أجريت جميع التجارب على الحيوانات وفقا للإرشادات الأخلاقية التي وضعتها لجنة أخلاقيات أبحاث الحيوان في أول مستشفى تابع لجامعة شينجيانغ الطبية (رقم الموافقة: IACUC-20231121-13) ووفقا لدليل المعاهد الوطنية للصحة (NIH) لرعاية واستخدام الحيوانات المخبرية (طبعة 2011). علاوة على ذلك، أجريت هذه الدراسة وفقا لإرشادات ARRIVE. جميع الإمدادات (الكواشف، المواد الاستهلاكية، المعدات، والبرمجيات) ومعلومات الشركة المصنعة وأرقام الكتالوج المقابلة لها مقدمة في جدول المواد لتسهيل قابلية التكرار.
1. الزراعة البكتيرية
تم التعامل مع السلالات المرجعية من Porphyromonas gingivalis وFusobacterium nucleatum (معرفات الإجهاد المقدمة في جدول المواد) تحت ظروف لا هوائية. تم إنشاء الزراعة الأولية على صفائح الأجار الدموية كولومبيا المختزلة مسبقا وحضنتها لاهوائية (85٪ N₂، 10٪ H₂، و5٪ CO₂) عند 37 °م لمدة 48 ساعة. في التحضيرات التجريبية، تم تلقيح مستعمرة واحدة معزولة جيدا في مرق تسريب القلب للدماغ بحجم 40 مل وحضنتها تحت ظروف لاهوائية متطابقة حتى نمو المرحلة اللوغاريتمية المتوسطة (OD660 = 0.6–0.8). لتقليل التعرض للأكسجين، تم إجراء خطوات التطعيم والنقل داخل محطة عمل لاهوائية باستخدام وسائط وأدوات مخفضة مسبقا. تم توحيد تركيزات البكتيريا إلى 1 ×10 8 CFU/mL للتعرض للحيوانات باستخدام القياس القائم على OD660 مع منحنى قياسي OD–CFU خاص بالسلالة تم توليدها تحت نفس ظروف الزراعة؛ تم تحديد منحنى المعايرة من خلال التخفيف التسلسلي والعد المستعمري على ألواح أجار اللاهوائية مع ثلاث معايرة مستقلة على الأقل. في دراسات عدوى التروفوبلاست، تم قياس المعلقات البكتيرية باستخدام طريقة عد موثقة وتخفيفها في وسط زراعة كاملة خال من المضادات الحيوية لتحقيق تعدد العدوى المحدد (MOI) مباشرة قبل الزراعة المشتركة.
2. إسكان الحيوانات وتجميعها
تم إيواء فئران C57BL/6J الخالية من مسببات الأمراض المحددة (عدد = 90؛ 60 أنثى، 30 ذكر) التي تتراوح أعمارها بين 6 و7 أسابيع تحت ظروف محكمة (22 درجة مئوية ± 2 درجة مئوية، 60٪ ± رطوبة 10٪، دورة إضاءة لمدة 12 ساعة) مع إمكانية الوصول إلى الطعام والماء بشكل مرضي . بعد أسبوع من التكيف، تم توزيع الفئران عشوائيا إلى ست مجموعات تجريبية (n = 15/مجموعة): ضابط طبيعي (NC)، CAP مع P. gingivalis (AP)، CAP مع F . nucleatum (أينين)، حقن وريد الذيل المحلول الملحي الطبيعي (VN)، حقن وريد الذيل P. gingivalis (VP)، وحقن وريد الذيل في F. nucleatum (VF). تم تسجيل العشوائية وتخصيص الأقفاص لتقليل تحيز التخصيص وتأثيرات الأقفاص المحتملة.
3. تأسيس نموذج CAP
تم إجراء جميع الإجراءات الجراحية تحت ظروف معقمة. تم تحفيز التخدير عن طريق إعطاء الصوديوم بنتوباربيتال (1.62 ملغ/30 جرام وزن الجسم) داخل الصفاق مع كبريتات الأتروبين (12.5 ميكروغرام/30 جرام وزن الجسم)، وتم تأكيد عمق التخدير الكافي من خلال غياب رد فعل انسحاب الدواسات. وضعت الفئران على ظهر على وسادة تدفئة للحفاظ على درجة حرارة الجسم، وفتح الفم بلطف لتمكين رؤية مستقرة للأضراس الأولى في الفك العلوي الجانبي. تحت التكبير، تم فتح حجرات اللب في الأضراس الأولى في الفك العلوي الثنائي باستخدام فتحة دائرية معقمة، تلاها إزالة نسيج اللب الإكليلي باستخدام أجهزة دقيقة معقمة. تم تحديد فتحات قناة الجذر باستخدام مبرد جذور صغير (بحجم 06–10)، وتم التفاوض على القنوات بلطف لتحقيق التعقيم مع تجنب القوة الزائدة لتقليل خطر الثقب. تم غسل الحجرة بمحلول ملحي معقم (أو PBS معقم) وتجفيفها بنقاط ورق معقم قبل التطعيم.
