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菌落形成单位法测定宿主细胞内细菌感染量

2025年7月8日

本文内容

摘要

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来源:Gayle, P. 利用细菌病原体探测细胞和生物体水平的宿主反应 。J. Vis. Exp. (2019年)。

本视频演示了一种 体外 定量技术用于确定 单核细胞增生李斯特菌 通过菌落形成单位法感染巨噬细胞。琼脂平板上的细菌菌落代表逃逸宿主防御机制并在巨噬细胞内存活的胞内细菌群体。

方案

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所有涉及动物模型的实验程序均已通过当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会的审核。

1. 感染前细胞的准备

  1. 在含有10%胎牛血清(以下简称DMEM/FCS)的DMEM培养基中,使用125 mL细胞培养瓶和维持在37 °C/5% CO2条件下的细胞培养箱,培养小鼠巨噬细胞样细胞系RAW 264.7。
  2. 感染前一天,使用细胞刮刀将细胞从扩增培养瓶中刮下,并收集至15 mL带螺帽的锥形离心管中。以800 x g 离心10分钟,弃去上清液,用1 mL不含抗生素的DMEM/FCS重悬细胞沉淀,并使用血细胞计数板或自动细胞计数仪测定细胞滴度。
  3. 将细胞滴度调整至2 × 106 个细胞/mL,取0.10 mL(含2 × 105 个细胞)加入48孔细胞培养板的各孔中。确保细胞悬液覆盖整个孔的表面。
    1. 在额外的孔中接种细胞,以备后续收集条件培养基使用。同时,在另外三个孔中各加入0.10 mL DMEM/FCS,作为“无细胞对照”。
  4. 在37 °C/5% CO2的细胞培养箱中过夜培养。次日,在准备好细菌接种物并可使用之前,不要将培养板从培养箱中取出。

2. 准备用于感染的 Listeria monocytogenes (Lm

  1. 接种一株来自新鲜划线琼脂平板的单菌落至2 mL脑心浸液(BHI)培养基中(<2 天)的 Lm 37 °C、130 转/分钟振荡培养过夜。
  2. 第二天,将0.10 mL过夜培养物加入2 mL预热的BHI中,继续在37 °C振荡培养,直至光密度(OD600在0.4到0.6之间。
  3. 使用经验导出的换算公式确定细菌滴度的大致数值。在我们的实验室中,处于指数生长期的 Lm 在BHI中培养约为1.3 × 109 菌落形成单位(CFU)/OD600尽量减少细菌培养物在室温下的暴露时间。
  4. 感染前立即调整滴度至 5 x 107 CFU/mL,使用预热的DMEM/FCS作为稀释液。

3. 感染

  1. 迅速而精确地操作,将20 µL(1 × 106 CFU;感染复数,MOI = 5)新制备的 Lm 接种液(见上述步骤2.4)加入孔中,方法是将培养皿轻微倾斜,并小心地将移液枪头插入上层培养基中;
    注意: 避免移液枪头接触孔壁。
  2. 轻柔吹打各孔内容物以确保充分混匀;切勿振荡或大幅倾斜培养板,以免将 Lm 扩散至孔壁。将细胞培养皿放回37 °C/5% CO培养箱中。
  3. 使用未感染孔的条件培养基作为稀释液,配制10 µg/mL的庆大霉素溶液。
  4. 在感染后30分钟(mpi),小心加入30 µL庆大霉素溶液(终浓度为2.5 µg/mL),并像之前一样轻柔吹打孔内液体,随后将细胞培养皿放回37 °C/5% CO2 培养箱中。
  5. 在感染后60分钟(mpi),收获相应孔中的样本,用于CFU检测(60 mpi时间点)或流式细胞术(FCM)分析(分别见下文第4和第5节)。
  6. 对于其余孔,在此后不同时间点,可按前述方法收获细胞;或在进行 Lm 释放实验时,完全移除孔内培养基,并更换为150 µL不含庆大霉素的条件培养基。

4. 胞内与外排物质的采样处理与分析 Lm 通过菌落形成单位(CFU)测定法

  1. 收获时,轻轻倾斜培养皿,小心移除孔中的全部培养基。向孔中加入 0.50 mL 无菌蒸馏水(dsH2O)。30 秒后,将所得的水裂解液(100)转移至 1.5 mL 微量离心管中,剧烈涡旋振荡 10 秒。
  2. 通过将 4.5 µL 或 50 µL 水裂解液分别加入 450 µL 的 dsH2O 中,制备 10-1 和 10-2 稀释液,并短暂涡旋以确保充分混匀。
  3. 取 50 µL 的 100、10-1 和/或 10-2 样品,涂布于溶菌肉汤(LB)琼脂平板上。
  4. 为检测释放出的 Lm (见上述步骤 3.6),吸取 10 µL 上清培养基并分为两个 5 µL 等份:向一份中加入 5 µL DMEM/FCS,向另一份中加入含 5 µg/mL 庆大霉素的 5 µL DMEM/FCS。后者作为对照,用于在后续的菌落形成单位(CFU)测定中区分细胞外 Lm (对庆大霉素敏感)与细胞内 Lm (对庆大霉素耐受)。
  5. 室温孵育 5 分钟后,加入 90 µL dsH2O,剧烈涡旋振荡 10 秒,取 50 µL 涂布于 LB 琼脂平板上。
  6. 在 37 °C 培养 2 天后,对 LB 琼脂平板上的 Lm 菌落进行计数 。

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披露

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未声明任何利益冲突。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
BHI(脑心浸液)肉汤EMD Milipore110493
DMEM 培养基 Gibco 11965-092
FBS - heat-inactivated Sigma-AldrichF4135-500ML
LB 琼脂Grow Cells MSMBPE-4040
TPP 组织培养 48 孔板 MIDSCITP92048

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