כאן, אנו מתארים את המסלול subarachnoidal תוך-גולגולתי של זיהום בעכברים ללמוד את התפקידים של biofilms בסטרפטוקוקוס suis דלקת קרום המוח. מודל זיהום זה מתאים גם לימוד בפתוגנזה של אחרים דלקת קרום המוח ואת היעילות של תרופות חדשות נגד דלקת קרום המוח.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מתארים את המסלול subarachnoidal תוך-גולגולתי של זיהום בעכברים ללמוד את התפקידים של biofilms בסטרפטוקוקוס suis דלקת קרום המוח. מודל זיהום זה מתאים גם לימוד בפתוגנזה של אחרים דלקת קרום המוח ואת היעילות של תרופות חדשות נגד דלקת קרום המוח.
סטרפטוקוקוס suis הוא לא רק פתוגן חיידקי העיקרי של חזירים ברחבי העולם, אלא גם סוכן שפוגעות המתעוררים. בני אדם, חזירים, דלקת קרום המוח היא ביטוי מרכזי של ס' suis זיהומים. מודל מתאים לזיהום הוא כלי חיוני להבין את המנגנונים של מחלות הנגרמות על ידי פתוגנים. מספר מסלולים של זיהום בעכברים פותחו ללמוד בפתוגנזה של ס' suis זיהום. עם זאת, המסלולים בקרום הבטן תוך-אפי, תוך ורידי של זיהום אינם מתאימים ללמוד את התפקידים של רכיבים משטח ס suis דלקת קרום המוח ישירות במוח, כגון מטריצות מ biofilms. למרות intracisternal חיסון זה משמש ס suis זיהום, מדויק ההזרקה לא תואר. . הנה, התוואי subarachnoidal תוך-גולגולתי של זיהום תוארה במודל של עכברים לחקור את התפקידים של biofilms ב ס suis דלקת קרום המוח. תאים פלנקטוניים suis ס או תאים המדינה biofilm הוזרקו ישירות לתוך מרחב תת-עכבישי של עכברים דרך ההזרקה ממוקם 3.5 מ מ rostral מ bregma. ניתוח histopathological, ביטוי מוגבר mRNA של TLR2 ו ציטוקינים של רקמת המוח של עכברים הזריק biofilm המדינה תאים לציין בבירור כי ס suis biofilm ממלא תפקידים סופית ב ס suis דלקת קרום המוח. המסלול של זיהום יש יתרונות ברורים על פני נתיבים אחרים של זיהום, המאפשר חקר האינטראקציה מארח-חיידק. יתר על כן, הוא מאפשר את ההשפעה של רכיבים חיידקי על תגובות חיסוניות מארח ישירות במוח לפנות לבדיקה, ולא מחקה חיידקי הכניסה לתוך מערכת העצבים המרכזית. ניתן להאריך את המסלול הזה של זיהום על חקירת המנגנון של דלקת קרום המוח הנגרמת על ידי חיידקים אחרים. בנוסף, זה יכול לשמש גם כדי לבדוק את היעילות של תרופות נגד דלקת קרום המוח.
