该协议概述了使用临床相关和转听话应变,R20291 艰难梭菌感染(CDI)的头孢哌酮小鼠模型。临床疾病的监测, 艰难梭菌细菌枚举,毒素的细胞毒作用,并在小鼠模型中在整个CDI病理学改变强调在协议中详述。
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该协议概述了使用临床相关和转听话应变,R20291 艰难梭菌感染(CDI)的头孢哌酮小鼠模型。临床疾病的监测, 艰难梭菌细菌枚举,毒素的细胞毒作用,并在小鼠模型中在整个CDI病理学改变强调在协议中详述。
艰难梭菌是一种厌氧、革兰氏阳性、孢子形成的肠道病原体,与发病率和死亡率的增加有关,因此对公共卫生构成紧急威胁。艰难梭菌感染 (CDI) 在抗生素成功治疗后复发率很高,发生在 20-30% 的患者中,因此需要发现针对这种病原体的新疗法。目前的 CDI 动物模型导致高死亡率,因此与 CDI 患者身上看到的慢性、隐匿的疾病表现不相似。为了评估针对艰难梭菌的治疗,需要一个利用临床相关菌株近似人类疾病的小鼠模型。该协议概述了使用临床相关且遗传可处理的菌株 R20291 的 CDI 头孢哌酮小鼠模型。方案中详细介绍了小鼠模型中整个 CDI 中临床疾病监测、艰难梭菌细菌计数、毒素细胞毒性和组织病理学变化的技术。 与其他 CDI 小鼠模型相比,该模型在给药剂量下并不均匀致死,因此可以观察到与人类疾病一致的长期感染临床过程。因此,这种 CDI 的头孢哌酮小鼠模型被证明是一个有价值的实验平台,用于评估新疗法对改善临床疾病和恢复对艰难梭菌的定植抗性的影响。
艰难梭菌是一种厌氧,革兰氏阳性,形成孢子的杆菌引起危及生命的腹泻1。 艰难梭菌感染(CDI)与日益增多的人类发病率和死亡率,并导致每年1-4医疗费用相关的超过480十亿$。在2013年,美国疾病控制和预防归类难辨作为一项紧迫抗生素耐药性的风险,这表明它对公众健康的1紧迫的威胁。目前,万古霉素抗生素治疗和甲硝唑被认为是照顾的CDI 5标准。不幸的是,CDI复发成功治疗后用抗生素为高,在20发生-的患者2,5-7 30%。因此,新的治疗剂的发现对这种肠道病原体是必要的。为了评估对难辨梭状芽孢杆菌 ,动物模型近似交流人类疾病治疗需要linically相关的应变。
最初,柯赫氏法则是在1977年用克林霉素治疗的叙利亚仓鼠模型建立8 艰难梭菌 。这种模式是今天仍然利用探讨发病9,10的难辨梭状芽孢杆菌毒素的作用。然而,CDI在仓鼠模型导致高死亡率和不近似慢性阴险疾病表现可与CDI 10,11人看到。根据在研究鼠平台的辅助和试剂可用性,CDI的小鼠模型是相关的。
在2008年,CDI的健壮小鼠模型,通过用在饮用水3天之后克林霉素12腹膜内注射抗生素混合物(卡那霉素,庆大霉素,粘菌素,甲硝唑,万古霉素)治疗的小鼠建立的。这种小鼠呈现易受CDI和严重的结肠炎。依靠ING上施用接种的剂量,可以使用该模型被观察到的范围内的临床症状和杀伤力。因为这个时候,各个抗生素疗法已调查了改变的鼠肠道菌群,降低到艰难梭菌可以定植在胃肠道的点定植抗力(在最佳等人审查。和罗礼&Young的)13,14。
最近,一种广谱头孢菌素,头孢哌酮,饮用水中的给定的5天或10天重复地呈现小鼠易感CDI 15。由于第三代头孢菌素的管理都与人类的CDI的风险增加,使用头孢哌酮模型更准确地反映自然发生的疾病16。头孢哌酮治疗小鼠容易艰难梭菌受到挑战既艰难梭菌芽孢和范围在临床多种菌株的营养细胞相关性和毒力17。尽管出现了一些利用难辨营养细胞的感染形式的原始研究, 艰难梭菌芽孢被认为是传动装置18的主要方式。
在过去十年中, 艰难梭菌 R20291,一个NAP1 / BI / 027株,已经出现,造成CDI 19,20流行。我们试图确定疾病的临床过程时头孢哌酮处理的小鼠用临床相关和基因-易于处理艰难梭菌菌株,R20291挑战。该协议细节的临床过程,包括体重减轻,细菌定植,毒素的细胞毒性,并与艰难梭菌 R20291孢子攻击的小鼠的胃肠道组织病理学变化。总体而言,这种小鼠模型被证明是CDI近似人类疾病的宝贵的实验平台。此其特征小鼠模型因此可用于评估的影响对临床疾病的改善和关于对艰难梭菌定植抗力的恢复新颖治疗剂。
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伦理声明:
