الحمل البكتيري في سائل غسل الشعب الهوائية (BALF) بعد 24 ساعة من العدوى الثانوية ومعدل الوفيات خلال 14 يوما لتقييم تثبيط المناعة في النموذج بشكل أعمق.
يمكن أن يؤدي الغرس الأنفي لكلبسيلا الرئوي عالي التركيز إلى تثبيط المناعة بشكل فعال. الغرض منه هو محاكاة تعفن الدم الناتج عن مسار عدوى تنفسية طبيعية وتوفير نموذج معياري لأبحاث الإنتان في الحيوانات.
تعفن الدم هو فشل عضو مهدد للحياة ناتج عن استجابة المضيف غير المناسبة للعدوى 1,2,3. يعد من الأسباب الرئيسية للوفاة في وحدات العناية المركزة. على مستوى العالم، هناك 48.9 مليون حالة تعفن الدم سنويا، مع 11 مليون حالة وفاة مرتبطة4. على الرغم من التقدم الأخير في العلاج المضاد للعدوى وتقنيات دعم الأعضاء، لا يزال سبب مرض الإنتان غير مفهوم بشكل كامل، كما أن خيارات العلاج المحددة مفقودة. وبالتالي، أصبح الإنتان محورا وتحديا رئيسيا في البحث الطبي السريري4.
تلعب نماذج الحيوانات دورا لا يمكن استبداله في البحث الطبي الأساسي والترجمي، حيث تعد أدوات أساسية للتحقيق في مسببات مرض الإنتان وتقييم استراتيجيات علاجية جديدة. من خلال محاكاة العمليات الفسيولوجية المرضية لتعفن الدم البشري، لا تسهل هذه النماذج فقط استكشاف آليات رئيسية مثل اضطرابات المناعة وضعف الأعضاء، بل توفر أيضا منصة تجريبية لفحص الأدوية وتطوير استراتيجيات التدخل. من بين نماذج الحيوانات المختلفة، تعد الفئران الأكثر استخداما في أبحاث الإنتان بسبب خلفيتها الجينية المحددة جيدا، والبحث المكثف على جهازها المناعي، وسهولة التلاعب بها.
حاليا، تتوفر عدة نماذج حيوانية لتعفن الدم تعتمد على نماذج مختلفة، بما في ذلك نماذج السموم الداخلية، نماذج التسريب البكتيري، نماذج الربط والثقب الدماغي (CLP)، ونماذج التهاب الصفاق الدعائي للقولون (CASP)5. ومع ذلك، تفتقر هذه النماذج إلى مسارات العدوى الطبيعية، مما يجعل من الصعب عكس عملية العدوى السريرية بشكل حقيقي. أفادت الدراسات أن الالتهاب الرئوي هو السبب الرئيسي لتعفن الدمفي الولايات المتحدة. لذلك، فإن إنشاء نموذج تعفن الدم للفأر يحاكي مسارات العدوى الطبيعية، ويظهر خصائص مثبطة للمناعة، وسهل التشغيل مع قابلية تكرار عالية، يعد ذا أهمية كبيرة للبحث المتعمق في آليات المناعة لتعفن الدم ولتقييم استراتيجيات التدخل المحتملة.
تمثل كلبسييلا الالتهاب الرئوي (KP) نسبة تتراوح بين 3٪ إلى 8٪ من جميع العدوى البكتيرية المكتسبة في المستشفيات 7,8,9. يمكن لهذه البكتيريا دخول الجسم عبر بوابات مختلفة، بما في ذلك الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي والمسالك البولية، بالإضافة إلى الجلد، والعدوى الناتجة عن التهاب البكتيريا لها توقعات ضعيفة، خاصةلدى المرضى ذوي المناعة الضعيفة. نظرا لأن الالتهاب الرئوي هو السبب الرئيسي للتسمم وKP هو ممرض تنفسي شائع مرتبط بنتائج سيئة، فإن KP مرشح مثالي لوضع نموذج تعفن الدم ذو صلة سريرية.
على الرغم من أن مجموعة متنوعة من نماذج الحيوانات لعدوى KP، بما في ذلك الطريقة الأنفية، قد تم تأسيسها سابقا11، إلا أن بعض الدراسات ركزت على تحسين النموذج لتحفيز تثبيط المناعة المرتبط بالإنتان أو تحديد التركيز الأمثل ل KP لتأسيس النموذج. تحد هذه الفجوة من فائدة نماذج KP الحالية لدراسة خلل المناعة الناتج عن الإنتان.
لتلبية هذه الحاجة، أنشأنا نموذج تثبيط المناعة الناتج عن الإنتان في الفئران عبر الحقن الأنفي ل KP. مقارنة بالنماذج الحالية، يحاكي هذا النموذج المسارات الطبيعية للعدوى التنفسية. تم التحقق من صحة النموذج لتوفير طريقة للبحث اللاحق.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات التجريبية الموضحة في هذا المقال من قبل لجنة رعاية الحيوانات والأخلاقيات المختبرية في الجامعة الطبية العسكرية الثالثة (SCXK(PLA)20120031).
