טכניקה זו מספקת שיטה לקצור, לנרמל ולכמת צמיחה תאית של חיידקים פתוגנים כי הם מראש מעובדים בתאי פונדקאי protozoan טבעיים לפני הזיהומים של תאי יונקים. שיטה זו יכולה להיות שונה כדי להתאים מגוון רחב של תאי מארח לבמה יחול כמו גם סוגי תאי היעד.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
טכניקה זו מספקת שיטה לקצור, לנרמל ולכמת צמיחה תאית של חיידקים פתוגנים כי הם מראש מעובדים בתאי פונדקאי protozoan טבעיים לפני הזיהומים של תאי יונקים. שיטה זו יכולה להיות שונה כדי להתאים מגוון רחב של תאי מארח לבמה יחול כמו גם סוגי תאי היעד.
חיידקים פתוגנים תאי רבה משתמשים הפרוטוזואנים מים מתוקים כמאגר טבעי לשגשוג בסביבה. הלגיונלה pneumophila, הגורם לכך מדלקת הריאות הליגיונרים, זוכה ליתרון על פני בחיידקים פתוגניים בתרבית מבחנה כאשר נקטפו ראשון מתאי protozoan לפני הזיהום של מקרופאגים יונקים. הדבר מרמז כי גורמים ארסיים חשובים לא יכולים לבוא לידי הביטוי כראוי במבחנה. פתחנו מערכת צייתנית ליחולו L. pneumophila דרך מארח protozoan הטבעי Acanthamoeba castellanii לפני הזיהום של תאי יונקים. תרומתו של כל גורם ארסיות ניתן לבדוק על ידי השוואת צמיחה תאית של זן מוטציה לחיידקי סוג פראי לאחר שהכין מראש protozoan. GFP-להביע פראי סוג והמוטציה L. זני pneumophila משמשים להדביק monolayers protozoan בשלב אתחול ואפשרו להגיע לשלבים מאוחרים של גידול תאי. חיידקי פלורסנט אז נקצרים מן התאים הנגועים האלה ונירמול של ספקטרופוטומטריה לייצר מספרים דומים של חיידקים לזיהום לאחר למקרופאגים יונקים. לכימות, חיידקי חיים מנוטרים לאחר הדבקה באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי, cytometry זרימה, ועל ידי ציפוי מושבה. טכניקה זו מדגישה ומסתמכת על התרומה של ביטוי גני התא תלוי מארח על ידי חיקוי הסביבה שהיה נתקלה במסלול רכישה טבעית. גישה זו יכולה להיות שונה כדי להתאים לכל חיידק שמשתמש מארח מתווך כאמצעי להשגת יתרון פתוגניים.
חיידקים פתוגנים רבה יש להתאים את האסטרטגיות כלליות לניצול תאי מארח להישרדות ושכפולה בתא תאי. במקרים רבים, מנגנונים פתוגניים דומים בין תאים מטזואניים protozoan ו. עם זאת, שני microenvironments האלה שונים מאוד ויכול לגרום לביטוי הפרש של 1-4 גורמים ארסיים. המחלה הליגיונרים חיידק הלגיונלה pneumophila קשור ubiquitously עם סביבות מים מתוקים 5 ברחבי העולם. חשוב לציין, L. pneumophila טפח בתאי protozoan לפני הזיהום של מונוציטים אדם להשיג יתרון פתוגניים, מה שמרמז כי פרופילי ביטוי גנים הגלובליים של חיידק יציאת תא protozoan הם שונים מזה של במבחנה טפחה האורגניזם 6-8. בטבע, אמבות מים מתוקים לספק גבולות עשירים ברכיבים מזינים להגברה מהירה של חיידק פולש. רכישה אנושית ל ' pneumophמנהל מקרקעי ישראל הוא לרוב מיוחס לשאיפה של טיפי מים מזוהמים המכילות את החיידק. סביר להניח כי חיידקים אלו טיפי נמל protozoan תאים נלווים; בו תאי protozoan הם עמידים יותר לשיטות טיפול במים קונבנציונליים 9,10. זיהום של תמורת מקרופגים מכתשיים ריאה באופן כמעט זהה למחזור החיים התאי של החיידק בתאי פונדקאי protozoan 11-13.
