Name: 用于识别传染性朊病毒通过后通过一个鸟类的消化系统程序 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-11-06T21:30:00.000+00:00
Duration: 12 min
Description: 学习通过灌胃实验和粪便收集检测美洲乌鸦排泄物中的传染性朊病毒的方法，了解鸟类消化系统传播朊病毒疾病的机制及其对野生动物健康的影响。

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我们感谢 S. Werner 提供本研究中使用的乌鸦，以及美国农业部动植物卫生检验局国家野生动物研究中心（USDA, APHIS, WS, NWRC）的动物护理人员对动物的照料与监测。提及或使用任何产品并不意味着获得美国农业部的认可。本研究的资金由美国农业部动植物卫生检验局兽医服务局（USDA, APHIS, Veterinary Services）提供。

本方案改编自我们先前发表的一项研究7。所有涉及动物的实验程序均经美国农业部（USDA）动植物卫生检验局（APHIS）野生动物服务局（WS）国家野生动物研究中心（NWRC）机构动物照护与使用委员会批准。
1. 乌鸦灌胃
<ol>
	<li>估算“伪脑组织”通过美洲乌鸦消化道的通过时间。
	<ol>
		<li>将5 ml煮熟并搅匀的全蛋与蓝色染料混合，使用2 in&#160;灌胃针对1只乌鸦进行灌胃（图1）。</li>
		<li>每30分钟检查一次乌鸦，直至不再排出蓝色或绿色染色的粪便为止。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>获取未感染及终末期感染RML（Chandler株）的C57BL/6小鼠脑组织。</li>
	<li>在子弹式匀浆器中，使用1×磷酸盐缓冲液（PBS）和玻璃珠，将正常和感染的小鼠脑组织分别制成20%（w/v）的匀浆，随后在3,000 × g离心1分钟以去除较大颗粒物质。收集上清液，并加入等体积的1× PBS稀释，得到10%（w/v）的无菌PBS匀浆液。储存于-80 °C，待用时取出。</li>
	<li>在灌胃前17小时，停止向乌鸦笼舍提供食物，但保持供水。</li>
	<li>将乌鸦随机分配至不同处理组，使用2 in&#160;灌胃针，每只乌鸦口服灌胃5 ml正常或感染的小鼠脑匀浆液。</li>
	<li>将乌鸦转移至单独的笼子中，在灌胃后4小时内收集并合并每个笼子内的全部粪便（图2）。</li>
	<li>将每只乌鸦的合并粪便在子弹式匀浆器中加入玻璃珠匀浆，直至获得均匀质地。*乌鸦粪便主要为液态，易于混合。</li>
	<li>对每只乌鸦，取500 µl粪便匀浆液加入9.5 ml 1× PBS中，总体积为10 ml。</li>
	<li>将粪便匀浆液在1,400 × g离心15分钟，并收集上清液。</li>
	<li>为降低继发性微生物感染的风险，每100 µl匀浆液中加入1 µl浓度为100单位/ml的青霉素和100 µg/ml的链霉素（Invitrogen, NY），然后在室温下置于紫外灯照射20分钟，以减少病毒和细菌污染风险。紫外照射后，在3000 Mp超声仪上以70档超声处理30秒，以破坏任何残留微生物的细胞膜。</li>
</ol>
2. 小鼠接种
<ol>
	<li>将小鼠随机分配至以下处理组（表1）：
	<ol>
		<li>第1组——阳性处理组小鼠，通过腹腔注射（IP）接种1 ml来自经口灌胃5 ml感染小鼠脑组织的乌鸦的粪便匀浆。</li>
		<li>第2组——阴性处理组小鼠，通过腹腔注射（IP）接种1 ml来自经口灌胃5 ml正常小鼠脑组织的乌鸦的粪便匀浆。</li>
		<li>将感染性和正常小鼠脑匀浆按1:100 w/v比例用1×PBS稀释，用于第3组和第4组。</li>
		<li>第3组——阳性对照组小鼠，通过腹腔注射（IP）接种1 ml感染性小鼠脑匀浆。</li>
		<li>第4组——阴性对照组小鼠，通过腹腔注射（IP）接种1 ml正常小鼠脑匀浆。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td>处理组</td>
			<td>动物数量</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>第1组</td>
			<td>痒病 + 乌鸦粪便</td>
			<td>100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>第2组</td>
			<td>痒病 - 乌鸦粪便</td>
			<td>25</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>第3组</td>
			<td>痒病 + 小鼠脑组织</td>
			<td>10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>第4组</td>
			<td>痒病 - 小鼠脑组织</td>
			<td>5</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表1. 接种物的痒病状态（阳性 +，阴性 -）及所用动物数量7。
<ol start="2">
	<li>小鼠腹腔接种：
	<ol>
		<li>用拇指和食指捏住小鼠背部颈部皮肤使其固定，并轻轻旋转以暴露腹部。</li>
		<li>抬高小鼠后端，使头部略低于身体。</li>
		<li>使用带锁针筒，将25 G针头从皮肤刺入1 cm，位于中线外侧1 cm处，骶髂关节前1–2 cm。</li>
		<li>缓慢向小鼠体腔内注射1 ml接种物。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 小鼠监测
<ol>
	<li>每天观察小鼠，直至其出现小鼠瘙痒病的临床症状。临床症状可能包括：脊柱后凸、共济失调、尾巴僵硬、缺乏理毛行为、消瘦和嗜睡。</li>
	<li>当上述6种临床症状中的任何一种明显可见时，对其进行评分，评分标准为：0 = 无可见症状，1 = 中等，2 = 严重。</li>
	<li>当小鼠每日总评分达到以下任一标准时实施安乐死：单日总分≥8分，或连续3天每日总分≥6分，或接种后365天（dpi）。</li>
	<li>安乐死后立即采集脑组织，并于-70 °C保存。</li>
	<li>为确诊瘙痒病，使用3 µl蛋白酶K溶液（PK，50 µg/ml）消化脑组织样本，PK溶液稀释方法如下：3.1 µl PK、12.5 µl 500 mM EDTA（pH 8）、109.39 µl 1x PBS，45 °C孵育30分钟；随后加入8 µl上样缓冲液，在95 °C孵育5分钟以灭活PK。将样本上样至12% SDS-PAGE凝胶，电泳后转至Immobilon PVDF膜，用含5%脱脂奶粉和0.2% Tween 20的PBS溶液室温封闭1小时。然后使用与辣根过氧化物酶偶联的Bar224抗PrP单克隆抗体（用Superblock稀释）室温孵育1小时进行探针杂交。用含0.2% Tween 20的PBS溶液漂洗膜1小时。为显影，将Western blot膜与化学发光底物孵育5分钟，并在G-box凝胶成像系统上成像。</li>
</ol>