机构的动物护理和使用委员会(IACUC)的兽医北卡罗莱纳州立大学(NCSU)批准了这项研究。北卡罗莱纳州立大学的动物护理和使用政策适用于在北卡罗莱纳州立大学的1985年实验动物设施动物福利法与健康研究扩展法案规定的标准和准则,坚持以指南为照顾和实验动物使用中规定的准则。动物的健康状态,每天进行评估和垂死的动物被人道地用CO 2窒息,再进行二次措施实施安乐死。训练有素的动物技术人员或兽医在本研究中进行畜牧业在AAALAC认证的设施。
1.饮用水管理的抗生素头孢哌酮,实现敏感性艰难梭菌定植与疾病
注意:5至8周龄的C57BL / 6野生型小鼠(雌性和雄性)在开始抗生素水施用前被购买和隔离1周。检疫之后,小鼠被安置与蒸压食品,床上用品和水。笼变化在层流罩中进行由实验室工作人员每周。
2. 艰难梭菌孢子接种的制备及小鼠口服灌胃
注:在开始之前,确保以下物品被放置在厌氧室中至少24小时:1×磷酸盐缓冲盐水(PBS;参见材料),牛磺胆环丝氨酸头孢西丁果糖琼脂(TCCFA)板(参见材料和辅助文件),和无菌L形吊具。
注:与艰难梭菌芽孢攻击小鼠应在二级生物安全水平动物设施被安置。
疾病3.监测老鼠体重减轻和临床症状整个艰难梭菌感染
4. 难辨梭状芽孢杆菌细菌计数从小鼠粪便和盲肠内容
注:在开始之前,确保以下物品被放入厌氧室中至少24小时:1×PBS中(参见材料),TCCFA板(参见材料),无菌L形吊具,和无菌的离心管和/或PCR板进行稀释。
5.细胞的Vero细胞毒性检测量化艰难梭菌毒素Cytotoxi市
注:建议该测定的小鼠模型上在尸检收集并储存在-80℃下的样品完成之后进行。无菌细胞培养技术是本测定期间防止Vero细胞的污染是必不可少的。该协议需要2天进行。所有粪便和在该试验中使用的肠内容必须存储在一个称重,无菌的离心管(与表示为"管的重量,"见上部分)。最终的管重量(包括内容)经由分析规模到最近的四个小数位测定(参见上文部分)。一个多通道移液器,建议使用用于该测定。
注:在开始之前,请确保以下项目可用:Vero细胞,贝科的10%热灭活胎牛血清(FBS)和1%青霉素/链霉素媒体(表示为"DMEM 1X Eagle培养基(DMEM)1X修改媒体;"见材料和辅助文件),0.25%胰蛋白酶-EDTA,1×PBS中,0.4%台盼蓝,在96孔细胞培养平底板,96孔过滤板, 艰难梭菌毒素A(等分试样在3微升1微克/微升的超纯水和存储在-80℃下), 艰难梭菌抗毒素,一个工作表(用于计算和板地图;见补充文件)。
注:应注意这个实验人员暴露于艰难梭菌及其毒素期间进行。
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期间的代表性研究中,5周龄的C57BL / 6野生型小鼠用头孢哌酮在其饮用水中(0.5毫克/毫升)预处理5天,并允许一个2天的洗出与普通的饮用水。小鼠用经由在第0天( 图1A)口服强饲法10 5孢子梭状 R20291的挑战。小鼠14天的CDI体重减轻和临床症状(嗜睡,食欲不振,腹泻,和驼背姿势)进行了监测。 C57BL / 6 WT小鼠艰难梭菌 R20291孢子的挑战导致腹泻24小时,并于48小时后的挑战( 图1B)显著体重减轻内。虽然在本实验中没有观察到,与较高剂量梭状 R20291的攻击的小鼠可以成为严重患病或有由48大于20%的重量损失- 72小时后的挑战,因此需要人道的安乐死。因此,将小鼠要求最低每日两次的与艰难梭菌芽孢的挑战后的监测。
在该代表性研究中,体重损失和疾病的小鼠的临床症状...
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该协议表征了艰 难梭菌 R20291孢子攻击的抗生素治疗小鼠的临床病程,包括体重减轻,细菌定植,毒素细胞毒性和胃肠道组织病理学变化。协议中有几个关键步骤,其中对细节的关注至关重要。艰 难梭 菌孢子接种物的准确计算至关重要。该计算基于原始艰 难梭菌 孢子储备计数,在启动此协议之前,该计数应在多个孢子计数中保持一致。如果接种量计算错误,将导致小鼠的接种剂量不准确。同样,根据这些计算制备和稀释艰 难梭 菌孢子应小心准备。任何稀释错误都会导致起始孢子接种物不准确。最后,应采取预防措施避免污染经过抗生素处理的对照小鼠(未接种艰 难梭 菌孢子)。头孢哌酮处理的小鼠极易受到 艰难梭菌 定植的影响,因此不应与艰 难梭菌感染的小鼠直接接触28-30。如果识别出上述关键步骤,则有望成功执行 CDI 鼠标模型。
改变给予小鼠的艰 难梭菌 孢子的剂量或菌株可能会改变该模型的结果。增加给予小鼠的孢子接种物可能会增加观察到的发病率和...