כדי לשרוד ולהתרבות בתאים האיקריוטים, L. pneumophila משתמש במערכת מיוחדת סוג IVB הפרשה נקראת דוט / ICM כדי לספק כמעט 300 חלבונים 'מפעיל' לcytosol של התא המארח 14-16. חלבונים אלה מפעיל קולקטיבי לתפקד לחתור תחת תהליכים תאיים על מנת ליצור תא מתירנית שכפול לחיידק 17,18. מחיקות בכל של 26 גנים המרכיבים את תוצאת טרנספורטר דוט / ICM בזנים פגומים לmult התאיiplication 19-23. מבחינה הסטורית, מחיקה של גני קידוד מפעיל בודדים כמעט והביאה לזנים מוחלשים לצמיחה תאית. תופעה זו יוחסה לכמה היפותזות כוללים פונקציה מיותרת ועותקים של paralogous effectors.
החלק מהגורמים ארסיים באים לידי ביטוי רק בהקשר של צמיחת מארח תא הקשורים תאית 24. אנו רציונליזציה שאם מפעיל מסוים בא לידי ביטוי רק בהקשר של זיהום protozoan, אז התרומה של המפעיל, אינו יכולה להשתוות עם זן פראי סוג כאשר הן היו בתרבית במבחנה. L. pneumophila מעברים מreplicative לשלב מעביר כפי שהוא נכנס שלב נייח בתרבות 25. פנוטיפ מיתוג השלב מייצג את הדלדול התזונתי נתקל במהלך צמיחה תאית ומודגם באמצעות הרכבה של וטונים לתנועתיות 26. בגלל L. pneumophila הוא inva יותרsive וארסי כשנקצר מתאי protozoan, אנחנו בקשנו לפתח assay שייצג את המדינה הפתוגני של החיידק נאמן יותר כאשר הוא נתקל מקרופאגים המארחים.
לצורך כך, פתח assay יחול protozoan תכליתי שיכול להכיל את כל מארח מתאים לשני (תא המטרה) זיהומי השלב הראשונים (תא יחול) ושניים. תהליך ההדבקה הוא צייתן באמצעות שימוש בחיידקים ביציבות להביע חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP). המודל לזיהום protozoan Acanthamoeba castellanii כדלקמן המתודולוגיה בשימוש נרחב בתחום 27. לצעד הנפץ, L. זני pneumophila מעובדות במבחנה לשלב נייח בתקשורת הנוזלית לייצור חיידקים שכותרתו "העברה ל'(איור 1 א). חיידקים משמשים הבא כדי להדביק monolayers של A. castellanii עבור 18 שעות כדי להשיג שלב מאוחר של מחזור החיים התאי. וקואולות גדולה מכילהחיידקי ing ניתן דמיינו בנקודת זמן זו באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי (איור 1 א). תאי protozoan מכן lysed וחיידקים התאוששו מlysate נמדדים לפליטה ב512 ננומטר באמצעות קורא צלחת פלואורסצנטי. פלואורסצנטי מתואם עם צפיפות אופטית לחישוב ריבוי-of-זיהום (משרד פנים) להדבקת תאי היעד (1 איור, * המתאם Curve). לאחר פלישה (ט 0) ו 18 שלאחר פלישה (ט 18) שעות, תאי יעד לכימות לקרינה, המייצגים חיידקים תוך תאיים. פלואורסצנטי ניתן לפקח על ידי מיקרוסקופ וcytometry זרימה, וספירת קיימא ניתן למדוד באמצעות ציפוי מושבה. Assay יחול תמיד מלווה בזיהומים עם ל 'פרא מסוג pneumophila ומתח פגום במערכת דוט / ICM הסוג הרביעית ההפרשה (Δ DotA) (איור 1 א). זה חשוב מספק בקרות פנימיות להשוואה ישירה בין פרא מסוגnd כל זנים מוטנטים isogenic המשמשים בתהליך ההדבקה. ההכללה של זן dota Δ לא האלים בשלב יחול קובעת סף לתצפית של פנוטיפים צמיחה נחלשו קשורים בזנים מוטנטים isogenic כי הם בתרבית במבחנה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת תרבויות הלגיונלה pneumophila לזיהומים בשלב קרקע
2. זיהום שלב יחול שימוש Acanthamoeba castellanii
3. זריעת THP-1 תאים לזיהום שלב תא יעד
4. עיבוד של חיידקים לזיהום שלב תא יעד לאחר זיהום שלב Priming
5. ניתוח ניסויי
הדמית תא חייה 5.1
תמונת הבארות הנגועות באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי (AMG EVOS fl) ב10X או 20X הגדלה (תרשימי 1A-D). את התמונות ניתן להשוות בין איכותי או כמותית לקביעת רמות הזיהום הוא בשלב האתחול וזיהומים בשלב תא המטרה.