<ol><li>Prusiner, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+proteinaceous+infectious+particles+cause+scrapie%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie.</a> Science. 216 (4542), 136-144 (1982).</li>
<li>Miller, M. W., Williams, E. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epizootiology+of+chronic+wasting+disease+in+free-ranging+cervids+in+Colorado+and+Wyoming%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Wildlife+Diseases%22%5BJournal%5D)">Epizootiology of chronic wasting disease in free-ranging cervids in Colorado and Wyoming.</a> Journal of Wildlife Diseases. 36 (4), 676-690 (2000).</li>
<li>Miller, M. W., Williams, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Horizontal+prion+transmission+in+mule+deer%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Horizontal prion transmission in mule deer.</a> Nature. 425 (6953), 35-36 (2003).</li>
<li>Sigurdson, C. J., Adriano, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+Wasting+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22Biochimica+et+Biophysica+Acta%22%5BJournal%5D)">Chronic Wasting Disease.</a> Biochimica et Biophysica Acta. 1772 (6), 610-618 (2007).</li>
<li>Miller, M. W., Williams, E. S., Hobbs, N. T., Wolfe, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+sources+of+prion+transmission+in+mule+deer%5BTitle%5D)+AND+%22Emerging+Infectious+Diseases%22%5BJournal%5D)">Environmental sources of prion transmission in mule deer.</a> Emerging Infectious Diseases. 10 (6), 1003-1006 (2004).</li>
<li>Mathiason, C. K., Hays, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infectious+prions+in+pre-clinical+deer+and+transmission+of+chronic+wasting+disease+solely+by+environmental+exposure%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Infectious prions in pre-clinical deer and transmission of chronic wasting disease solely by environmental exposure.</a> PLoS ONE. 4 (6), e5916(2009).</li>
<li>VerCauteren, K. C., Pilon, J. L., Nash, P. B., Phillips, G. E., Fischer, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prion+remains+infectious+after+passage+through+digestive+system+of+American+crows+%28Corvus+crachyrhunchos%29%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Prion remains infectious after passage through digestive system of American crows (Corvus crachyrhunchos).</a> PLoS ONE. 7 (10), e45774(2012).</li>
<li>Imran, M., Mahmood, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+overview+of+animal+prion+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Virology+Journal%22%5BJournal%5D)">An overview of animal prion diseases.</a> Virology Journal. 8 (493), (2011).</li>
<li>Watts, J. C., Balachandran, A., Westaway, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+expanding+universe+of+prion+disease%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+PATHOGENS%22%5BJournal%5D)">The expanding universe of prion disease.</a> PLoS PATHOGENS. 2 (3), e26(2006).</li>
<li>Bruce, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transmissions+to+mice+indicate+that+%27new+variant%27+CJD+is+caused+by+the+BSE+agent%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Transmissions to mice indicate that 'new variant' CJD is caused by the BSE agent.</a> Nature. 389 (6650), 498-501 (1997).</li>
<li>Ryder, S., Dexter, G., Bellworty, S., Tongue, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Demonstration+of+lateral+transmission+of+scrapie+between+sheep+kept+under+natural+conditions+using+lymphoid+tissue+biopsy%5BTitle%5D)+AND+%22Research+in+Veterinary+Science%22%5BJournal%5D)">Demonstration of lateral transmission of scrapie between sheep kept under natural conditions using lymphoid tissue biopsy.</a> Research in Veterinary Science. 76 (2004), 211-217 (2004).</li>
<li>Collinge, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+risk+of+prion+zoonoses%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">The risk of prion zoonoses.</a> Science. 335 (6067), 411-413 (2012).</li>
<li>Beringue, V., Vilotte, J. L., Laude, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prion+agent+diversity+and+species+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22Veterinary+Research%22%5BJournal%5D)">Prion agent diversity and species barrier.</a> Veterinary Research. 39 (47), (2008).</li>
<li>Harrington, R. D., Baszler, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+species+barrier+limits+transmission+of+chronic+wasting+disease+to+mink+%28Mustela+vison%29%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+General+Virology%22%5BJournal%5D)">A species barrier limits transmission of chronic wasting disease to mink (Mustela vison).</a> The Journal of General Virology. 89 (4), 1086-1096 (2008).</li>
<li>Wisniewski, H. M., Sigurdarson, S., Rubenstein, R., Kascsak, R. J., Carp, R. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mites+as+vectors+for+scrapie%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Mites as vectors for scrapie.</a> Lancet. 347 (9008), 1114(1996).</li>
<li>Post, K., Riesner, D., Walldorf, V., Mehlhorn, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fly+larvae+and+pupae+as+vectors+for+scrapie%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Fly larvae and pupae as vectors for scrapie.</a> Lancet. 354 (9194), 1969-1970 (1999).</li>
<li>Matthews, D., Cooke, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+potential+for+transmissible+spongiform+encephalopathies+in+non-ruminant+livestock+and+fish%5BTitle%5D)+AND+%22Revue+Scientifique+Et+Technique-Office+International+Des+Epizooties%22%5BJournal%5D)">The potential for transmissible spongiform encephalopathies in non-ruminant livestock and fish.</a> Revue Scientifique Et Technique-Office International Des Epizooties. 22 (1), 283-296 (2003).</li>