סטרפטוקוקוס suis (ס' suis) הוא פתוגן חיידקי העיקרי של חזירים ברחבי העולם, גורמות למחלות חמורות כולל דלקת קרום המוח, דלקת ריאות, אלח דם, דלקת פנים הלב, דלקת מפרקים1. . זה גם סוכן שפוגעות המתעוררים. עד כה, דווח כי תשעה אשר נגרמו מהזנים אליהם יכול לגרום לזיהום אצל בני אדם, כולל אשר נגרמו מהזנים אליהם 2, 4, 5, 9, 14, 16, 21, 24, ו 31-2,-3,-4. בני אדם, חזירים, דלקת קרום המוח הוא אחד הסימנים הקליניים העיקריים של ס' suis זיהומים. וייטנאם ותאילנד, suis ס הוא הגורם העיקרי של דלקת קרום המוח מבוגרים5. חיידקים פתוגנים המועברים במזון הם מיקרואורגניזמים לדבוק אחד בשני, מרוכזים-ממשק; הם חיוניים עבור התקפה אלימה חיידקי, הישרדות סביבות מגוונות, וכן עמידות לאנטיביוטיקה5. Biofilms מוקפים בדרך כלל מטריצה חוץ-תאית, המכיל בדרך כלל סוכרים, חלבונים ו- DNA6. האחרון הוא מסוגל להפיק תגובות דלקתיות המארח ו- ייצור ציטוקינים7. ביופילמים דווח מעורבים דלקת קרום המוח streptococcal במחקרים קודמים. Biofilms לתרום דלקת קרום המוח agalactiae סטרפטוקוקוס במודל דג אמנון, התגלה בתוך ברקמות המוח ביופילמים סביב קרום המוח משטחים ויוו דרך חיסון אינטרה-בטן8. במהלך דלקת קרום המוח, pneumoniae סטרפטוקוקוס נמצא במצב כמו biofilm, חיידקים במצב כזה biofilm היו יותר יעיל וגורם לדלקת קרום המוח בהעכבר זיהום דגם9. בנוסף, קודמות שלנו לומדים, המדינה biofilm המשויך ס suis במוח העכבר תורמת התקפה אלימה חיידקי על ידי ניתוח הישרדות10. עם זאת, עדות ישירה עבור biofilm מעורבות דלקת קרום המוח suis ס דורש חקירה.
מודלים חייתיים של זיהום suis ס פותחו בעכברים באמצעות בקרום הבטן (i.p.)11, תוך-אפי (i.n.)12, תוך ורידית (עירוי)13המסלולים intracisternal (אי. סי) של זיהום14, 15 , 16. עם זאת, המסלולים i.p. i.n., עירוי של זיהום אינם מתאימים ללמוד את התפקידים של רכיבים משטח ס suis דלקת קרום המוח ישירות במוח. אלה כוללים מטריצה חוץ-תאית מ biofilms. למרות חיסון הנצרך שימש ס suis זיהום, ההזרקה מדויק תואר לא בעיתונים האלו. לעומת זאת, הקואורדינטות stereotaxic של ההזרקה עבור חיסון subarachnoidal תוך-גולגולתי בבירור תואר המחקר הקודם17. פעולה זו מותרת זיהוי קל של הנקודה חיסון, יותר פשטני נסיוני. בנוסף, תוואי subarachnoidal תוך-גולגולתי זיהום מחקה חיידקי הכניסה לתוך מערכת העצבים המרכזית את הסינוסים או באוזן התיכונה17, ואת הקשר בין האוזן התיכונה לבין דלקת קרום המוח הנגרמת על ידי suis ס הוכח על ידי מדסן ואח18. יתר על כן, על-ידי החלת התוואי subarachnoidal תוך-גולגולתי של זיהום בעכברים, הראו כי ס' suis rss04 RNA קטנים תורמת דלקת קרום המוח שלנו המחקר הקודם10.
בהווה לומדים, שימש את נתיב subarachnoidal תוך-גולגולתי של זיהום בעכברים כדי לחקור את התפקידים של biofilms ב ס suis דלקת קרום המוח. עכברים נדבקו בנגיף פלנקטוניים תאים או biofilm תאים המדינה של ס' suis דרך זו של זיהום. ניתוח histopathological וביטוי mRNA מוגברת של TLR2, ציטוקינים מרקמות המוח של עכברים הזריק biofilm המדינה תאים לציין בבירור כי ס' suis biofilm תורמת דלקת קרום המוח.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הניסויים זיהום העכבר היו שאושרו על-ידי מעבדה חיה ניטור הוועדה של מחוז ג'יאנגסו, סין וביצע באוניברסיטה מעבדה חיה מרכז נאנג'ינג חקלאית (היתר המספר: SYXK (סו) 2017-0007).
