在实时以下的肺炎球菌毒力因子在小鼠急性肺炎模型的影响采用发光细菌
2014年2月23日
肺炎链球菌是导致病原体引起严重的社区获得性肺炎，负责超过200万世界各地的死亡。的牵连健身或致病细菌因素的影响，可以在实时中采用发光细菌急性小鼠肺炎或菌血症模型来监测。
该程序的总体目标是在 aurin 肺炎或脓毒症模型中实时跟踪链球菌肺炎感染。这是通过在复合培养基 THY 中培养后制备肺炎链球菌感染剂量来实现的。第二步是肺炎链球菌小鼠的鼻内或腹膜内感染。
最后一步是量化生物发光、小鼠的强度或小鼠的选定区域，以提供总光子发射。最终，一组小鼠的生物发光强度显示了感染随时间的变化。此外，还对生物发光小鼠的个体图像进行分析。
与确定肺部或不同组织中的细菌载量等现有方法相比，这些技术的主要优点是您可以仅使用一只动物来跟踪鞘膜感染。这项技术的影响延伸到基础研究，因为这项技术也可以应用于评估细菌因子和抗感染的生产力。这种方法可以提供对这批小鼠促销 Cox 的见解。
它也可以应用于其他系统，例如测定器官中的细菌载量。通常，研究人员会发现这种方法很容易学习，因为使用生物成像系统很简单，并且可以使用软件来准备图像。当我接触到生物成像系统时，我立即产生了将这种方法应用于 bios 和 primo oxide 感染实验的想法。
通过您对这种方法的演示至关重要，因为需要对动物进行特殊处理，并且由于接种等关键步骤难以解释，因此首先按照文本方案中的说明准备传染性生物发光肺炎球菌的库存。然后用肺炎球菌接种含有 40 毫升 FBS 补充 THY 培养基的试管，并以 OD 600 为 0.08 开始培养。将肺炎球菌在 37 摄氏度和 5% 二氧化碳下无搅拌地孵育 3 到 4 小时，直到培养物达到 OD 600 的 0.35 至 0.40。
然后以 3， 750 倍 G 离心 6 分钟，收获肺炎球菌。然后丢弃 snat 并重悬细菌沉淀。在 pH 值为 7.4 的大约 1 毫升 PBS 中，补充有 0.5% FBS，在 20 微升含 10% FBS 和 90 单位透明质酸酶的 PBS 悬浮液中将接种物调节至所需浓度。
不要摇晃或涡旋肺炎球菌，因为这会触发自溶。接下来，使用光学成像系统验证肺炎球菌 oulu 的生物发光 通过腹膜内注射氯胺酮和甲苯噻嗪麻醉 7 至 10 周龄的雌性近交小鼠。通过捏住尾巴来测试麻醉深度是否合适。
完全麻醉后，将鼠标夹在手指和拇指之间，鼻子直立。然后用带有细长尖端的移液器将 10 微升生物发光肺炎球菌滴到每个鼻孔上。老鼠不由自主地吸入细菌。
将鼠标直立握住一到两分钟，观察鼠标是否打喷嚏或保持接种物。完成。必须确保吸入感染剂量，以便小鼠吸入选定的感染剂量。因此，老鼠必须缓慢而有规律地呼吸。
请避免老鼠打喷嚏和部分感染剂量丢失。成功接种后。标记尾巴以便以后识别，并将鼠标放入新笼子中。
接下来，为了评估脓毒症感染模型中的毒力，用 100 微升腹膜内肺炎球菌菌株注射麻醉小鼠。标记尾部后，将鼠标返回到笼图像作为控件。用 PBS 成像注射另一组小鼠。
肺炎球菌的传播是通过图像分析软件完成的。首先，将成像模式设置为发光，然后设置成像参数，如下所示。将曝光时间设置为 1 分钟。
中等像素合并程度和 22.5 厘米的 FOV。在成像设备的麻醉室中用 iso、氟和氧的混合物麻醉小鼠。当小鼠缓慢呼吸时，将它们以仰卧位放入成像室，将鼻子插入连接到麻醉系统的管中。
要激活腔室顶部的 CCD 相机并开始生物发光光学成像，请立即在成像软件中按 acquire。屏幕上会出现密闭室中老鼠的照片。测量一分钟后，将显示生物发光数据和照片的叠加。
现在在暴露结束前大约 20 秒停止麻醉。将小鼠放回笼子里，让它们从麻醉中完全恢复，然后再将笼子放回架子上。除了监测它们的外观、行为和体重外，还继续每 8 到 10 小时对受感染的小鼠进行一次成像。
最后，使用图像分析软件通过量化鼻内感染 D 39 lux 或同基因突变体 D 39 luxe delta MET Q 的小鼠的总光子发射生物发光光学成像来确定每个时间点和小鼠组的生物发光强度。每组感染后 24 小时开始影像学检查，每 8 小时持续一次，直至死亡或感染后 120 小时。10 只小鼠中有 7 只出现严重的疾病迹象并死亡，而其他 3 只小鼠没有生物发光并存活下来。
请注意，其中两只小鼠的生物发光场景实际上是从相邻小鼠的强烈生物发光溢出的。成功感染生物发光野生型 D 39 lux 的小鼠在感染后 32 小时发展为严重的肺部感染，并在 8 至 16 小时内发展为败血症。所有在感染 D 39 lux 后发生肺炎和脓毒症的小鼠在感染后 96 小时死亡。
蛋氨酸结合脂蛋白的功能丧失显着损害了肺炎球菌的毒力。32 小时后，与所有易感的 D 39 lux 小鼠的感染相比，只有一只感染 mEq 突变体的小鼠表现出较弱的肺部感染。然而，48 小时后，感染该突变体的小鼠出现严重的肺部感染。
结果，这些小鼠在感染后 72 小时发生败血症，并在感染后 72 小时后变得更加丰富，表明在急性肺炎感染模型中，Met Q 的缺乏减轻了肺炎球菌。显示指定时间点分组小鼠的生物发光强度值。生物发光通量的定量显示野生型感染小鼠和 met q 感染小鼠在感染后 32 小时和 40 小时之间存在显著差异。
因此，met q 的功能丧失减轻了肺炎球菌并导致侵袭性感染的显着延迟，但一旦掌握，不会导致致命的棉绒细菌。如果执行得当，该技术可用于在一小时内监测 10 组 4 只小鼠。虽然尝试此程序对于确保 lum 完整并被小鼠吸入很重要 遵循此程序，也可以执行其他方法，如小鼠的共同感染，以回答其他问题，如轻微衰减和细菌突变 发展后。
这项技术为感染生物学领域的研究人员探索和可视化小鼠肺炎球菌肺炎或败血症铺平了道路。观看此视频后，您应该对如何使用生物成像系统感染小鼠和实时跟踪肺炎球菌感染有很好的了解。不要忘记，与 promo cocy 等人类致病菌一起工作可能是危险的，并且在执行此程序时应采取预防措施，例如在二级安全工作台下工作。
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概述
本研究通过生物发光模型对小鼠进行链球菌肺炎感染的实时监测。研究旨在了解导致肺炎和败血症期间的细菌毒力因子和适应性。
关键研究组成部分
科学领域
- 微生物学
- 传染病
- 动物模型
背景
- 肺炎链球菌是社区获得性肺炎的主要原因。
- 每年全球导致超过200万人死亡。
- 了解其毒力因子对开发有效治疗方法至关重要。
- 生物发光成像允许实时追踪感染。
研究目的
- 监测小鼠模型中链球菌肺炎感染的进展。
- 量化生物发光作为感染严重程度的度量。
- 分析感染动态随时间的变化。
使用的方法
- 从THY培养基中准备链球菌肺炎感染剂量。
- 通过鼻腔或腹腔感染小鼠。
- 量化感染小鼠的生物发光强度。
- 分析单个生物发光图像以评估感染变化。
主要结果
- 成功实现了感染进展的实时监测。
- 生物发光强度与感染严重程度相关。
- 个别成像提供了对局部感染动态的洞察。
- 该模型可用于研究细菌毒力因子。
结论
- 生物发光小鼠模型在研究链球菌肺炎感染方面有效。
- 这种方法允许实时评估感染动态。
- 研究结果可为未来的治疗策略研究提供信息。
常见问题
Executive Industry Relevance