تم إجراء التطعيم البكتيري باستخدام تعليق موحد عند 1 × 108 CFU/mL. لجعل الجرعة قابلة لتكرار الجرعات، كان الحجم المسلم ثابتا تشغيليا عند 2 ميكرولتر لكل سن (حوالي 2 ×10 5 وحدة CFU لكل سن)، ويتم تسليمه باستخدام طرف ميكروبايبت معاير موضوع عند مدخل الحجرة. ثم يتم وضع نقطة ورق ماصة معقمة منقوعة مسبقا بنفس التعليق في غرفة اللب للحفاظ على التعرض الموضعي. تم تأكيد نجاح التوصيل من خلال ترطيب نقطة الورق بشكل واضح وعدم وجود تسرب إلى تجويف الفم. بعد التطعيم، تم تجفيف الغرفة بالهواء حتى لا يبقى سائل مرئي، ثم أغلقت بمادة لاصقة أسنانية متصببة بالضوء (20 ثانية)، ثم الترميم باستخدام راتنج مركب قابل للتدفق بالمعالجة الخفيفة (20 ثانية). تم تأكيد سلامة الختم من خلال الفحص البصري والفحص اللطيف؛ أما الترميمات التي أظهرت فجوات أو فقدان مبكر فقد تم إغلاقها فورا. تم توفير مسكنات الألم والمراقبة بعد الإجراء وفقا لإرشادات رعاية الحيوانات المؤسسية.
بعد أسبوعين، تم الحصول على صور إشعاعية حول الحافة لتأكيد تأسيس CAP. تم تحديد التأسيس الناجح بوضوح شديد في الشفافية حول الحافة مع تغيرات حول العظام تتوافق مع الالتهاب المحيط بالعظام المزمن وتدمير العظام. بدأ التزاوج بعد أسبوعين من العدوى/تأسيس النماذج.
4. تأسيس نموذج حقن وريد الذيل
تم تحضير المعلقات البكتيرية بتركيز 1 × 108 CFU/mL في محلول ملحي معقم. تم تقييد الفئران، وتم تدفئة الذيل لمدة دقيقة إلى دقيقتين لتوسيع الأوردة الجانبية للذيل. تم إجراء الحقن باستخدام إبرة دقيقة (عادة 29–30 G) مدخلة بزاوية مائلة للأعلى في الوريد الجانبي للذيل بزاوية ضحلة (حوالي 10–15°). تم تأكيد الوضع الصحيح عن طريق الوريد من خلال ومضة دم في المحور وحقن سلس مع مقاومة منخفضة؛ أظهر عدم نجاح الحقن زيادة المقاومة و/أو تكوين فم تحت الجلد، وفي هذه الحالة تم إيقاف التسريب وتكراره في موقع أقرب بعد إعادة تسخين قصيرة. تلقت الفئران حقنا يوميا لمدة ثلاثة أيام متتالية (100 ميكرولتر لكل فأر في كل مرة). بعد ثلاثة أيام، تم إسكان الإناث مع الذكور، وتم فحص السدادات المهبلية في صباح اليوم التالي. بعد تأكيد وجود سدادات مهبلية (GD 0.5)، تم إعطاء الحقن كل ثلاثة أيام (100 ميكرولتر لكل فأر في كل مرة) حتى اليوم الخامس عشر من فترة الحمل.
