In vivo método de imagen para distinguir la inflamación aguda y crónica

Resumen

Se describe un método de imagen no invasiva para distinguir las fases inflamatorias. El suministro sistémico de luminol revela zonas de inflamación aguda que dependen de la actividad MPO en neutrófilos. En contraste, la inyección de lucigenina permite la visualización de la inflamación crónica dependiente de la actividad Phox en los macrófagos.

Resumen

La inflamación es un aspecto fundamental de muchas enfermedades humanas. En este informe de vídeo, se demuestra las técnicas de imagen no invasivas bioluminiscencia que distinguen a la inflamación aguda y crónica en modelos de ratón. Con daños en los tejidos o la invasión de patógenos, los neutrófilos son la primera línea de defensa, jugando un papel importante en la mediación de la respuesta inflamatoria aguda. A medida que avanza la reacción inflamatoria, los monocitos circulantes migran gradualmente en el sitio de la lesión y se diferencian en macrófagos maduros, que median la inflamación crónica y promover la reparación del tejido mediante la eliminación de restos de tejido y la producción de citocinas antiinflamatorias. La inyección intraperitoneal de luminol (,4-ftalazinediona, sal de sodio de 5-amino-2 ,3-dihidro-1) permite la detección de la inflamación aguda en gran parte mediada por neutrófilos infiltrantes de tejidos. Luminol reacciona específicamente con el superóxido generado dentro de los fagosomas de neutrófilos desde bioluminiscencia resulta de una mieloperoxidasa (MPO) reacción mediada. Lucigenin (bis-N-metilacridinio nitrato) también reacciona con el superóxido con el fin de generar bioluminiscencia. Sin embargo, lucigenin bioluminiscencia es independiente de MPO y se basa únicamente en la NADPH oxidasa de fagocitos (Phox) en los macrófagos durante la inflamación crónica. Juntos, el luminol y lucigenina permiten la visualización no invasiva y la evaluación longitudinal de diferentes poblaciones fagocitos a través de fases inflamatorias tanto agudas como crónicas. Teniendo en cuenta el importante papel de la inflamación en una variedad de enfermedades humanas, creemos que este método de formación de imágenes no invasiva puede ayudar a investigar los papeles diferenciales de los neutrófilos y macrófagos en una variedad de condiciones patológicas.

Introducción

La inflamación es una respuesta biológica altamente regulado que participan en una variedad de enfermedades humanas, incluyendo la infección microbiana ^1, cicatrización de la herida ^{2, 3} la diabetes, el cáncer de ^{4, 5} cardiovasculares, neurodegenerativas ^{6, 7} y enfermedades autoinmunes. Inflamación de tejidos requiere la coordinación adecuada de diversas células inmunes con el fin de lograr la autorización patógeno, la reparación de tejidos, y la resolución de la enfermedad. Los neutrófilos y los macrófagos son mediadores inmunes clave de la inflamación del tejido. En la fase aguda de la inflamación, los neutrófilos son los....

Protocolo

Nota: Todos los estudios con animales se realizaron de acuerdo con protocolos institucionales aprobados y las directrices de cuidado de animales.

1. Reactivos y Soluciones

1. Solución de PMA para la inoculación sc: Preparar una solución madre de forbol 12-miristato 13-acetato (PMA) a 5 mg / ml en DMSO. Guarde la solución madre a -20 ° C. Antes de la inoculación, descongelar la solución madre y se diluye hasta 1 mg / ml de PMA en PBS.
2. Solución de LPS para la inoculación sc: Disolver lipopolisacárido (LPS de Salmonella enterica serotipo enteritidis) en PBS estéril a 1 mg / ml antes de la inoculaci....

Resultados

Se realizó imágenes de bioluminiscencia longitudinal para evaluar la inflamación aguda y crónica en modelos experimentales de inflamación. Forbol 12-miristato 13-acetato (PMA) es un agonista de la proteína quinasa C potente (PKC) que activa Phox para la producción de anión superóxido y desencadena intensas respuestas inflamatorias agudas ^21. Inyección subcutánea de 50 mg de PMA en ratones desnudos NCr causó irritación de la piel rápido y la inflamación aguda en los sitios de inyección ^{18, 22, 23.} S.......

Discusión

En este informe, se demuestra un método para obtener imágenes de bioluminiscencia no invasivo de la inflamación en los animales vivos. Tomando ventaja de dos sustratos luminiscente, el luminol y lucigenina, el método puede distinguir diferentes fases de la inflamación. Bioluminiscencia Luminol se asocia con los neutrófilos en la fase aguda de la inflamación, mientras que la bioluminiscencia lucigenina está mediada por los macrófagos en la fase crónica. Relativamente pequeño (PM = 177,16 g / mol) y no cargado eléctricame.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Forbol 12-miristato 13-acetato (PMA)	Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO	P8139
Lipopolisacárido de Salmonella enterica serotipo enteritidis	Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO	L2012
Luminol (5-amino-2,3-dihidro-1,4-ftalazidinadiona, sal de sodio)	Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO	A4685
Lucigenina (nitrato de bis-N-metilacridinaio)	Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO	M8010
Sistema de imagen IVIS Spectrum con paquete de software Living Imaging 4.2	Caliper LS/Perkin Elmer, Hopkinton, MA