<li>Jennelle, C. S., Samuel, M. D., Nolden, C. A., Berkley EA, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deer+carcass+decomposition+and+potential+scavenger+exposure+to+chronic+wasting+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Wildlife+Management%22%5BJournal%5D)">Deer carcass decomposition and potential scavenger exposure to chronic wasting disease.</a> Journal of Wildlife Management. 73 (5), 655-662 (2009).</li>
<li>Scherbel, C., Pichner, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Degradation+of+scrapie+associated+prion+protein+%28PrPSc%29+by+the+gastrointestinal+microbiota+of+cattle%5BTitle%5D)+AND+%22Veterinary+Research%22%5BJournal%5D)">Degradation of scrapie associated prion protein (PrPSc) by the gastrointestinal microbiota of cattle.</a> Veterinary Research. 37 (5), 695-703 (2006).</li>
<li>Jeffrey, M., Gonzaález, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transportation+of+prion+protein+across+the+intestinal+mucosa+of+scrapie+susceptible+and+scrapie-resistant+sheep%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pathology%22%5BJournal%5D)">Transportation of prion protein across the intestinal mucosa of scrapie susceptible and scrapie-resistant sheep.</a> Journal of Pathology. 209 (1), 4-14 (2006).</li>
<li>Nicholson, E. M., Richt, J. A., Rasmussen, M. A., Hamir, A. N., Lebepe-Mazur, S., Horst, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exposure+of+sheep+scrapie+brain+homogenate+to+rumen-simulating+conditions+does+not+result+in+a+reduction+of+PrP%28Sc%29+levels%5BTitle%5D)+AND+%22Letters+in+Applied+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Exposure of sheep scrapie brain homogenate to rumen-simulating conditions does not result in a reduction of PrP(Sc) levels.</a> Letters in Applied Microbiology. 44 (6), 631-636 (2007).</li>
<li>Motes C, M. aluquerde, Grassi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excretion+of+BSE+and+scrapie+prions+in+stools+from+murine+models%5BTitle%5D)+AND+%22Veterinary+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Excretion of BSE and scrapie prions in stools from murine models.</a> Veterinary Microbiology. 131 (1-2), 205-211 (2008).</li>
<li>Kruger, D., Thomzig, A., Lenz, G., Kampf, K., McBride, P., Beekes, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Faecal+shedding%2C+alimentary+clearance+and+intestinal+spread+of+prions+in+hamsters+fed+with+scrapie%5BTitle%5D)+AND+%22Veterinary+Research%22%5BJournal%5D)">Faecal shedding, alimentary clearance and intestinal spread of prions in hamsters fed with scrapie.</a> Veterinary Research. 40 (1), 4(2009).</li>
<li>Mathiason, C. K., Nalls, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Susceptibility+of+domestic+cats+to+chronic+wasting+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Virology%22%5BJournal%5D)">Susceptibility of domestic cats to chronic wasting disease.</a> Journal of Virology. 87 (4), 1947-1956 (2013).</li>
<li>Bjorndal, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexibility+of+digestive+responses+in+two+generalist+herbivores%2C+the+tortoises+Geochelone+carbonaria+and+Geochelone+denticulate%5BTitle%5D)+AND+%22Oecologia%22%5BJournal%5D)">Flexibility of digestive responses in two generalist herbivores, the tortoises Geochelone carbonaria and Geochelone denticulate.</a> Oecologia. 78 (3), 317-321 (1989).</li>
<li>Clark, R. G., Gentle, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimates+of+grain+passage+time+in+captive+mallards%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Zoology%22%5BJournal%5D)">Estimates of grain passage time in captive mallards.</a> Canadian Journal of Zoology. 68 (11), 2275-2279 (1990).</li>
<li>Dierenfeld, E. S., Koontz, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feed+intake%2C+digestion+and+passage+of+proboscis+monkey+%28Nasalis+larvatus%29+in+captivity%5BTitle%5D)+AND+%22Primates%22%5BJournal%5D)">Feed intake, digestion and passage of proboscis monkey (Nasalis larvatus) in captivity.</a> Primates. 33 (3), 399-405 (1992).</li>
<li>Thompson, A. K., Samuel, M. D., Van Deelen, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alternative+feeding+strategies+and+potential+disease+transmission+in+Wisconsin+white-tailed+deer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Wildlife+Management%22%5BJournal%5D)">Alternative feeding strategies and potential disease transmission in Wisconsin white-tailed deer.</a> Journal of Wildlife Management. 72 (2), 416-421 (2008).</li>
<li>Pulford, B., Spraker, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+PrPCWD+in+feces+from+naturally+exposed+Rocky+Mountain+elk+%28Cervus+elaphus+nelsoni%29+using+protein+misfolding+cyclic+amplification%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Wildlife+Diseases%22%5BJournal%5D)">Detection of PrPCWD in feces from naturally exposed Rocky Mountain elk (Cervus elaphus nelsoni) using protein misfolding cyclic amplification.</a> Journal of Wildlife Diseases. 48 (2), 425-433 (2012).</li>
<li>Hicks, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guano+deposition+in+an+Oklahoma+crow+roost%5BTitle%5D)+AND+%22Condor%22%5BJournal%5D)">Guano deposition in an Oklahoma crow roost.</a> Condor. 81 (3), 247-250 (1979).</li>
<li>Aldous, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Winter+habits+of+crows+in+Oklahoma%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Wildlife+Management%22%5BJournal%5D)">Winter habits of crows in Oklahoma.</a> Journal of Wildlife Management. 73 (4), 290-295 (1944).</li>
</ol>