5. تأسيس نموذج الفئران الحامل
تم إسكان الإناث والذكور معا بنسبة 2:1 (إناث إلى ذكر) طوال الليل بدءا من الساعة 20:00 يوميا. تم تصنيف وجود سدادة مهبلية أو مسحة مهبلية إيجابية للحيوانات المنوية في الساعة 08:00 صباح اليوم التالي كيوم حمل (GD) 0.5. لكل فأر، تم تسجيل وزن الجسم الأولي، ووزن ما قبل الولادة، ووزن ما بعد الولادة، وطول الحمل، ووزن الولادة الوليدية، وحجم الولادة، وعدد حالات الولادة الميتة. استنادا إلى دراسات سابقة29,30، تم تعريف الولادة قبل الحمل 18.5 عمليا بأنها ولادة مبكرة في الفئران. نظرا لأن قصر الحمل قد يحدث ضمن نطاق المدة، فقد تم تفسير نتائج الحمل مع مراعاة التمييز بين الولادة المبكرة الحقيقية وأنماط قصر الحمل.
6. جمع العينات ومعالجتها
في اليوم الخامس عشر من الحمل، تم اختيار ثلاث فئران حوامل عشوائيا لكل مجموعة لأخذ عينات من المشيمة والأوعية الدموية (NC/AP/AF وVN/VP/VF). بعد التخدير الناتج عن الحقن داخل الصفاق من الصوديوم البنتوباربيتال (1.62 ملغ لكل 30 جرام من وزن الجسم) وكبريتات الأتروبين (12.5 ميكروغرام لكل 30 جرام من وزن الجسم)، تم الحصول على عينات دم عبر النزيف الرجعي الحجاج. تم إعدام الفئران في غرفة ثاني أكسيد الكربون حتى تأكد الوفاة لغياب التنفس أو نبض القلب أو رد فعل القرنية؛ اتبع توصيل ثاني أكسيد الكربون نهجا تدريجيا للتعبئة المتوافقة مع إرشادات رفاهية الحيوانات المؤسسية. تم جمع انقسام الشريان السباتي وأنسجة المشيمة بسرعة باستخدام أدوات معقمة لتقليل التلوث عبر العينات. تم تقسيم نسيج المشيمة إلى جزأين: تم تخزين جزء عند درجة حرارة −80 درجة مئوية، والجزء الآخر مثبت في الفورمالين المحايد 10٪ لمدة 24 ساعة، تلاها عملية تجفيف الإيثانول بدرجات ودمج البارافين. تمت مراقبة الفئران المتبقية لوزن الجسم اليومي، وطول الحمل، وحجم الولادة، ووزن الولادة لحديثي الولادة.
7. زراعة الخلايا والعلاج
تم زراعة خط الخلايا التروفوبلاستية البشرية HTR-8/SVneo في وسط RPMI 1640 مع 10٪ من مصل البقر الجيني المعلل بالحرارة عند درجة حرارة 37 درجة مئوية مع 5٪ CO₂. لتجارب العدوى، تم زرع خلايا HTR-8/SVneo (1 × 106 خلايا) في مرحلة النمو اللوغاريتمي في صفائح ذات 6 آبار وسمح لها بالالتصاق طوال الليل. قبل التحدي البكتيري، تم استبدال الوسط بوسط كامل خال من المضادات الحيوية لتجنب التأثيرات المضادة للبكتيريا أثناء الزراعة المشتركة. تمت إضافة معلقات بكتيرية ل P. gingivalis أو F. nucleatum عند الحد الأدنى = 50، وتم تعديل كل بئر إلى حجم نهائي قدره 2.5 مل باستخدام وسط الزراعة الكامل. تم حضن الألواح لمدة 24 ساعة. تم جمع المواد الفائقة عند 24 ساعة وتم تصفيتها بواسطة جهاز طرد مركزي قصير لإزالة الحطام قبل قياس السيتوكينات. تم غسل الخلايا اللاصقة مرتين باستخدام PBS معقمة لإزالة البكتيريا غير الالتصقة ثم معالجتها فورا لاستخراج الحمض النووي الريبي أو البروتين وفقا لسير العمل الموضح أدناه.
8. التحليل النسيجي لمشيمة الفأر
تم تثبيت أنسجة المشيمة في فورمالين مخزن محايد بنسبة 10٪ لمدة 24 ساعة، مدمجة بالبارافين، وتم تقسيمها بسماكة 4.5 ميكرومتر. تم إجراء تلوين روتيني بالهيماتوكسيلين والإيوزين (H&E) لفحص شكل المشيمة. بالنسبة للتلوين المناعي الكيميائي الهيستي، تم تصور تحديد مستضدات باستخدام ركيزة بيروكسيداز كروموجينية تنتج ترسبات بنية في المواقع الإيجابية، تليها التلوين المضاد بالهيماتوكسيلين. تم إجراء ضوابط سلبية عن طريق استبدال الأجسام المضادة الأولية بمصل غير مناعي.