1. الحيوانات التجريبية
2. تحضير البكتيريا
3. عدوى الغرس عبر الأنف (الشكل 1)
4. تقييم النموذج
ملاحظة: تم تأسيس أربع مجموعات من نماذج الفئران عبر طريقة التلقيح داخل الأنف المذكورة أعلاه، وهي مجموعة التحكم (المجموعة أ، مزروعة ب PBS)، مجموعة تركيز 1 ×10 4 كيلو بي (المجموعة ب)، مجموعة تركيز 1 ×10 6 كيلو بير (المجموعة ج)، ومجموعة تركيز 1 × 108 كيلومتر (المجموعة د). تم تقييم النموذج باستخدام الطرق التالية:
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
بعد 12 ساعة من التلقيح عبر الأنف، ارتفع مستوى IL-6 في المصل في مجموعة 1 ×10 8 KP بشكل ملحوظ (p < 0.0001، n = 5) (الشكل 2A). بعد 24 ساعة من التلقيح الأنفي، كانت مستويات ALT (p < 0.01، n = 5) (الشكل 2B)، AST (p < 0.01، n = 5) (الشكل 2C)، CK (p < 0.01، n = 5) (الشكل 2D)، وBUN (p < 0.001، n = 5) (الشكل 2E) في مجموعة 1 × 108
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تعفن الدم هو متلازمة سريرية معقدة، والحالة المثبطة للمناعة المميزة في مراحله المتأخرة هي عامل رئيسي يؤدي إلى وفاة المريض12,13. لذلك، فإن النماذج ما قبل السريرية التي تحاكي بدقة الفيزيولوجيا المرضية لتثبيط المناعة الناتج عن الإنتان ضرورية لاستكشاف آلياته بشكل معمق وتطوير علاجات جديدة. في هذه الدراسة، نجحنا في تأسيس والتحقق من نموذج تعفن الدم للفأر الناتج عن حقن KP عن طريق الأنف، مع ميزة جوهرية تتمثل في تكرار الحالة المثبطة للمناعة...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب مصالح.
وقد حظي هذا العمل بدعم من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (82222038 و 81970259)، ومواهب الشباب المتميزة في تكنولوجيا الدفاع الوطني الحيوية (2023-JCJQ-ZQ-001 و01-SWKJYCJJ06)، وصندوق تشونغتشينغ للعلوم للعلماء الشباب المتميزين (CSTB2022NSCQ-JQX0017).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Biochemical incubator | YSEI | SHH-150L | Bacterial incubation |
| C57BL/6J mice | Vital River Laboratories | 8-10 weeks, male | |
| CD116b | BioLegend | 101257 | Flow Antibodies (Anti-Mouse) |
| CD25 | BD bioscience | 740447 | Flow Antibodies (Anti-Mouse) |
| CD3 | BioLegend | 100203 | Flow Antibodies (Anti-Mouse) |
| CD4 | BioLegend | 100544 | Flow Antibodies (Anti-Mouse) |
| CD45 | BioLegend | 103116 | Flow Antibodies (Anti-Mouse) |
| CD8 | BioLegend | 100752 | Flow Antibodies (Anti-Mouse) |
| Cell stain buffer | BioLegend | 420201 | |
| Constant temperature shaker | Honour | HNY-100B | Bacterial cultivation |
| Flow cytometer | Beckman Coulter | CytoFLEX | Flow cytometry analysis |
| High-speed centrifuge | Beckman Coulter | AIIEGRA | |
| IDEXX catalyst one | IDEXX | Catalyst One | Biochemical analysis |
| IL-10 | BioLegend | 505026 | Flow Antibodies (Anti-Mouse) |
| Insulin cyringe | WEGO | 1mL | Blood collection |
| Klebsiella pneumoniae ATCC 43816 | biobw.org | bio-81659 | |
| LB Broth (powder) | Solarbio | L1010 | LB liquid culture medium |
| LB Broth (powder) | Solarbio | L1015 | LB agar plate |
| LY6C | BioLegend | 128010 | Flow Antibodies (Anti-Mouse) |
| Ly6G | BioLegend | 127606 | Flow Antibodies (Anti-Mouse) |
| MHC-II | BioLegend | 107622 | Flow Antibodies (Anti-Mouse) |
| Micropipette | Eppendorf | P100 | |
| Red blood cell lysis buffer | Solarbio | R1010 | |
| Spectrophotometer | Eppendorf | Eppendorf6131 | Optical density measurement |
| Statistical software | GraphPad Software | Graphpad Prism10.0 | |
| Sterile and enzyme-free pipette tips | Biosharp | 200μL | |
| TF diluent buffer | BD Pharmingen | 51-90008101 | |
| TF fix/perm buffer | BD Pharmingen | 51-90008100 | |
| TF perm/wash buffer | BD Pharmingen | 51-90008102 | |
| TGF-β1 | BioLegend | 141406 | Flow Antibodies (Anti-Mouse) |
| Varioskan LUX multimodemicroplate reader | Thermo Scientific | Varioskan LUX |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن