נייר זה מפרט פרוטוקול להכנת תרבות שיתוף של תאים cryptococcal ו אמבות כי הוא למד באמצעות עדיין, תמונות פלורסנט ברזולוציה גבוהה שידור תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים. מומחש כאן היא הדרך שבה נתונים כמותיים יכולים להשלים מידע איכותי כזה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
נייר זה מפרט פרוטוקול להכנת תרבות שיתוף של תאים cryptococcal ו אמבות כי הוא למד באמצעות עדיין, תמונות פלורסנט ברזולוציה גבוהה שידור תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים. מומחש כאן היא הדרך שבה נתונים כמותיים יכולים להשלים מידע איכותי כזה.
כדי לדמות זיהום קריפטוקוקוס , אמבה, אשר הוא טורף טבעי של תאים cryptococcal בסביבה, יכול לשמש כמודל עבור מקרופאגים. זה אורגניזם טורף, דומה מקרופאגים, מעסיקה phagocyציטוזה כדי להרוג תאים הפנימו. בעזרתו של מיקרוסקופ לייזר ממוקד סריקה, תמונות המתארים רגעים אינטראקטיביים בין תאים cryptococcal ו אמבה נלכדים. הכוח החלטה של מיקרוסקופ אלקטרון גם מסייע לחשוף את הפרטים בדיקת אולטרה מבנית של תאים cryptococcal כאשר לכודים בתוך מזון אמבה ולאחר. מאז phagocyציטוזה הוא תהליך רציף, נתונים כמותיים משולבים אז בניתוח כדי להסביר מה קורה בנקודת הזמן כאשר התמונה נלכדה. כדי להיות ספציפיים, יחידות הזריחה יחסית נקראים על מנת לכמת את היעילות של אמבה הפנמה תאים cryptococcal. למטרה זו, תאים cryptococcal מוכתמים בצבע שהופך אותם זרוח פעם לכודים בתוך הסביבה החומצית של המזון ולבולית. כאשר נעשה שימוש יחד, מידע שנאסף באמצעות טכניקות כאלה יכול לספק מידע קריטי כדי לעזור להסיק מסקנות על ההתנהגות ועל גורלם של תאים כאשר הפנפו על ידי אמבה, ואולי, על ידי תאי phagocytic אחרים.
החיידקים התפתחו לאורך זמן כדי לכבוש ולשגשג נישות אקולוגיות שונות כגון הגבולות הפיזיים פתוח של הקרקע והמים, בין היתר1. בגומחות אלה, חיידקים לעתים קרובות לעסוק בתחרות ישירה עבור משאבים מוגבלים; חשוב מכך, עבור חומרים מזינים שהם משתמשים בהם לתמיכה בצמיחה או במרחב שלהם, שהם צריכים להתאים לאוכלוסיה המתרחבת2,3. במקרים מסוימים, כמה אורגניזמים הולואיקון כמו אמבה אולי אפילו קדומים על התאים cryptococcal כדרך לחילוץ חומרים מזינים מתוך ביומסה שלהם4,5. בתורו, זה מאפשר אורגניזמים כאלה להקים שליטה טריטוריאלית באמצעות שליטה על מספר האוכלוסייה של טרפו. בגלל הלחץ הטורף הזה, אפשר לבחור טרף כדי לייצר גורמים מיקרוביאלית, כמו כמוסה הקריפטוקוקאל6, כדי ליישב את ההשפעות השליליות של הלחץ. עם זאת, כתוצאה בלתי מכוונת של לחץ זה, כמה חיידקים לרכוש גורמים המאפשרים להם לחצות את מחסום המינים ולחפש נישות חדשות ליישב7, כמו חללים סגורים של גוף האדם כי הם עשירים בחומרים מזינים יש אידיאלי תנאים. האחרון עשוי להסביר כיצד חיידק יבשתי כמו קריפטוקוקוס (C.) נאופורמנים יכולים להפוך. להיות פתוגניים
לשם כך, חשוב ללמוד את הקשר הראשוני כי תאים cryptococcal עשוי להיות עם אמבה וכיצד זה יכול לבחור אותם להיות פתוגניים. באופן ספציפי יותר, זה עשוי לתת רמזים על איך תאים cryptococcal להתנהג כאשר פעלו על ידי מקרופאגים במהלך הזיהום. זה בגלל הסיבה כי אמבה נבחרה כמודל עבור מקרופאגים כאן, כפי שהוא זול יחסית קל לשמור על תרבות של אמבה במעבדה8. העניין היה גם לבדוק כיצד הקריפטוקותא משנית משני מטבוליטים. 3-חומצות שומן הידרורוקסי9,10 להשפיע על האינטראקציה בין אמבות ותאי cryptococcal.