cytometry זרימה 5.2
5.3 ציפוי CFU
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאה אופיינית לתהליך ההדבקה כל מתוארת באיור 1. לחיות micrographs קרינה סלולרית המתאר monolayers של A.castellanii נגוע בL. פראי מהסוג pneumophila בשלב יחול מוצג באיור 1 א. מידת הצלחה של הצעד יחולו תוביל לאוכלוסייה של כ 90% מתאי המארח המכילים וקואולות גדולה המאכלסת GFP חיידקים שכותרתו במשרד פנים הזאת. בפוסט זיהום 18 שעות, רוב א תאי castellanii השיגו המון חיידקים מרביים עדיין תמוגה מהאוכלוסייה היא מינימאל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ביטוי גני חיידקי נתונה לפיקוח הדוק באמצעות שילוב של התקדמות ותגובה לאותות בmicroenvironment סביב מחזור חיים. פתוגנים Vacuolar כגון L. pneumophila להגיב לשפע של רמזים מארחים תא המופקים כאשר ממודר בphagosome. כתוצאה קולקטיבית של תשישות תזונתית בתא הפונדקאי, החיידק מפצה על ידי הבעת גורמים הנדרשים להפצה מוצלחת לתא מארח שלאחר מכן 25. L. pneumophila מותאם ביעילות לטפילים מגוון רחב של תאי protozoan ולכן מטפח קטלוג נרחב של חלבוני מפעיל לנהוג תהליך זה. חלבונים ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
אנו מודים לד"ר קרייג ורוי ד"ר דריו מחליקים על מתן תבנית לזיהומים סלולריים protozoan. אנו מודים לד"ר Jagdeep Obhrai, ד"ר ג'ורג'יאנה פורדי, ד"ר פרד הפרון וטוד יזנר לציוד וריאגנטים; ד"ר הלול Cambronne לסקירה ביקורתית של כתב היד. cytometry הזרימה בוצע במתקן OHSU תזרים Cytometry המשותף המשאבים. עבודה זו נתמכה בחלקו על ידי מענק מהקרן למחקר הרפואית של אורגון ומענק NIH R21 AI088275 (EDC).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Reagent | |||
| chloramphenicol | Fisher Scientific | BP904-100 | אנטיביוטיקה |
| IPTG | Fisher Scientific | BP1755-10 | |
| ACES | Sigma | A9758-1KG | רכיב מדיה |
| ATCC בינוני: 712 PYG | ATCC | אמצעי גידול עבור פרוטוזואים | |
| 1X PBS | פישר Scientific | SH30256FS | פוספט חוצץ |
| מי מלח פחם פעיל | Fisher Scientific | C272-212 | רכיב |
| מדיה תמצית שמרים | Fisher Scientific | BP1422-500 | רכיב מדיה |
| פפטון | BD Diagnostics | 211677 | רכיב מדיה |
| אגר | Fisher Scientific | BP1423-2 | רכיב מדיה |
| L-ציסטאין, 99%+ | Acros organics | 173601000 | תוסף מדיה |
| Ferric חנקתי nonahydrate | Fisher Scientific | I110-100 | media supplement |
| Equipment | |||
| EVOS fl | AMG | EVOS fl | מיקרוסקופ פלואורסצנטי |
| Smart Spec Plus | Bio-Rad | 170-2525 | ספקטרופוטומטר |
| 5810 R צנטריפוגה | Eppendorf | 22627023 | ספסל עליון צנטריפוגה |
| משחזר פלוס | Eppendorf | 22230201 | חוזר פיפטה |
| SpectraMax Gemini EM | מכשירים | קורא מיקרופלייט | |
| Softmax Pro 5.3 | מכשירים מולקולריים | 0200-310 | תוכנת קורא מיקרופלייט |
| 5424 מיקרופוגה | Eppendorf | 22620401 | שולחן עליון מיקרוצנטריפוגה |
| משאבת פיפטה לשחרור מהיר II | Scienceware | 379111010 | סיוע פיפטה |
| FACS Calibur | BD Bioscience | זרימה ציטומטר | |
| FlowJo 7.6.1 | תוכנת ציטומטריה זרימת | רישיון | |
| FlowJo 15 מ"ל צינור | BD פלקון | 352096 | צינור חרוטי פוליפרופילן |
| 1.6 מ"ל צינור מיקרופוגה | נפטון | 3745.X | צינורות מיקרוצנטריפוגה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.