لتعزيز قابلية التكرار والشفافية، استخدم التقييم المناعي الكيميائي النسجي نهج تقييم شبه كمي محدد مسبقا. تم تقييم شدة التلوين ك 0 (لا شيء)، 1 (ضعيف)، 2 (متوسط)، أو 3 (قوي)، وتم تسجيل نسبة الخلايا الإيجابية ك 0 (<5٪)، 1 (5–25٪)، 2 (26–50٪)، 3 (51–75٪)، أو 4 (>75٪). تم حساب درجة النشاط المناعي بضرب درجات الشدة والنسبة المئوية لكل حقل. لكل مشيمة، تم تسجيل ما لا يقل عن خمسة مجالات عالية القدرة غير متداخلة من مناطق تشريحية مماثلة. تم إجراء التقييم بشكل مستقل بواسطة مراقبين اثنين غير مدركين لتوزيع المجموعات، وتم حل الخلافات من خلال مراجعة مشتركة.
9. الكشف الكمي عن PCR لإشارات الحمض النووي البكتيري في انقسام السباط السباتي والمشيمة في الفأر
تم استخراج الحمض النووي للأنسجة باستخدام سير عمل لاستخراج الحمض النووي النسجي المعتمد على عمود السيليكا. تم تصريف محللات الأنسجة عن طريق الطرد المركزي بحرارة 12,000 × جرام لمدة 5 دقائق عند 20–25 درجة مئوية، وتم تطبيق المواد الفائقة على أعمدة السيليكا لربط الحمض النووي بالطرد المركزي عند 12,000 × جرام لمدة دقيقة واحدة عند 20–25 درجة مئوية. تم تنفيذ خطوات الغسيل حسب سير العمل، حيث يتبع كل غسيل الطرد المركزي بحرارة 12,000 × جرام لمدة دقيقة واحدة عند 20–25 درجة مئوية. تم إجراء دوران جاف نهائي عند 12,000 × جرام لمدة دقيقتين عند 20–25 درجة مئوية لإزالة بقايا الإيثانول. تم استخراج الحمض النووي في مخزن إزهار بسعة 50 ميكرولتر بعد حضانة لمدة دقيقتين عند 20–25 درجة مئوية، وجمعه بالطرد المركزي عند 12,000 × جرام لمدة دقيقة واحدة عند 20–25 درجة مئوية. تم استخراج الحمض النووي الجيني البكتيري باستخدام سير عمل لاستخراج الحمض النووي البكتيري قائم على عمود السيليكا باستخدام نفس معايير الطرد المركزي في الربط/الغسيل/الجفاف/الدوران/الترشيح ما لم يكن هناك حاجة أخرى لسير العمل.
تم قياس تركيز الحمض النووي ونقاء الحمض النووي باستخدام مقياس حمض نووي ميكروحجمي، وتم تقييم السلامة بواسطة الرحلان الكهربائي الهلام الأجاروزي. تم تخزين عينات الحمض النووي المؤهلة عند –20 درجة مئوية للتحليل اللاحق. تم تضخيم واستنساخ جينات البكتيريا المستهدفة باستخدام البادئات المدرجة في الجدول التكميلي 1، مع تفاصيل حالات PCR في الجدول التكميلي 2 والجدول التكميلي 3. تم تنقية نطاقات الأهداف المضخمة، واستنساخها وفقا لمواصفات الجدول التكميلي 4، وتحويلها إلى خلايا إشريشيا قولونية DH5α كفؤة. تم التحقق من السلالات المحتوية على البلازميدات المؤتلفة لضمان تسلسلات الإدخال الصحيحة، وتم استخراج حمض البلازميد النووي للتحضير القياسي. تم توليد منحنيات قياسية من خلال إجراء qPCR على معايير بلازميد مخففة تسلسليا تحتوي على شظايا جينية بكتيرية مستهدفة. تم اكتشاف إشارات الحمض النووي البكتيري P. gingivalis 16S و F. nucleatum 16S في تشعب السباتين السباتي وعينات المشيمة بشكل كمي بواسطة PCR في الوقت الحقيقي، مع حساب أرقام نسخ الحمض النووي من قيم Ct باستخدام المنحنى القياسي. يتم تفصيل أنظمة وبرامج التفاعل في الجدول التكميلي 5 والجدول التكميلي 6 على التوالي. نظرا لأن qPCR يشير إلى إشارات الحمض النووي البكتيري بدلا من قابلية البقاء أو تحديد الموقع الخلوي، فإن التفسيرات المتعلقة بوجود الميكروبات عند واجهة الأم والجنين تبقى حذرة.