1. הכנת חיידקים
הערה: ס' suis serotype 2 מעודו P1/7 הופרדה מרשת חזיר חולה עם דלקת קרום המוח19. זן P1/7 גדל טוד יואיט מרק (THB, הנוסחה לליטר THB: הלב אינפוזיה, 3.1 g; neopeptone, 20.0 g דקסטרוז, 2.0 g; נתרן כלורי, 2.0 g; ניתרן פוספט, 0.4 g; נתרן פחמתי, 2.5 g), מצופה על אגר טוד יואיט (THA, הנוסחה לליטר THA: הלב אינפוזיה, 3.1 g; neopeptone, 20.0 g; דקסטרוז, 2.0 g; נתרן כלורי, 2.0 g; ניתרן פוספט, 0.4 g; סודיום קרבונט, 2.5 g; אגר, 15.0 g)-CO 37 ° C ו-5%2.
2. סריקה ניתוח מיקרוסקופ אלקטרונים (SEM)
3. חיה ניסויים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
SEM ניתוח בוצע לבחון ביופילמים בתנאים ניסיוני. כפי שמוצג באיור1, יש הבדל משמעותי ביופילמים בין תאים פלנקטוניים (איור 1א') ותאים המדינה biofilm (איור 1B). ניתוח SEM הראה כי חיידקים biofilm היו במקבצים ואת שכבות מרובות והם היו עטוף של מטריצה חוץ-תאית, בעוד חיידקים פלנקטוניים היו הרבה פחות צפופה והתפזרו בעיקר בנפרד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המסלול subarachnoidal תוך-גולגולתי של זיהום המתוארים כאן יש יתרונות ברורים על פני נתיבים אחרים של זיהום. היא מאפשרת החוקרים ללמוד את האינטראקציה החיידק המארח ו השפעת רכיבי חיידקי על תגובות חיסוניות מארח ישירות במוח, המחקות חיידקי הכניסה לתוך מערכת העצבים המרכזית. לפיכך, ניתן להאריך את המסלול הזה של זיהום על חקירת המנגנון של דלקת קרום המוח הנגרמת על ידי חיידקים אחרים. בנוסף, זה יכול לשמש גם כדי לבדוק את היעילות של תרופות נגד דלקת קרום המוח.
על מנת לקבל תוצאות טובות בעזרת המודל, השלבים הקריטיים ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי מענקי מחקר מפתח הלאומי, תוכנית פיתוח של סין [2017YFD0500102]; הקרן הלאומית למדע הטבעי של סין [31572544]; המדינה מפתח המעבדה לביולוגיה Etiological וטרינרי [SKLVEB2016KFKT005]; החקלאות שנגחאי להחיל תוכנית פיתוח טכנולוגיה, סין [G2016060201].
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מרק טוד יואיט (THB) | בקטון, דיקינסון ושות' | DF0492078 | ממיסים 30 גרם מהאבקה ב-1 ליטר מים מטוהרים. חיטוי ב-121& מעלות; למשך 15 דקות. |
| Agar | DSBIO | 16C0050 | ממיסים 15 גרם מהאבקה ב-1 ליטר THB. חיטוי ב-121& מעלות; למשך 15 דקות. |
| מערכת טיהור מים ייחוס Milli-Q | Merck KGaA | Z00QSVCUS | ללא Dnase/Rnase |
| NaCl | Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd | 10019318 | להמיס 8 גרם NaCl, 0.2 גרם KCl, 1.42 גרם Na2HPO3, 0.27 גרם KH2PO4 ב-1 ליטר מים מטוהרים. חיטוי ב-121& מעלות; למשך 15 דקות. השתמש ב-KOH כדי להתאים את ה-pH ל-7.4. |
