מאמר זה מתאר פרוטוקול עבור בידוד axenic בקנה מידה גדול ואוסף של miracidia free-swimming של הלוויתן דם אנושי עלקת הבילהרציה mansoni ועיבוד עוקבות שלהם עבור מבוא לתרבות במבחנה .
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מאמר זה מתאר פרוטוקול עבור בידוד axenic בקנה מידה גדול ואוסף של miracidia free-swimming של הלוויתן דם אנושי עלקת הבילהרציה mansoni ועיבוד עוקבות שלהם עבור מבוא לתרבות במבחנה .
פספוסים דם אנושי, עלקת הבילהרציה spp., יש מחזור חיים מורכב שמערב שלבים התפתחותיים אל-זוויגית, מיניות בתוך השבלול ביניים, יונקים הסופי מארח, בהתאמה. היכולת לבודד ולקיים את שלבי מחזור החיים שונים בתנאים תרבות ' במבחנה הנחתה במידה רבה את חקירות של המנגנונים הסלולר, הביוכימי והמולקולרי ויסות טפיל צמיחה, פיתוח, מארח אינטראקציות. שידור של בילהרציה דורש רבייה אל-זוויגית ופיתוח של שלבים רבים זחל בתוך שבלול המארח; מ miracidium זיהומיות, דרך sporocysts ראשיים ומשניים, ועד השלב הסופי cercarial זה מסוגל להזיק לבני. במאמר זה אנו מציגים פרוטוקול צעד אחר צעד עבור המוני הבקיעה ובידוד של עלקת הבילהרציה mansoni miracidia מביצים המתקבל הכבדים של עכברים נגועים, מבוא עוקבות שלהם לתוך התרבות במבחנה . הוא צפוי כי פרוטוקול מפורט יעודד חוקרים חדשים לעסוק ולהרחיב שדה חשוב זה של מחקר schistosome.
האדם דם spp. עלקת הבילהרציה פספוסים, הסוכנים סיבתי של בילהרציה, מחלה טרופית מוזנח מתעצמת משוער 230 מיליון בני אדם ברחבי העולם1. המין הנפוץ ביותר, עלקת הבילהרציה mansoni, מופץ גיאוגרפית בדרום אמריקה, האיים הקריביים, המזרח התיכון, אפריקה לסהרה2. מחזור החיים של S. mansoni, ו schistosomes אחרים, היא מורכבת, מעורבים שורה מהווים הסופית יונקים ו חלזונות מים מתוקים של הסוג Biomphalaria המשמשים כפונדקאים ביניים בלבד.
S. mansoni מבוגר זכר ונקבה תולעת זוגות המתגוררים וורידי מצע המעי העליון האחורי להתרבות בתרבית של המארח, וכתוצאה מכך שחרורו של embryonated ביציות (פשוט) זה להיות תקוע בעצם venules קטן של רירית המעי. הביצים ואז פורץ דרך הקירות כלי השיט, דרך רקמות mucosal והזן בסופו של דבר לומן מעיים היכן הם נמצאים בוטל עם הצואה. כאשר ביצית מזין את הצוהר הזחלים מים מתוקים, free-swimming (miracidia), שהם חייבים, סדר קצר, למצוא חילזון Biomphalaria מתאימים כדי להדביק על מנת להמשיך את מחזור חייו. תהליך זיהום זה כרוך miracidial מצורף משטח הגוף החיצוני של החילזון ואחריו חדירה פעיל, כניסה של הזחל לתוך המחשב המארח. זמן קצר לאחר הכניסה, miracidium מתחיל לשפוך צלחות אפידרמיס ciliated החיצוני שלה כמו צורות syncytium שיהפכו את המשטח החיצוני החדש (tegument) של הזחל הבא, sporocyst ראשי או אמא. דרך רבייה אל-זוויגית, כל sporocyst ראשית מייצרת ומשחרר דור שני של sporocysts, כינה משני או הבת sporocysts, אשר בתורו, לייצר ולשחרר מספר גדול של השלב הסופי intramolluscan, cercaria3 . על הבריחה מהמחשב המארח חילזון, free-swimming cercariae מסוגלים הצמדת וחודר ישירות על העור של האדם או אחר מתאים שורה יונקים. כשנכנסתי אל הפונדקאי החדש שלהם, cercariae להפוך לבמה schistosomula טפיליות ו לפלוש במערכת כלי הדם. הם, בתורו, נודדים הריאה ולאחר מכן את וריד הכבד שבו הם התבגרת. תולעים בוגרות, יוצרות זוגות זכר ונקבה, לנסוע אל הורידים מצע המעי העליון כדי להשלים את מחזור החיים שלהם.