未声明任何利益冲突。

我们展示了一种用于记录PrPRes物质通过乌鸦消化系统的操作流程。我们采用常规方法检测乌鸦是否能够将PrPRes物质转移至无疫病的地理区域。此前已有研究评估了PrPRes对反刍动物19-21和啮齿类动物22,23消化液的抗性，结果均显示这些消化液无法将其消除。未来应将这些技术应用于其他食肉动物24，因为它们也可能在食用腐肉时接触PrPRes物质，并将该物质携带至不同地理区域，从而促进朊病毒疾病的传播。
我们在炒鸡蛋“伪脑”材料中加入蓝色食用色素，以简单评估匀浆小鼠脑组织通过乌鸦消化道的大致通过时间。建议采用该技术的研究者首先检查研究动物现有粪便的颜色，然后选用与之对比最明显的食用色素。这将有助于轻松识别已通过研究动物体内的、被食用色素染色的物质。我们选择使用食用色素来估算通过时间，但也有其他研究者使用荧光颜料25、氧化铁26、彩色塑料标记物27以及彩色金属薄片（<e...

可传播性海绵状脑病（TSE）是一类致命的传染性神经退行性疾病，可影响野生动物、家养动物以及人类。TSE疾病的传染因子似乎是朊病毒蛋白的错误折叠或致病性异构体（PrPRes）1。动物TSE疾病包括骡鹿（Odocoileus hemionus）、白尾鹿（Odocoileus virginianus）、马鹿（Cervus elaphus）和驼鹿（Alces alces）中的慢性消耗性疾病（CWD）；绵羊和山羊中的痒病；家牛中的牛海绵状脑病（BSE）；养殖貂中的可传播性貂脑病；猫中的猫科动物海绵状脑病；牛科家族外来动物园反刍动物中的外来偶蹄动物海绵状脑病；以及非人灵长类动物中的海绵状脑病8。唯一的人类TSE疾病——变异型克雅氏病——较为罕见，被认为因摄入被PrPRes污染的食物而感染9。类似地，若食用被污染的牛肉，人类也可能感染BSE10。在所有TSE疾病中，仅有痒病和CWD被认为具有自我维持的流行病特征，其感染来源推测为动物间传播2,3,11，以及环境来源4-6。研究表明，大多数TSE疾病在自然暴露于PrPRes物质后，需经历显著的潜伏期才会出现临床症状2-4,6,8，而明显的物种屏障虽可降低但并不能完全消除跨物种传播的可能性12-14。
确定传染性朊病毒（PrPRes）物质传播机制对于解答TSE疾病如何在环境中扩散的问题至关重要。实验研究表明，昆虫15,16、家禽和猪17，以及美洲乌鸦（Corvus brachyrhynchos）7,18可能是PrPRes物质的被动携带者或传播媒介。最近已有研究记录了PrPRes物质通过乌鸦消化系统的全过程，证实了其在TSE疾病扩散中可能发挥的作用7。这些结果表明，作为食腐动物的乌鸦有可能接触并摄取感染性物质，并通过排泄粪便将传染性物质运输至无病区域。
本文所展示的方法用于记录PrPRes物质在乌鸦消化系统中的传递过程，将极大促进这些方法在未来相关研究中应用于其他食腐动物和食肉动物物种特异性模型。本研究采用常规方法探究了一种非传统的PrPRes物质传播途径，该途径可能促进PrPRes物质的扩散及其总体负荷。

<table><tbody><tr><td>RML Chandler株小鼠适应性羊瘙痒病</td><td>Rocky Mountain Laboratories</td><td></td><td></td></tr><tr><td>RC57BL/6小鼠</td><td>Hilltop Lab Animals</td><td></td><td></td></tr><tr><td>美洲乌鸦</td><td>野外捕获</td><td></td><td></td></tr><tr><td>青霉素-链霉素溶液（Pen/Strep）</td><td>Invitrogen</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>磷酸盐缓冲液（Phosphate buffered Saline）</td><td>Invitrogen</td><td>70011-044</td><td></td></tr><tr><td>超声波破碎仪（Sonicator）</td><td>Misonix</td><td></td><td></td></tr><tr><td>蛋白酶K溶液（Proteinase-K solution）</td><td>Roche</td><td>3115887001</td><td></td></tr><tr><td>上样缓冲液（Loading buffer）</td><td>Invitrogen</td><td>NP0007 和 0009</td><td></td></tr><tr><td>Bis-tris SDS PAGE 12% 胶</td><td>Invitrogen</td><td>NP0342</td><td></td></tr><tr><td>Immobilon PVDF 膜</td><td>Millipore</td><td>1SEQ00010</td><td></td></tr><tr><td>吐温20（Tween 20）</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P2287</td><td></td></tr><tr><td>子弹式搅拌器均质仪（Bullet blender homogenizer）</td><td>Braintree Scientific</td><td>BBX24B</td><td></td></tr><tr><td>2.3 mm 氧化锆/二氧化硅珠（Zirconia/silica beads）</td><td>BioSpec Products</td><td>11079125Z</td><td></td></tr><tr><td>Bar224抗PrP单克隆抗体</td><td>Cayman Chemical</td><td>10009035</td><td></td></tr><tr><td>Superblock封闭液</td><td>Thermo Scientific</td><td>37517</td><td></td></tr><tr><td>化学发光底物（chemiluminescent substrate）</td><td>Millipore</td><td>WBKLS0500</td><td></td></tr><tr><td>G-box凝胶成像系统</td><td>Syngene</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

通过鸟类消化系统传播后鉴定传染性朊病毒的实验步骤

Procedures for Identifying Infectious Prions After Passage Through the Digestive System of an Avian Species