10. كشف العوامل الالتهابية بواسطة ELISA في عينات مصل الفئران ومكونات زراعة الخلايا
تم تعديل جميع المواد والكواشف والعينات إلى درجة حرارة الغرفة قبل الاختبار. تم قياس مستويات المصل ل TNF-α وIL-1β باستخدام سير عمل ELISA للفئران، وتم تحديد مستويات TNF-α وIL-1β في الكائنات الزائدة في مزرعة الخلايا باستخدام سير عمل ELISA البشري، وفقا لإجراءات المجموعة. تم قياس المعايير والعينات في آبار مكررة، وتم توليد منحنيات قياسية لكل لوحة. تم حساب التكرارات التقنية لتحصل على قيمة واحدة لكل نسخة بيولوجية.
11. تحليلات أخرى في علم الأحياء الجزيئي
بالنسبة ل qRT-PCR، تم استخراج إجمالي الحمض النووي الريبي من الخلايا المزروعة باستخدام سير عمل استخراج RNA قائم على الفينول-كلوروفورم. بعد فصل الطور، تم توضيح الطور المائي بالطرد المركزي عند 12,000 × جرام لمدة 10 دقائق عند 4 درجات مئوية، وتم ترسيب وغسل وإعادة تعليق الحمض النووي الريبي وفقا لسير العمل. تم قياس تركيز الحمض النووي الريبي باستخدام محلل الأحماض النووية، وتم تقييم سلامة الحمض النووي الريبي بواسطة الرحلان الكهربائي الهلام الأجاروزي. تم إجراء نسخ عكسي لتوليد cDNA، واستخدم PCR الكمي في الوقت الحقيقي لقياس مستويات TNF-α وIL-1β mRNA. تدريجت تسلسلات البادئات في الجدول التكميلي 7، وخلطات التفاعل في الجدول التكميلي 8، وبرامج التفاعل في الجدول التكميلي 9.
في الطلاء الغربي، تم تنقية محللات البروتين من أنسجة المشيمة في الفئران أو خلايا التروفوبلاست عن طريق الطرد المركزي عند 12,000 × جرام لمدة 15 دقيقة عند 4 درجات مئوية، وقياسها، وتخضوعها ل SDS-PAGE تلاها نقل الغشاء والكشف القائم على الأجسام المضادة باستخدام سير عمل تصوير فلوري. تم ضبط حمل البروتين المتساوي عند 30 ميكروغرام لكل مسار. تم الاحتفاظ بصور الغشاء الأصلية غير المقصوصة، بما في ذلك مؤشرات الوزن الجزيئي، لجميع البقع المعروضة في الأشكال وهي متاحة DOI: 10.57760/sciencedb.28254. ما لم يذكر خلاف ذلك، يشير "n" إلى النسخ البيولوجية (حيوانات فردية أو مزارع خلوية مستقلة)، بينما تستخدم التكرارات التقنية لمراقبة الجودة ولا تحل محل التكرار البيولوجي.
12. التحليل الإحصائي
أجريت تحليلات إحصائية باستخدام برامج التحليل الإحصائي، وتم توليد الأشكال باستخدام برامج الرسوم البيانية (المدرجة في جدول المواد). تم عرض البيانات المستمرة الموزعة عادة كمتوسط ± انحراف معياري وتم تحليلها بواسطة تحليل ANOVA أحادي الاتجاه مع اختبارات لاحقة مناسبة، بينما تم التعبير عن البيانات غير الموزعة بشكل طبيعي كمتوسط (نطاق رباعي) وتحليلها باستخدام اختبار كروسكال-واليس مع مقارنات زوجية مناسبة. تم تحديد عتبات الدلالة الإحصائية عند P < 0.05، وP < 0.01، وP < 0.001. ما لم يذكر خلاف ذلك، فإن "n" تشير إلى النسخ البيولوجية، وتم متوسط التكرار الفني (مثل آبار ELISA المكررة) لإعطاء قيمة واحدة لكل نسخة بيولوجية.