מוצלחת intramolluscan או "חילזון שלב" התפתחות הזחל schistosomes חיוני המשכיות המחזור של שידור מארח למארח אנושי. חשיבות קריטית היא הערך הבא תקופה של miracidium free-swimming לתוך המחשב המארח חילזון וטרנספורמציה מוקדם שלה על הבמה הראשית sporocyst. בהתאם התאימות פיזיולוגי ו בין המארח לבין טפיל, זה במהלך שלב זה של התפתחות הזחל את ההצלחה הראשונית או כשל ליצור זיהומים הוא נחוש4,5,6 . עוקבות התפתחות מסוגל לייצר asexually sporocysts משני, אשר לאחר מכן ליצור cercariae אנוש-זיהומיות, ראשי sporocysts נוספות דורשות סביבה מארח פיזיולוגיים מתירניות מספק עבור כל הצמיחה של הטפיל, הרבייה צריך.
עד כה, מעט מאוד ידוע על הבסיסית פיסיולוגי, ביוכימי, תהליכים מולקולריים אינטראקציות schistosome-חילזון לשליטה, במיוחד מולקולות מסלולים מעורבים בוויסות התפתחות הזחל ורביה, או להתכוונן תגובות מערכת החיסון של הפונדקאי. מוכן גישה לכמויות גדולות של אלה שדרגות בתנאים in vitro לקשרי תרבות כי היתר מניפולציה ניסויית מאוד להקל על הגילוי של מסלולים התפתחותית ומנגנונים הבסיסית של צמיחת תאים, בידול רבייה... נתיבים קריטיים טפיל או מנגנונים, מזוהה באמצעות ניסויים במבחנה , יוכל לשמש לאחר מכן כדי לשבש את הזחל הצמיחה רבייה במארח חילזון, או כדי לזהות חילזון מארח המערכת החיסונית מנגנונים מעורבים זיהוי ולמניעת שלבים miracidial או sporocyst.
זה מאמר, מצגת וידאו, אנו מספקים תיאור מפורט של שיטה לבודד מספר רב של free-swimming S. mansoni miracidia עבור מבוא לתרבות במבחנה זה עלולים להיות נתונים מעקב ניסיוני מניפולציה (ראו איור 1 מבט סכמטי של זרימת העבודה לפרוטוקול). אף על פי נהלים דומים שתוארו קודם לכן7,8,9, הרגשנו כי פרוטוקול מפורט יהיה שימושי לחוקרים המעוניינים להעסיק. את מודל זה להפנות שאלות שלא נענו עדיין קשורים פיתוח זחל intramolluscan תאית שגשוג, אינטראקציות המערכת החיסונית schistosome-חילזון. בנוסף, גישה זו יכולה להתאים בקלות עבור בידוד של הביצים אחרים trematodes חשוב מבחינה רפואית כגון שלפוחית השתן-דיור ס haematobium, פספוסים הכבד או הריאות פספוסים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל טיפול בבעלי חיים והתהליכים ניסיוני אושרו על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועל שימוש הוועדה באוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון תחת פרוטוקול אין. V005717. להלן כללי התנהגות כרוך עובד במתקן אבטחה ברמה 2 (BSL2) עבור האדם פתוגנים, אף אחד השלבים schistosome מצטיירת פרוטוקול זה אמנם זיהומיות בני אדם או יונקים אחרים. בצע את מדיניות מוסדית לטיפול פתוגנים האנושי הסיכון קבוצה 2 (RG2).
הערה: אנו משתמשים הנשי עכברים שוויצרי-וובסטר (6 - בן שבועיים) עקב הרגישות שלהם גבוה יותר זיהום10, ובכך מניב בנטל ביצה גדולה יותר. טאקר. et al. תאר את הפרוטוקולים זיהום עכבר וחילזון המשמשים את מערכת דגם11. טבלה של חומרים מפורטים כל ציוד ספציפי, חומרים, ריאגנטים, מקורות בעלי חיים צריכה לבצע פרוטוקול ניסיוני זה.