传染性朊病毒（PrPRes）物质可能是导致致命性神经退行性可传播海绵状脑病（TSE）的病因1。TSE疾病的传播，例如慢性消耗性疾病（CWD），被认为既可通过动物之间的直接接触2,3，也可通过环境来源进行传播4-6。食腐动物和食肉动物有可能通过摄食和排泄受CWD污染的动物尸体，将PrPRes物质转移至其他区域。最近的研究已证实，PrPRes物质可穿过美洲乌鸦（Corvus brachyrhynchos）——一种常见的北美食腐鸟类——的消化系统7。
我们描述了用于记录传染性PrPRes物质通过美洲乌鸦体内过程的实验方法。将RML毒株的小鼠适应型痒病病原经灌胃方式给予乌鸦，并在灌胃后4小时收集其粪便。随后将乌鸦粪便混合后腹腔注射至C57BL/6小鼠体内。对小鼠进行每日观察，直至其出现小鼠痒病的临床症状，随后实施安乐死。无症状小鼠则持续观察至接种后365天。通过蛋白质印迹分析确认小鼠的疾病状态。结果表明，朊病毒在经过乌鸦消化系统后仍具有传染性，并存在于其粪便中，可导致实验小鼠发病。

所采用的实验步骤表明，乌鸦的消化系统在经口灌胃接种痒病脑组织匀浆后4小时，并未消除PrPRes的感染性7。所有20只经PrPRes材料灌胃的乌鸦随后均通过粪便将PrPRes物质传播给小鼠。通过观察小鼠出现临床痒病症状，并结合蛋白质印迹分析完成疾病确诊，从而确认了患病小鼠的存在。
对乌鸦摄入物质的滞留时间进行研究发现，通过灌胃给药的乌鸦，其消化道通过时间为4小时，依据是粪便中染料的出现（图1）。所有粪便均使用一次性移液管收集，并为每只乌鸦分别合并（图2）。在初步试验中，将未经处理的乌鸦粪便上清液腹腔注射入小鼠后，出现了急性毒性反应。通过用青霉素和链霉素处理粪便接种物，并结合紫外线照射和超声波处理，我们解决了这一问题。
所有接种了朊病毒阳性小鼠脑组织（9/9）或接种朊病毒后乌鸦粪便（66*/84）的小鼠均出现临床症状，并通过蛋白质印迹分析检测呈阳性（图3</st...

食腐动物可能通过其粪便将具有感染性的可传播性海绵状脑病朊病毒转运至无疫区。我们详细描述了用于确定鼠源适应性羊痒病朊病毒在通过美洲乌鸦（Corvus brachyrhynchos）——一种常见以动物尸体为食的鸟类——消化道后是否仍具有感染性的实验方法。