Real-time bioluminescent imaging in acute mouse pneumonia models enables direct quantification of Streptococcus pneumoniae virulence and dissemination, supporting mechanistic de-risking in infectious disease target validation. This approach provides actionable, quantitative readouts for evaluating bacterial fitness and the impact of genetic modifications on pathogenicity. Integrating these capabilities at the discovery stage enhances predictive confidence and informs portfolio triage for anti-infective R&D.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct interrogation of bacterial virulence factor function in vivo.
- Supports biological de-risking by quantifying infection progression and severity.
- Facilitates functional target validation through comparative analysis of wild-type and mutant strains.
- Provides predictive confidence for prioritizing anti-infective targets.
Screening & Assay Development
- Delivers validated, quantitative bioluminescent readouts for infection burden.
- Enables reproducible, longitudinal monitoring within the same animal, reducing variability.
- Supports assay standardization and scalability for compound or genetic screening.
- Prepares robust biological systems for downstream efficacy evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical infection models with disease-relevant endpoints for translational continuity.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on real-time infection dynamics.
- Supports mechanistic de-risking by linking genetic perturbations to phenotypic outcomes.
Pipeline & Workflow Integration
This bioluminescent infection model bridges early discovery, target validation, and preclinical efficacy assessment in anti-infective pipelines.
- Discovery Biology: Quantitative imaging supports hypothesis testing of virulence factor roles and pathway involvement.
- Screening: Provides standardized, reproducible infection burden metrics for candidate evaluation.
- Analytics: Enables statistical comparison of infection kinetics and severity across experimental groups.
- Translational Research: Maintains continuity from mechanistic discovery to preclinical validation using disease-relevant models.
- Enterprise Reuse: Offers a scalable, reusable platform for diverse bacterial genetic and therapeutic studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in target validation.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and throughput in infection model studies.
- Strategic Value: Supports informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of anti-infective targets and candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in animal handling and infection model setup.
- Needs access to bioluminescent imaging systems and compatible analysis software.
- Demands cross-team standardization for imaging parameters and data interpretation.
- Adaptation may be needed for different bacterial strains or infection routes.
- Strict biosafety protocols are essential when working with human pathogens.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
2:23
Preparation of the Infectious Stock of Bioluminescent Pneumococci
3:58
Intranasal and Intraperitoneal Infection of Mice
5:38
Imaging Pneumococcal Dissemination into the Lung and Blood
7:30
Results: Pneumococcal Dissemination in Mice after Intranasal Infection
10:14
Conclusion