1. עיבוד של כבדי נגוע
2. הכבד בידוד חילוץ ו- miracidial
3. Miracidial קציר והטיפוח -תרגול
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הרוב המכריע של miracidia בדרך כלל שנאסף ב- "יבולים" שני הראשונים. דגירה של מבודדים miracidia ב CBSS + מפעיל על תהליך הטרנספורמציה miracidium-אל-sporocyst (איור 4A- C). בתוך שעה הראשונה העברה הבא לתרבות בארות המכיל CBSS +, הרוב המכריע של miracidia הפסקת שחייה (איור 4A). ב- 6-אייץ ' בתרבות, miracidia בעיצומו של פעיל ששפך צלחות אפידרמיס ciliated שלהם (איור 4B). חופפת התהליך שפיכת, הזחלי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Miracidia של S. mansoni, מבודד ולמניפולציה כמתואר להלן, יכול להדביק רק חילזון המארח ביניים, ולכן אינם מייצגים הביולוגי האנושי במהלך שלב זה של התפתחות הזחל. עם זאת, כדי למנוע חשיפה מקרית/זיהום של חלזונות, להקפיד לבצע miracidial ומשום במיקום שונה מאזורים שבו רגישים מינים חילזון Biomphalaria עשוי להיות נוכח או מתוחזקים. חדר נפרד, רשום כמרחב BSL2, מומלץ בחום. בנוסף, לשטוף כל פתרונות שימוש בעיבוד של כבדי ובידוד זחל צריכים להיות מטופלים עם חומר חיטוי (למשל, 1% מלבין) לפני סילוק.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לעורכים יש דבר לחשוף.
מומן בחלקו על ידי מענק-NIH RO1AI015503. עכברים נגועים schistosome נמסרו על ידי המרכז משאב NIAID בילהרציה מכון המחקר הביו-רפואי (Rockville, MD) דרך NIH-NIAID חוזה HHSN272201000005I להפצה באמצעות משאבים BEI.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>תמיסת מלח מאוזנת של צ'רנין (CBSS+) | <חזק>עבור 1 ליטר תמיסה | ||
| 2.8 גרם נתרן כלורי | פישר סיינטיפיק | S271-3 | ממיסים מלחים, למעט סידן כלורי, ו |
| 0.15 גרם אשלגן כלורי | Sigma-Aldrich | P5405 | ב-800 מ"ל ddH2O |
| 0.07 גרם נתרן פוספט, דו-בסיסי נטול מים | Fisher Scientific | S374-500 | ממיסים סידן כלורי בנפרד ב-200 |
| 0.45 גרם מגנזיום גופרתי heptahydrate | סיגמא-אולדריץ' | M1880 | מ"ל ddH2O |
| 0.53 גרם סידן כלוריד דיהידרט | Mallinckrodt | 4160 | מוסיפים לאט לאט סולן סידן לסולן המלח/סוכר עם |
| 0.05 גרם נתרן ביקרבונט | פישר סיינטיפיק | S233-3 | עם ערבוב קבוע |
| 1 גרם גלוקוז | MP ביומדיקל | 152527 | להתאים ל-pH 7.2 ולעקר מסנן באמצעות a |
| 1 גרם טרהלוז | Sigma-Aldrich | T0167 | 0.22 ומיקרו; m מסנן בקבוק חד פעמי |
| 10 מ"ל 100X פניצילין/סטרפטומיצין | Hyclone | SV30010 | הוסף פניצילין מסונן וסטרפטומיצין soln שימוש קודם |
| <חזק>Bge בינוני (Ibge) | <חזק>לתמיסה של 900 מ"ל | ||
| 220 מ"ל שניידר' s Drosophila בינוני שונה | Lonza | 04-351Q | ערבב את המדיום של שניידר עם 680 מ"ל ddH2O |
| 4.5 גרם הידרוליזט אנזימטי לקטאלבומין | Sigma-Aldrich | L9010 | הוסף הידרוליזט לקטאלבומין וגלקטוז |