传染性朊病毒（PrPRes）物质可能是导致致命性神经退行性可传播海绵状脑病（TSE）的病因1。传播……

本程序的总体目标是记录传染性朊病毒物质通过美洲乌鸦消化系统的过程。这首先通过给乌鸦灌胃传染性朊病毒物质来实现。第二步是收集灌胃后四小时内的乌鸦粪便，并制备用于注射到小鼠体内。随后，小鼠经腹腔接种一毫升乌鸦粪便匀浆。最后一步是每日监测小鼠，直至其表现出小鼠瘙痒症的临床症状。最终，采用蛋白质印迹分析来确认小鼠模型中是否存在感染性朊病毒，并验证疾病传播。关于乌鸦可能传播慢性消耗病的想法，是在一个冬日产生的。那天我们驱车前往一处圈养马鹿的设施进行研究，途中看到被车辆撞死的马鹿正被乌鸦啄食。随后在那天晚些时候，乌鸦又不知从何处飞来，降落在这些饲料槽中，就在马鹿旁边进食，并在马鹿食用的谷物上排便。此外，文献记载也显示，许多在科罗拉多州、怀俄明州度过夏季的乌鸦，冬季会集中在新墨西哥州的一个特定区域。而恰巧，新墨西哥州的这个区域正是慢性消耗病新近暴发的地点，并且距离该病的中心疫区有数百英里之遥。正是这两项观察结果让我们开始思考，乌鸦可能在慢性消耗病的跨地域传播中扮演着某种角色。这些技术的可视化演示至关重要，因为不正确的腹腔注射和口服灌胃技术可能导致实验动物死亡。首先，在炒鸡蛋中加入四滴蓝色染料并充分混合。然后，将五毫升染料与鸡蛋的混合物吸入一根两英寸长的灌胃针中，同时由一人轻柔地固定乌鸦。将乌鸦的喙部充分打开，以便观察其咽喉深处，然后将灌胃针小心插入其食道。若观察到任何呼吸异常，请拔出注射器并重新尝试，因为针头可能误入了气管。一旦确认灌胃针已进入食道，即可缓慢推注注射器内的内容物。每30分钟检查一次乌鸦，直至其不再排泄蓝绿色粪便。测试乌鸦约需四小时停止排泄蓝色粪便。接着，将一份未感染的C57BL/6小鼠脑组织与四份无菌PBS及一些玻璃珠加入子弹式匀浆器中。使用匀浆器将样品匀浆一至五分钟，直至达到均匀一致的质地。使用终末期患病的 R ML Chandler 毒株感染的 C57BL/6 小鼠脑组织重复此过程。随后，将匀浆物在 3000 × g 下离心一分钟。为去除较大的颗粒物。随后移除上清液，并用等体积的无菌1×PBS稀释，以制备10%重量/体积的脑组织匀浆。将样本置于-80°C的PBS中保存，直至灌胃前17小时使用。移除鸦舍中的食物但保留饮水。将乌鸦随机分配至处理组，使用两英寸灌胃针，经口灌胃每只乌鸦五毫升新鲜解冻的正常或感染小鼠脑组织匀浆。随后将乌鸦转移至独立笼中。灌胃后四小时收集并合并每个笼子内的所有粪便。随后，使用含玻璃珠的蓝色子弹型匀浆器将每只乌鸦的合并粪便匀浆，直至质地均匀。然后取500微升混合物，用9.5毫升无菌PBS按1:20稀释，将稀释后的粪便匀浆液离心15分钟。加入 1, 300 倍 G，然后将上清液转移至一个新管中。为最大限度降低继发性微生物感染的风险，按每毫升匀浆加入 1 单位青霉素和 1 微克链霉素。随后，将样品置于 3000 MP 破碎仪中，以功率设定 70 超声处理 30 秒，以破坏任何残留微生物的细胞膜。首先，将小鼠随机分配到此处所示的四个组别之一。第一组将接受感染乌鸦粪便。第二组将接受未感染乌鸦粪便。第三组将接受感染小鼠脑组织，第四组将接受正常小鼠脑组织。