In vivo méthode d'imagerie à distinguer inflammation aiguë et chronique

Summary

Nous décrivons une méthode d'imagerie non-invasive permettant de distinguer les stades inflammatoires. Administration systémique de luminol révèle des zones d'inflammation aiguë dépendent activité MPO dans les neutrophiles. En revanche, l'injection de lucigénine permet de visualiser l'inflammation chronique dépend de l'activité Phox dans les macrophages.

Abstract

L'inflammation est un aspect fondamental de nombreuses maladies humaines. Dans ce reportage vidéo, nous démontrons techniques d'imagerie non invasives bioluminescence qui distinguent inflammation aiguë et chronique chez des modèles de souris. À une lésion tissulaire ou invasion pathogène, les neutrophiles sont la première ligne de défense, en jouant un rôle majeur dans la médiation de la réponse inflammatoire aiguë. Comme la réaction inflammatoire progresse, monocytes circulants migrent progressivement dans le site de la lésion et se différencient en macrophages matures, qui interviennent dans l'inflammation chronique et de promouvoir la réparation des tissus par l'enlèvement des débris de tissus et la production de cytokines anti-inflammatoires. L'injection intrapéritonéale de luminol (,4-phtalazinedione, sel de sodium 5-amino-2 ,3-dihydro-1) permet la détection d'une inflammation aiguë largement médiatisée par infiltrant les tissus neutrophiles. Luminol réagit spécifiquement avec le superoxyde généré dans les phagosomes de neutrophiles puisque les résultats de bioluminescence d'une myéloperoxydase (MPO) réaction médiée. Lucigénine (bis-N-méthylacridinium nitrate) réagit également avec le superoxyde afin de générer la bioluminescence. Cependant, lucigénine bioluminescence est indépendant du MPO et il repose uniquement sur phagocyte NADPH oxydase (Phox) dans les macrophages au cours de l'inflammation chronique. Ensemble, luminol et lucigénine permettent la visualisation non invasive et l'évaluation longitudinale des différentes populations phagocytaires dans les phases inflammatoires aigus et chroniques. Compte tenu du rôle important de l'inflammation dans une variété de maladies humaines, nous pensons que cette méthode d'imagerie non-invasive peut aider à enquêter sur les rôles différentiels de neutrophiles et de macrophages dans une variété de conditions pathologiques.

Introduction

L'inflammation est une réponse biologique très réglementé impliqué dans une variété de maladies humaines, y compris l'infection microbienne ^1, la cicatrisation ^2, le diabète ^{3, 4} cancer, les maladies cardiovasculaires ^{5, 6} neurodégénératives, maladies auto-immunes et ^7. inflammation des tissus nécessite une bonne coordination des différentes cellules immunitaires afin d'atteindre dégagement pathogène, la réparation des tissus et de la résolution de la maladie. Neutrophiles et les macrophages sont des médiateurs immunitaires clés de l'inflammation des tissus. Dans la phase aiguë de l'inflammati....

Protocol

Note: Toutes les études chez l'animal ont été réalisées selon des protocoles approuvés institutionnels et des lignes directrices de soins aux animaux.

1. Réactifs et solutions

1. Solution PMA pour sc inoculation: Préparer une solution stock de phorbol 12-myristate 13-acétate (PMA) à 5 mg / ml dans le DMSO. Conservez la solution stock à -20 ° C. Avant inoculation, décongeler la solution de stock et diluer à 1 mg / ml de PMA dans PBS.
2. LPS solution pour inoculation SC: Dissoudre lipopolysaccharide (LPS de Salmonella enterica sérotype Enteritidis) dans du PBS stérile à 1 mg / ml avant sc inocula....

Results

Nous avons procédé à l'imagerie par bioluminescence longitudinale pour évaluer l'inflammation aiguë et chronique dans les modèles expérimentaux d'inflammation. Phorbol 12-myristate 13-acétate (PMA) est une protéine kinase C agoniste puissant (PKC) qui active Phox pour la production d'anion superoxyde et déclenche des réactions inflammatoires aiguës intenses ^21. Injection sous-cutanée de 50 mg de PMA chez la souris nude NCR a causé une irritation rapide de la peau et une inflammation aiguë des sites d'injectio.......

Discussion

Dans ce rapport, nous démontrons une méthode de bioluminescence pour l'imagerie non-invasive de l'inflammation chez les animaux vivants. Profitant de deux substrats luminescent, le luminol et lucigénine, la méthode peut distinguer les différentes phases de l'inflammation. Bioluminescence luminol est associée à des neutrophiles dans la phase aiguë de l'inflammation, de la bioluminescence alors que la lucigénine est médiée par des macrophages dans la phase chronique. Relativement faible (MW = 177,16 g / mo.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Phorbol 12-myristate 13-acétate (PMA)	Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO	P8139	;
Lipopolysaccharide de Salmonella enterica sérotype enteritidis	Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO	L2012	;
Luminol (5-amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazinedione, sel de sodium)	Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO	A4685	;
Lucigénine (nitrate de bis-N-méthylacridinium)	Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO	M8010	;
Système d’imagerie IVIS Spectrum avec progiciel Living Imaging 4.2	Caliper LS/Perkin Elmer, Hopkinton, MA		;