| 1.3 גרם גלקטוז | Sigma-Aldrich | G0625 | התאם ל-pH 7.2 ועקר מסנן באמצעות 0.22 ומיקרו; m מסנן בקבוק חד פעמי מעוקר מראש |
| <חזק>מדיום Bge שלם (cBge) | <חזק>עבור 100 מ"ל תמיסה | ||
| 90 מ"ל מדיום | לביטול חום FBS: דגירה FBS מופשר ב | ||
| 9 מ"ל סרום בקר עוברי (FBS) (אופטימה) | Atlanta Biologicals | S12450 | אמבט מים ב-60&80; C למשך שעה בעדינות |
| 1 מ"ל 100X פניצילין/סטרפטומיצין | Hyclone | SV30010 | לסובב את הבקבוק כל 10 דקות Aliquot FBS מומת בחום לתוך צינורות של 15 מ"ל ולאחסן ב-20°C. מערבבים מסנן בינוני + FBS ו מעקרים באמצעות 0.22 & מיקרו; M מעוקר מראש מסנן בקבוק חד פעמי הוסף פניצילין וסטרפטומיצין לפני השימוש |
| <חזק>מי בריכה (תמיסת מלאי) | <חזק>1 ליטר של תמיסת מלאי | ||
| 12.5 גרם סידן פחמתי | Fisher Scientific | C64-500 | מערבבים את כל המלחים ב-1 ליטר של ddH2O |
| 1.25 גרם מגנזיום קרבונט | Fisher Scientific | M27-500 | שימו לב שהמלחים לא יהיו לגמרי |
| 1.25 גרם נתרן כלורי | פישר סיינטיפיק | S271-3 | מומס. יש לנער נמרצות כדי להשהות |
| 0.25 גרם מלחי אשלגן כלורי | סיגמא-אולדריץ' | P5405 | לפני הכנת הסולן העובד |
| <חזק>מי בריכה (תמיסת עבודה) | <חזק>1.5 ליטר תמיסה | ||
| 0.8 מ"ל תמיסת מלאי מי בריכה (לנער לפני שימוש) ב | מערבבים ציר ל-ddH2O | ||
| 1500 מ"ל של ddH2O | מעקרים את מי הבריכה על ידי חיטוי (איטי מחזור) | ||
| 1.5 מ"ל של 100X פניצילין/סטרפטומיצין | Hyclone | SV30010 | הוסף פניצילין וסטרפטומיצין לשימוש קודם |
| <תמיסת מלח חזקה>(1.2% NaCl) | <חזק>1.5 ליטר תמיסה | ||
| 18 גרם נתרן כלורי ב-1500 מ"ל של תמיסת מלח DDH2O | Fisher Scientific | S271-3 | Autoclave לעיקור |
| 1.5 מ"ל של 100X פניצילין/סטרפטומיצין | Hyclone | SV30010 | הוסף פניצילין וסטרפטומיצין לשימוש קודם |
| <חזק>ציוד וחומר נוסף: | |||
| 7-ליטר תא | בעקבות פרוטוקול IACUC מאושר מס' V001551 | ||
| עכברים | Taconic Biosciences | Swiss-Webster, נקבה, בת 6 שבועות, מורין | |
| CO2 מיכל ווסת | צלחת | ||
| תרבית רקמות 24 בארות | TPP | 92424 | |
| צלוחיות | |||
| מקור אור (150W) | Chiu Tech Corp | דגם F0-150 | |
| צנטריפוגה, מקוררת, דלי מתנדנד | צנטריפוגה אפנדורף | דגם 5810R | |
| בקבוקים (250 מ"ל) | Nalgene | ||
| 15 מ"ל, | קורנינג | 430053 | |
| צינורות העברה חד פעמיים סטריליים | פישר סיינטיפיק | 1371120 | |
| 0.22 ומיקרו; מסנן בקבוק חד פעמי מעוקר מראש | EMD Millipore | SCGPS05RE | |
| בלנדר נירוסטה | Waring | מסחרי דגם 51BL31 | |
| בלנדר, קיבולת 100 מ"ל | Waring מסחרי | ||
| מיקרוסקופ תרכובת הפוך | Nikon Instruments | ליקוי חמה של TE300 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.