| Na2HPO3 | Xilong Scientific Co., Ltd | 9009012-01-09 | ממיסים 8 גרם NaCl, 0.2 גרם KCl, 1.42 גרם Na2HPO3, 0.27 גרם KH2PO4 ב-1 ליטר מים מטוהרים. חיטוי ב-121& מעלות; למשך 15 דקות. השתמש ב-KOH כדי להתאים את ה-pH ל-7.4. |
| KCl | Xilong Scientific Co., Ltd | 9009017-01-09 | ממיסים 8 גרם NaCl, 0.2 גרם KCl, 1.42 גרם Na2HPO3, 0.27 גרם KH2PO4 ב-1 ליטר מים מטוהרים. חיטוי ב-121& מעלות; למשך 15 דקות. השתמש ב-KOH כדי להתאים את ה-pH ל-7.4. |
| KH2PO4 | Xilong Scientific Co., Ltd | 9009019-01-09 | ממיסים 8 גרם NaCl, 0.2 גרם KCl, 1.42 גרם Na2HPO3, 0.27 גרם KH2PO4 ב-1 ליטר מים מטוהרים. חיטוי ב-121& מעלות; למשך 15 דקות. השתמש ב-KOH כדי להתאים את ה-pH ל-7.4. |
| KOH | Xilong Scientific Co., Ltd | 9009014-01-09 | ממיסים 8 גרם NaCl, 0.2 גרם KCl, 1.42 גרם Na2HPO3, 0.27 גרם KH2PO4 ב-1 ליטר מים מטוהרים. חיטוי ב-121& מעלות; למשך 15 דקות. השתמש ב-KOH כדי להתאים את ה-pH ל-7.4. |
| גליצרול | סיונפארם ריאגנט כימי ושות', בע"מ | 10010618 | מדולל בנפח שווה של מים מטוהרים, חיטוי ב 121 מעלות; למשך 15 דקות |
| 4% paraformaldehyde | סיונפארם כימי ריאגנט ושות', בע"מ | 80096675 | |
| 25% גלוטראלדהיד | סיונפארם ריאגנט כימי ריאגנט ושות', בע"מ | 30092436 | פי 10 מדולל במים מטוהרים לקיבוע. |
| אתנול | סיונפארם ריאגנט כימי ושות', בע"מ | 10009218 | |
| כלורופורם | סיונפארם ריאגנט כימי ושות', בע"מ | 10006818 | |
| Spctrophotometre | DeNovix Inc. | DS-11 + | |
| מגרסת תאים אולטרסאונד | NingBo Scientz ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | JY96-IIN | |
| צנטריפוגה | היטאצ'י קוקי ושות', בע"מ | CT15RE | |
| מקרר | Aucma ושות', בע"מ | DW-86L500 | |
| מיקרוסקופ אלקטרונים סורק | Zeiss | EVO-LS10 | |
| FastRNA Pro Green Kit | MP ביו-רפואי | #6045-050 | |
| FastPrep-24 מכשיר | MP ביו-רפואי | 116005500 | |
| מכשיר עבור PCR | SensoQuest GmbH | 1124310110 | |
| QuantStudio 6 Flex | Thermo Fisher Scientific | 4485689 | |
| SYBR Premix Ex Taq II | Takara Biomedical Technology (בייג'ינג) ושות', בע"מ | RR820A | |
| PrimeScript RT ערכת ריאגנטים עם מחק | gDNATakara Biomedical Technology (Beijing) Co., Ltd | RR047A | |
| מעבד רקמות סגור לחלוטין | Leica Biosystems Nussloch GmbH | ASP200S | |
| מודול הטמעת פרפין מחומם | Leica Biosystems Nussloch GmbH | EG1150H | |
| חצי אוטומטי סיבובי Microtome | Leica Biosystems Nussloch GmbH | RM2245 | |
| אמבט מים לקטעי פרפין | Leica Biosystems Nussloch GmbH | HI1210 | |
| Autostainer XL | Leica Biosystems Nussloch GmbH | ST5010 | |
| Agilent 2100 | Agilent Technologies | G2939A | |
| מיקרוסקופ אופטי | אולימפוס | BX51 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.