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作者目前没有什么可透露的。
作者要感谢 Wellcome Trust Sanger 研究所的 Trevor Lawley 提供艰难梭菌 R20291 孢子,感谢北卡罗来纳州立大学兽医学院的 James S. Guy 提供 Vero 细胞,两者均用于本手稿。在 Traci Raley 和 Amanda Brown 的特别协助下,在北卡罗来纳大学教堂山分校的 LCCC 动物组织病理学核心设施进行了动物组织病理学检查。LCCC 动物组织病理学核心部分由 NCI 中心核心支持赠款 (2P30CA016086-40) 支持给 UNC Lineberger 综合癌症中心。我们还要感谢 Vincent Young、Anna Seekatz、Jhansi Leslie 和 Cassie Schumacher 对 Vero 细胞毒性测定方案的有益讨论。JAW 由 NIH T32OD011130的 Ruth L. Kirschstein 国家研究服务奖研究培训补助金资助。CMT 由 NIH 的 NIGMS K01GM109236代谢组学职业发展奖资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| #62 Perisept 孢子消毒清洁剂 | SSS Navigator | 48027 | 该产品将需要按照制造商的建议稀释 |
| 0.22 &μ;m 过滤器 | Fisherbrand | 09-720-3 | 滤板,用于在 Vero 细胞测定中测试的单个样品 |
| 0.25% 胰蛋白酶-EDTA | Gibco | 25200-056 | 需要在 37 °C 的水浴中加热;C 使用前 |
| 0.4% 台盼蓝 | Gibco | 15250-061 | |
| 1% 青霉素/链霉素 | Gibco | 15070-063 | |
| 10% 热灭活 FBS | Gibco | 16140-071 | 需要在 37 °C 的水浴中加热;C 使用前 |
| 1 ml 塑料注射器 | BD医疗用品 | 309628 | |
| 1x PBS | Gibco | 10010-023 | |
| 2 ml微量离心机螺旋盖 | 康宁 | 430917 | |
| 96孔细胞培养平底板 | Costar Corning | CL3595 | |
| 96孔过滤板 | Millipore | MSGVS2210 | |
| 胶粘剂密封 | ThermoScientific | AB-0558 | |
| Bacto 琼脂 | Becton Dickinson | 214010 | TCCFA 板的一部分(见下文) |
| Bacto Proteose 蛋白胨 | Becton Dickinson | 211684 | TCCFA 板的一部分(见下文) |
| 头孢哌宗 | MP Bioworks | 199695 | |
| 头孢西丁 | Sigma | C47856 | TCCFA 板的一部分(见下文) |
| 艰难梭菌抗毒素试剂盒 | Tech Labs | T5000 | 用作 Vero 细胞测定的对照 |
| 艰难梭菌毒素 A | 清单 生物实验室 | 152C | Vero 细胞测定的阳性对照 |
| D-环丝氨酸 | Sigma | C6880 | TCCFA 板的一部分(见下文) |
| 蒸馏水 | Gibco | 15230 | |
| DMEM 1x 培养基 | Gibco | 11965-092 | 需要在 37 °C 的水浴中加热;C 使用前 |
| 果糖 | Fisher | L95500 | TCCFA 板的一部分(见下文) |
| 血细胞计数器 | Bright-Line,Sigma | Z359629 | |
| KH2PO4 | Fisher | P285-500 | TCCFA 板的一部分(见下文) |
| MgSO4(无水) | Sigma | M2643 | TCCFA 板的一部分(见下文) |
| Millex-GS 0.22 &μ;m 过滤器 | Millex-GS | SLGS033SS | TCCFA 板过滤器 |
| Na2HPO4 | Sigma | S-0876 | TCCFA 板的一部分(见下文) |
| NaCl | Fisher | S640-3 | TCCFA 板的一部分(见下文) |
| 10 号一次性手术刀刀片 | Miltex, Inc | 4-410 | |
| PCR 板 | Fisherbrand | 14230244 | |
| 塑料培养皿 | Kord-Valmark Brand | 2900 | |
| 无菌塑料 L 形细胞铺展器 | Fisherbrand | 14-665-230 | |
| 注射器步进器 | Dymax Corporation | T15469 | |
| 牛磺胆酸盐 | Sigma | T4009 | TCCFA 板的一部分(见下文) |
| 超纯蒸馏水 | Invitrogen | 10977-015 | |
| C57BL/6J 小鼠 | 杰克逊实验室 | 664 | 小鼠应为 5 - 8 周龄 |
| 奥林巴斯 BX43F 光学显微镜 | 奥林巴斯生命科学 | ||
| DP27 相机 | 奥林巴斯生命科学 | ||
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