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方法文章

评估毒力与致病机制 气单胞菌属 感染在A中 秀丽隐杆线虫 模型

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DOI:

10.3791/58768

2018年12月20日

本文内容

摘要

本文介绍了三种不同的实验方法,用于研究AeromonasC. elegans的感染。利用这些简便的方法,可轻松评估不同Aeromonas物种之间及同一物种内部的毒性差异。

摘要

人类病原菌Aeromonas在临床上已被证实可引起胃肠炎、伤口感染、败血症以及尿路感染。大多数人类疾病被报道与四种细菌物种相关:Aeromonas dhakensisAeromonas hydrophilaAeromonas veroniiAeromonas caviae。模式生物Caenorhabditis elegans是一种以细菌为食的线虫,为研究Aeromonas的细菌致病机制提供了优良的感染模型。本文介绍了利用C. elegans模型研究Aeromonas感染的三种不同实验方法,包括生存率测定、液体毒性试验和肌肉坏死检测。这三种方法在测定Aeromonas毒力方面的结果具有一致性。A. dhakensis被证实是引起临床感染的四种主要Aeromonas物种中毒性最强的菌种。这些方法为评估Aeromonas种间及种内毒力提供了便捷手段,并有助于加深我们对Aeromonas感染致病机制的理解。

引言

临床研究表明,人类病原体Aeromonas可引起胃肠炎、伤口感染、败血症以及尿路感染1,2。大多数相关人类疾病已被报道与四种细菌物种有关:Aeromonas dhakensisAeromonas hydrophilaAeromonas veroniiAeromonas caviae2,3,4,5。在Aeromonas引起的感染性疾病中,软组织感染可导致人类严重的发病率和死亡率。其中,肌肉坏死是最严重的软组织感染形式6。通过观察感染后秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的存活情况及肌肉坏死程度,是推测Aeromonas毒力的一种便捷方法。

科学家们已开发出多种模式生物用于研究细菌感染。在以往的研究中,小鼠、斑马鱼和线虫被用作动物模型,以研究病原菌的致病机制和毒力 气单胞菌属....

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方案

1. 培养基的制备

注意:溶液配制方法见表1。

  1. 配制 M9 培养基12:将 1.5 g KH2PO4、5.66 g Na2HPO4 和 2.5 g NaCl 溶解于 500 mL 去离子水中。在 121 °C 下高压灭菌 20 分钟。待冷却至室温后,首次使用前加入 0.5 mL 1 M MgSO4
  2. 配制线虫生长培养基(NGM)12:将 3 g NaCl、2.5 g 细菌蛋白胨和 20 g 琼脂溶解于 1 L 去离子水中。在 121 °C 下高压灭菌 20 分钟。待其在水浴中冷却至 55 °C 后,加入 1 mL 1 M CaCl2、1 mL 1 M MgSO4、1 mL 5% 乙醇胆固醇溶液和 25 mL 磷酸盐缓冲液。轻轻旋转混匀。
  3. 每 6 cm 培养皿中倒入约 5 mL NGM。避免平板表面产生气泡。将平板在室温下放置 1 夜,包装后于 4 °C 保存。使用前恢复至室温。
  4. 配制富集型 NGM(ENGM):将 3 g NaCl、5 g 细菌蛋白胨、1 g 酵母提取物和 30 g 琼脂溶解于 1 L 去离子水中。在 121 °C 下高压灭菌 20....

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结果

通过遵循上述方案,可轻松区分四种毒性之间的差异 气单胞菌属 菌株。存活率测定 秀丽隐杆线虫 如图所示 图1. 存活率 秀丽隐杆线虫 感染了 气单胞菌属 物种,按从高到低顺序排列如下: A. caviae, A. veronii, A. hydrophila,A. dhakensis. 尽管在不同种类之间以及同一种类内部的毒性方面存在差异 气单胞菌属 物种,存活率 秀丽隐杆线虫平均而言,在感染的蠕虫中表现出最高的死亡率 A. dhakensis毒力 A. hydrophila 差于 A. dhakensis (p < 0.01). 与之相比 A. dhakensisA. hydrophila,两种减毒的毒力 A. veronii 和.......

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讨论

C. elegans 是一种以细菌为食的线虫,其在进化过程中自然摄取细菌作为食物,并发展出复杂的细菌先天免疫系统。维持和支撑这种免疫系统的两个主要器官是表皮和肠道9,13C. elegans 的表皮和肌肉带在结构上类似于哺乳动物和人类的软组织6。由于这些特性,C. elegans 可作为研究气单胞菌(Aeromonas)感染发病机制的模式生物。

本文介绍了三种用于研究Aeromonas感染C. elegans的方法,这些方法代表了4种Aeromonas物种之间不同的毒性特征,并与临床观察结果相关联7。这些简便的方法可区分不同Aeromonas物种的毒性程度。利用这些方法,研究人员能够研究不同Aeromonas物.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

我们感谢中国台湾的 C. elegans 核心设施,以及国立成功大学医院诊断微生物学与抗菌药物耐药性实验室提供 Aeromonas 分离株。同时感谢线虫遗传中心(CGC)和 WormBase。我们还感谢 Savana Moore 对稿件的编辑工作。

本研究部分得到了中国台湾科技部(MOST 105-2628-B-006-017-MY3)和国立成功大学医院(NCKUH-10705001)对 P.L. Chen 的资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
摇床培养箱YIH DERLM-570R细菌培养
K2HPO4J.T.BakerMP021519455培养基制备 
KH2PO4J.T.Baker3246-05培养基制备 
Na2HPO4J.T.BakerMP021914405培养基制备 
NaClSIGMA31434培养基制备 
MgSO₄4SIGMAM7506培养基制备 
琼脂Difco214530培养基制备 
CaCl2SIGMAC1016培养基制备 
胆固醇SIGMAC8503培养基制备 
乙醇SIGMA32205培养基制备 
KOHSIGMAP5958培养基制备 
6 cm 培养皿ALPHA PLUS46琼脂平板制备
96孔板FALCON353072液体检测
细菌蛋白胨Affymetrix/USBAAJ20048P2培养基制备 
酵母提取物SIGMA92144培养基制备 
柠檬酸•H2OSIGMAC1909培养基制备 
三水合柠檬酸钾•H2OSIGMA104956培养基制备 
FudR SIGMA1271008培养基制备 
EDTA二钠SIGMAE1644培养基制备 
FeSO4•7 H2OSIGMA215422培养基制备 
MnCl2•4 H2OSIGMA221279培养基制备 
ZnSO₄4•7 H2OSIGMA204986培养基制备 
CuSO₄4•5 H2OSIGMAC8027培养基制备 
胰蛋白胨SIGMA16922培养基制备 
显微镜系统尼康 Eclipase Ti 倒置显微镜 显微镜成像
科学级CCD相机QImaging Retiga-2000R Fast 1394 显微镜成像

参考文献

  1. Parker, J. L., Shaw, J. G. Aeromonas spp. clinical microbiology and disease. Journal of Infection. 62 (2), 109-118 (2011).
  2. Chao, C. M., Lai, C. C., Tang, H. J., Ko, W. C., Hsueh, P. R. Skin and soft-tissue infections caused by Aeromonas species.....

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重印与许可

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NGM