然后，对于MN组的第一组和第二组，分别吸取一毫升痒病阳性或痒病阴性的乌鸦粪便匀浆，根据小鼠的组别编号，使用25号针头进行匀浆处理。然后抓住小鼠颈背部的皮毛。用拇指和食指轻轻旋转，使其腹侧朝上。抬高小鼠的后端，使其头部略低于身体。将针头刺入皮肤一厘米，位于中线外侧一厘米、骶髂关节前方一至两厘米处。然后略微回抽，将匀浆缓慢注入小鼠体腔。接着，准备含与不含朊蛋白的冷冻小鼠脑匀浆，用于注射入第三组和第四组动物体内。首先用无菌 PBS 将朊病毒原液混合物按 1:10 稀释。然后，向第三组小鼠注射一毫升稀释后的朊病毒阳性脑组织匀浆，并向第四组小鼠注射一毫升稀释后的朊病毒阴性脑组织匀浆。每日监测小鼠，直至其表现出小鼠瘙痒病的临床症状。临床症状可能包括脊柱后凸、共济失调、尾巴僵硬、疏于理毛、消瘦和嗜睡。每日对上述六种临床症状分别进行评分。当出现可见体征时。零分表示无可见体征。一分表示中度体征，两分表示重度体征。当每日各项体征总分达到或超过8分持续一天，或达到或超过6分连续三天，或接种后第365天时，对小鼠实施安乐死。安乐死后立即采集脑组织，并将其储存于-80°C。随后妥善处理动物尸体，以确认初步诊断。将冷冻的小鼠脑组织解冻，并在装有玻璃珠的蓝色子弹型匀浆器中分别进行匀浆，直至质地均匀。接下来，制备 125 微升蛋白酶 K 消化液：将 109.39 微升 PBS 与 12.5 微升 pH 为 8 的 500 毫摩尔 EDTA 以及 3.1 微升 50 微克/毫升的蛋白酶 K 溶液混合。然后，向 17 微升脑组织匀浆液中加入 3 微升消化液。将样品置于45摄氏度恒温振荡加热块上孵育30分钟。孵育完成后，加入八微升SDS-PAGE上样缓冲液以终止消化反应，并将样品在95摄氏度下孵育五分钟。随后将样品上样至12% SDS-PAGE凝胶。对蛋白质进行凝胶电泳，并将凝胶转移至IMON PVDF膜上。转移完成后，用含0.2% Tween 20的PBS配制的5%脱脂牛奶封闭PVDF膜，室温下摇动封闭一小时。随后，用经Superblock以1:20,000稀释的Borrow 224和IPRP单克隆抗体（与辣根过氧化物酶偶联）孵育膜，室温下摇动孵育一小时。孵育后，用含0.2% Tween 20的PBS洗涤膜一小时。将膜与化学发光底物孵育五分钟以显色蛋白质。随后使用 G box 凝胶成像系统对膜进行成像。患病小鼠通过出现临床小鼠瘙痒症体征进行鉴定，并通过 Western 血液分析完成疾病确认。此处左侧两条泳道展示了正常小鼠脑组织匀浆（无朊病毒）在有或无蛋白酶K辅助下的情况。未使用蛋白酶K时可见三条条带。然而，由于正常蛋白质易受蛋白酶影响，第二条泳道中未见这些条带。第三条泳道显示的是经蛋白酶消化的朊病毒阳性对照样本。蛋白酶导致原始三条条带发生迁移，这是由于蛋白质的N端和C端发生缺失所致。但受感染的蛋白质无法像正常脑组织样本中那样被完全消化。右侧所示为经蛋白酶K消化的脑组织样本，该样本取自接种了感染朊病毒乌鸦粪便的小鼠；条带未被消化的现象证实了样本中存在朊病毒。观看本视频后，您将更深入地了解如何记录传染性朊病毒物质在乌鸦消化系统中的传递过程。随后通过腹腔注射小鼠生物测定法验证其传染性。

