2012年8月11日
我们描述了一种 离体感染 用于可视化细菌病原体与人类输卵管细胞直接相互作用的模型。该全器官组织模型的建立旨在进行相关研究 C. trachomatis 在“类生命”条件下诱导女性输卵管的病理变化。
沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)是一种革兰氏阴性专性细胞内寄生细菌。已知存在多种不同的衣原体血清型,可引起眼部或生殖道感染。由沙眼衣原体引起的生殖道感染是全球最常见的性传播疾病。
1990年至2009年间,欧盟报告的感染病例接近300万例,其中2009年报告了近40万例。尽管公共卫生和性教育水平在不断提高,但生殖道沙眼衣原体新发感染病例数仍从1990年的7万例上升至2009年的40万例。
所有新发感染病例中有75%报告发生在15至24岁的年轻人中。临床后遗症被认为源于病原体清除不力,可能导致感染从下生殖道向上蔓延至上生殖道,进而引起受感染组织的慢性炎症损伤。感染沙眼衣原体(chlamydia tracheitis)的女性中有10%至30%会发展为盆腔炎性疾病(PID),而多达50%的PID病例归因于沙眼衣原体感染。
因此,在50%的输卵管性不孕患者和40%的异位妊娠患者中,可发现沙眼衣原体是致病病原体。在健康未感染女性中,受精卵经输卵管迁移至子宫,并在子宫内发育直至分娩。在感染患者中,沙眼衣原体可从下生殖道上行至输卵管,引发慢性炎症过程。
病原体诱导的上皮细胞损伤以及中心上皮细胞功能的丧失,最终可能导致输卵管阻塞,从而减少或完全阻碍卵子从卵巢向子宫的运输。为此,收集接受子宫切除术女性的人输卵管组织并进行保存。随后对输卵管进行解剖并小心打开。
根据实验设计,在相应时间点后,将组织切成小块样本,并用感染性鹦鹉热衣原体原体感染 24 至 48 小时。样本需用 Monty 固定液固定至少三天,直至进一步处理。子宫切除术女性的人类输卵管 HFT 应在术后立即保存。
在4摄氏度、含5%FCS但不含抗生素的RPMI中保存,直至进行处理。整个操作过程中,在含有5%FCS但不含抗生素的RPMI培养液的培养皿中解剖人输卵管。组织应完全浸没在培养液中以防止干燥,剪除并丢弃结缔组织以及手术过程中受损的组织。
解剖后,用小手术刀小心切开HFT。避免因使用镊子和手术刀操作不当而造成组织损伤。将组织切成5毫米×5毫米的小块用于感染,将HFT样本置于1毫升含5% FCS但不含抗生素的RPMI中,并加入C track。
OMAS 原体 HFT 标本在普通培养箱中于 37 摄氏度、5% CO2 和 20% O2 条件下孵育,或在低氧环境(低于 5% O2)的缺氧室中孵育,最长孵育时间为 48 小时。在相应的孵育时间点后,收集标本并置于 Monty 固定液中,在 4 摄氏度下保存至少三天,直至进行扫描电镜或透射电镜的制样处理。固定后的组织被切成小块,经洗涤后与 1% 锇酸和四氧化锇在 4 摄氏度下孵育过夜。
经过多次清洗和干燥步骤后,将脱水的样本转移至新配制的树脂中,在60摄氏度下聚合48小时。修块后,分别切取半薄切片和超薄切片,并将其转移至载玻片或载网上。染色后,可使用光学显微镜对半薄切片进行观察,以用于透射电子显微镜分析。
将标本从Monty's固定液中取出,切成最多2×2×5毫米的组织块。随后进行洗涤,用碳酸钠CCO稀释缓冲液孵育,再经四氧化锇处理、洗涤、脱水,并通过梯度浓度的乙醇脱水后,将标本转移至50%环氧丙烷与aite的混合液中,过夜。次日,将标本转移至新配制的aite中,孵育至少一小时。
然后转移至平底模具中,加入AITE并让AERD DITE在60摄氏度下聚合48小时。待包埋样品修整后,使用配备玻璃刀或更优选用金刚石刀的超薄切片机,切出约700纳米的半薄切片或70纳米的超薄切片。通过光学显微镜和透射电子显微镜对半薄和超薄切片进行观察分析,用于扫描电子显微镜检测。
将标本以表皮朝上的方向用大头针固定在软木板上,用浓度递增的丙酮进行清洗和脱水。经临界点干燥器干燥后,将标本转移至扫描电镜样品台,并使用溅射镀膜仪镀上铂、金或钯。随后即可在扫描电子显微镜中进行扫描电子显微分析。
将标本从Monty's固定液中取出,置于软木板上,使上皮面朝上,并用昆虫针固定位置。用碳酸钠缓冲液洗涤后,经丙酮处理,再使用临界点干燥仪将标本干燥。将标本从软木板转移至扫描电镜样品台后,采用溅射镀膜仪为标本镀上导电的铂、金或钯涂层,随后将镀膜后的标本转移至扫描电子显微镜中进行进一步分析。
女性淋球菌感染的高发病率以及上行性感染所导致的巨大临床后果,是加强该领域基础与转化研究的合理依据。我们采用了此前由 St.Perus 团队建立的人类输卵管离体组织模型,以对沙眼衣原体在输卵管中诱导的细胞损伤进行形态学表征。通过该方法,可观察到不同发育阶段的胞内包涵体形成,同时可见复制期与持续性感染状态。
然而,关于人类输卵管组织中存在持续性沙眼衣原体的实验性证据仍然缺乏,需要进一步分析沙眼衣原体本身、其子代以及持续性相关基因的转录上调情况。该模型的主要局限之一是缺乏炎症细胞,这阻碍了对初始KLA青光眼感染所引发的继发性效应的分析。然而,该模型似乎适用于分析输卵管上皮细胞损伤背景下诸如氧含量等环境因素,以及针对急性青光眼感染的初始宿主免疫反应。
未来目标之一是在pH值人输卵管组织模型中建立更为精细的CTU药敏试验模型,并利用双光子激光扫描显微技术,通过该模型从代谢角度明确定义CLI的不同发育阶段。
本研究提出了一种离体感染模型,用于可视化细菌病原体与人类输卵管细胞之间的相互作用。该模型旨在类生命环境中研究沙眼衣原体(C. trachomatis)所诱导的病理过程。
人输卵管离体模型可在生理相关的组织环境中直接研究沙眼衣原体(C. trachomatis)感染,弥补了细胞系和动物模型所未能解决的关键空白。该系统可支持针对生殖道病原体的早期抗感染药物研发,提供机制层面的风险评估和预测信心。该模型具有良好的转化一致性,能够提供与人类相关的上皮损伤及感染进展数据,从而优化研发管线的决策。
该离体模型位于从发现到临床前研究的连续进程中,可用于传染病项目的研究假设验证、靶点确认和转化医学研究。