דרך פשוטה של תפיסת האינטראקציה בין אמבה וטרפו עם עין בלתי היא ליצור מדשאה באמצעות טרפו על פני השטח של צלחת אגר ואמבה ספוט. ויזואליזציה של לוחיות או אזורים ברורים על צלחת אגר מתאר אזורים שבהם אמבה אולי ניזון טרף שלה. עם זאת, ברמת מאקרו זו, רק את תוצאת התהליך הוא ציין, והתהליך של phagocyציטוזה הוא ממוכן לא ניתן לצפות. לכן, כדי להעריך את התהליך על בסיס תא-לתא, ישנן מספר שיטות מיקרוסקופיים שניתן להשתמש בהן11,12. לדוגמה, מיקרוסקופ הפוך עם תא דגירה יכול לשמש להקליט וידאו לשגות זמן של אירועים בין תא phagocytic היעד שלה13. למרבה הצער, בשל העלות של מיקרוסקופ עם פונקציונליות זמן לשגות, זה לא תמיד אפשרי מעבדות לרכוש כזה מיקרוסקופ, במיוחד במשאבים עניים-הגדרות.
כדי לעקוף את המגבלה שלעיל, מחקר זה מציג עיצוב סדרתי שמעריך את האינטראקציה של ה- c. neoformans מק. נאופורמנים 1378 ו- c. neoformans Lmpe 046 עם הקואקאואמבה קסטאני . ראשית, נעשה שימוש בשיטה איכותית הקודמת לשיטה כמותית. תמונות סטילס לכוד באמצעות מיקרוסקופ הפוך מעין פלואורסצנטית, כמו גם מיקרוסקופ אלקטרון שידור לתאר את האינטראקציות אמבה-קריפטוקוקוס . זה היה לאחר מכן על ידי כימות זריחה באמצעות קורא צלחת להעריך את היעילות של אמבה להפנים תאים cryptococcal. כאשר ליישב ממצאים משיטות אלה בשלב פרשנות הנתונים, זה עשוי לחשוף באופן שווה את המידע הקריטי הרבה כמו pergocyציטוזה מעידה בזמן וידאו.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הצפנת קריפטוקוקוס וכמה זנים קסטאנימה של הקואקאז נחשבים ברמה אבטחה טיחות 2 (bsl-2) פתוגנים; לכן, החוקרים חייבים לנקוט אמצעי זהירות נאותים כאשר עובדים עם אורגניזמים אלה. לדוגמה, על אנשי המעבדה להיות בעלי הכשרה מסוימת וציוד הגנה אישי (PPE) כגון מעילי מעבדה, כפפות והגנת עיניים. יש להשתמש בקבינט בטיחות ביולוגית (רמה 2) להליכים שעלולים לגרום לזיהום14.
1. טיפוח וסטנדרטיזציה של תאים פטרייתיים (השתנה ממדדו ואח ' 15 )
2. טיפוח וסטנדרטיזציה של תאים אמבה (משנת Madu et al. 15 )
3. כתמים פלואורסצנטית של תאים ללמוד phagocyציטוזה (השתנה מ-Madu et al. 15 )
4. שימוש במיקרוסקופיה אלקטרונית לחקר פאיגוציטוזה (שונה מוואן ווינק ווינגפילד 23 )
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חיידקים הם אורגניזמים מיקרוסקופיים שאי אפשר להיתפס עם עין בעירום. עם זאת, ההשפעה שלהם עלולה לגרום למחלות קליניות מובנת, כגון דלקות עור. כאשר לומדים היבטים מסוימים של חיידקים, החל מורפולוגיה שלהם, תוצרי לוואי ואינטראקציות, להיות מסוגל לספק ראיות ציורית ווידאו הוא בעל חשיבות עליונה.
אנחנו הראשונים שחיפשנו לדמיין את האינטראקציה בין תאים cryptococcal ו אמבה. למטרה זו, תמונות בשדה בהיר שהראה 2 שיתוף התאים שכונתיות נחקרו הראשון. תמונה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בעיתון, טכניקות שונות המועסקים בהצלחה כדי לחשוף את התוצאה האפשרית שעלולים להתעורר כאשר אמבה אינטראקציה עם תאים cryptococcal. כמו כן, היינו מעוניינים להראות את ההשפעות של חומצות שומן 3-הידרורוקסי על התוצאה של אינטראקציות של הקריפטוקוקוס-אמבה.