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Research

科研

JoVE Journal

Immunology and Infection

免疫学与感染

用于识别传染性朊病毒通过后通过一个鸟类的消化系统程序

本文介绍了一种新方法，用于监测免疫细胞在腹腔接种后立即摄取和转运朊病毒的过程。该方法通过纯化来自感染脑组织的聚集性朊病毒纤维，并用荧光标记，随后追踪其从注射部位的摄取与移动情况，并鉴定介导这些过程的细胞类型。...

监测免疫细胞在腹腔感染数小时后对荧光标记朊病毒纤维的迁移作用

本研究描述了使用便携式实时逆转录聚合酶链式反应（rRT-PCR）系统对野生鸟类中的禽流感进行诊断。该方法利用冻干试剂，可在非实验室环境下对野生鸟类进行筛查，适用于疫情暴发时的典型现场情况。分子检测工具可为快速诊断提供准确且灵敏的替代方案。...

野鸟中禽流感病毒的快速诊断：野外便携式实时逆转录聚合酶链式反应与冻干试剂的应用

通过鸟类自然粪便样本验证并拓展了一种用于保存、检测和测序禽流感病毒RNA的方法。该技术无需维持冷链运输和处理具有感染性的病毒，且可应用于96孔高通量操作体系。...

利用FTA卡片进行禽流感监测：现场方法、生物安全与运输问题的解决方案

蛋白质错误折叠循环扩增（PMCA）是一种用于研究朊病毒转化、毒株及物种屏障的体外实验方法，也可用作朊病毒检测实验。...

蛋白质错误折叠循环扩增朊病毒

本视频演示了一种利用免疫组织化学方法在脑组织切片中检测错误折叠朊蛋白的技术。首先用甲酸处理脑组织切片，以变性朊蛋白并降低感染风险，再通过加热诱导表位修复来暴露朊蛋白聚集体，随后对错误折叠的朊蛋白聚集体进行免疫标记，并在显微镜下观察。...

利用免疫组织化学技术检测脑组织中的异常朊蛋白

跨突触示踪已成为一种强大的工具，用于通过多突触环路分析调控外周靶标的中枢传出通路。本文介绍了一种利用跨突触伪狂犬病病毒识别并定位功能性脑环路的实验方案，随后结合经典示踪技术，验证该环路中已鉴定神经元群之间的特定连接。...

从外周靶向通过伪狂犬病病毒进行跨突触示踪，继而进行霍乱毒素与生物素化葡聚糖胺双标记

本文介绍了一种简短的临床检查方案，以协助检测绵羊和山羊中的经典型和非典型痒病。...

检测绵羊非典型和典型痒病的临床检查方案

测量朊病毒疾病跨物种传播屏障具有挑战性，通常需要通过动物攻毒实验或生化检测来完成。本文介绍了一种 体外...

评估可传播性海绵状脑病的物种屏障 体外 朊蛋白转化检测

本文介绍一种简单、快速且高效的朊病毒扩增技术——实时震动诱导转化（RT-QuIC）方法的操作流程。...

粪便样本中慢性消耗性疾病朊病毒的实时震动诱导转化检测法

使用免疫组织化学方案对异常朊蛋白进行免疫标记，需要特定的样本和抗PrP抗体的制备方法。本方案描述了表位去遮蔽的关键步骤，以确保PrP免疫标记的准确性，并最大限度地减少非特异性背景染色。此外，该方法在对朊病毒感染组织进行免疫组织化学研究时，也考虑了相应的生物安全措施。...

异常朊蛋白的免疫组织化学检测

目前尚缺乏一种用于评估实验室环境中朊病毒污染常见区域及有效去污染方法的检测手段。本文所述方案为实施实验室朊病毒安全拭子检测提供了关键基础，且该方法可轻松调整，以满足不同实验室的具体需求。...

朊病毒安全实验室拭子检测

学习通过灌胃实验和粪便收集检测美洲乌鸦排泄物中的传染性朊病毒的方法，了解鸟类消化系统传播朊病毒疾病的机制及其对野生动物健康的影响。

通过鸟类消化系统传播后鉴定传染性朊病毒的实验步骤

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