הטכניקה הראשונה שהייתה בשימוש היתה מיקרוסקופית מוקד, אשר הייתה עדיין בתמונות. החיסרון העיקרי של טכניקה זו היה כי זה נתן לנו רק מידע כי הוא מוגבל לנקודת זמן מסוימת. כל מסקנה שיכולה להיות מצוירת על בסיס התוצאות משאיל את עצמה לחשיבה אינדוקטיבית, שבה ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
העבודה נתמכת על ידי מענק מקרן המחקר הלאומי של דרום אפריקה (מספר המענק: UID 87903) והאוניברסיטה של המדינה החופשית. אנו גם אסירי תודה לשירותים ולסיוע המוצעים על ידי פיטר ואן ווינק והנלי גרובלר במהלך לימודי המיקרוסקופיה שלנו.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1,4-Diazabicyclo-[2.2.2]-אוקטן | Sigma-Aldrich | D27802-1.5-mL | |
| צינור פלסטיק | תרמו פישר סיינטיפיק | 69715-15-מ | |
| "ל צינור צנטריפוגה | תרמו פישר סיינטיפיק | 7252018-50 | |
| מ"ל צינור צנטריפוגה | Thermo Fisher Scientific | ||
| 1132017-8-Well מגלשת תא | Thermo Fisher Scientific | 1109650-Acetone | |
| Merck | |||
| SAAR1022040LC-Amoeba זן | ATCCÒ | 30234TM | - |
| ATCC בינוני 712 | ATCCÒ | 712TM | אמבה בינונית |
| שחורה 96 בארות צלחת מיקרוטיטר | תרמו פישר סיינטיפיק | ||
| 152089-צנטריפוגה | הרמל | - | - |
| כלורופורם | סיגמא-אולדריץ' | C2432-מיקרוסקופ | |
| קונפוקלי | ניקון ניקון TE 2000-שרף | ||
| אפוקסי: | |||
| [1] NSA | [1], ALS | [1], R1054 | - |
| [2], DER 736 | [2], ALS | [2], R1073 | - |
| [3], שרף ERL Y221 | [3], ALS | [3], R1047R | - |
| [4], S1 (2-דימתיל-אמינו-אתנול) | [4] ALS | [4] R1067-פלואורסצאין | |
| איזותיוציאנט | סיגמא-אולדריץ' | F4274-חומצה | |
| פורמית | סיגמא-אולדריץ' | ||
| 489441-פלואורוסקן אסנס FL | תרמו פישר מדעי | 374-91038C | קורא מיקרופלייט |
| גלוקוז | סיגמא-אולדריץ' | G8270-גלוטראלדהיד | |
| ALS | R1009 | - | |
| המוציטומטר | Boeco | - | |
| ציטראט עופרת | ALS | R1209-כרומטוגרפיה | |
| נוזלית ספקטרומטר מסה | תרמו פישר | מדעי-מתנול | |
| סיגמא-אולדריץ' | R 34,860-שייקר | ||
| אורביטלי | Lasec | - | - |
| אוסמיום טטרוקסיד | ALS | R1015-pHrodo | |
| Green Zymosan A BioParticles | Life Technologies | P35365 | זהו הצבע הרגיש ל-pH |
| תמיסת חיץ פיזיולוגית | Sigma-Aldrich | P4417-50TAB-שייקר | |
| סיבובי | Labcon | - | - |
| מאגר נתרן פוספט: | |||
| [1] די-נתרן מימן אורתופוספט דיהידרט | [1] Merck | [1] 106580 | - |
| [2] נתרן די-מימן אורתופוספט דיהידרט | [2] Merck | [2] 106345 | |
| מיקרוסקופ אלקטרונים שידור | פיליפס | פיליפס EM 100 | - |
| טריפן כחול | Sigma-Aldrich | T8154-Ultramicrotome | |
| Leica | EM UC7-אורניל | ||
| אצטט | ALS | R1260A-מייבש | |
| ואקום Lasec | - | - | |
| Vial | Sigma-Aldrich | 29651-U-YNB | |
| Lasec | 239210-YPD | ||
| אגר | סיגמא-אולדריץ' | Y-1500 | - |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.