אנו מתארים שיטה הרומן ליצירת הומניזציה כפולה עכברים התכונה המערכת החיסונית האנושית תפקודית יציבה מנופה של בני אדם כמו מיקרובידום. ניתן לעקוב אחר פרוטוקול זה ללא צורך בעכברים ללא חיידקים או מתקני גנוטוביוטיקה.
מאמר שיטה
אנו מתארים שיטה הרומן ליצירת הומניזציה כפולה עכברים התכונה המערכת החיסונית האנושית תפקודית יציבה מנופה של בני אדם כמו מיקרובידום. ניתן לעקוב אחר פרוטוקול זה ללא צורך בעכברים ללא חיידקים או מתקני גנוטוביוטיקה.
עכברים הומניזציה (hu-עכברים) התכונה מערכת חיסונית אנושית תפקודית שינתה באופן מהותי את המחקר של פתוגנים אנושיים ומחלות. הם יכולים לשמש כדי לדגמן מחלות כי הם קשים אחרת או בלתי אפשרי ללמוד בבני אדם או דגמי בעלי חיים אחרים. המעיים יכולים להשפיע עמוקות על בריאות האדם ועל המחלה. עם זאת, מיקרובידום בטן מורלין שונה מאוד מזו שנמצאה אצל בני האדם. יש צורך שיפור מודלים פרה-קליניים הקדם-קליני כי יש חרט מיקרובידום במעיים אנושיים. לכן, יצרנו כפול-עכברים הכוללים גם מערכת חיסונית אנושית ויציבה של מיקרובידום בטן אנושיים. תהנהן. Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/szj (nsg) עכברים הם אחד החיות הטובות ביותר עבור הומניזציה בשל הרמה הגבוהה שלהם של הכשל החיסוני. עם זאת, חיידקים NSG ללא נבט, ומודלים שונים חשובים אחרים חיידקים שאינם מסחרית כרגע זמין. יתר על כן, הגדרות מחקר רבות אין גישה למתקני גנוביוטיקה, ועבודה תחת תנאים גנוביוטיים יכול להיות לעתים קרובות יקר זמן רב. וחשוב מכך, עכברים ללא חיידקים יש כמה ליקויים חיסוניים שקיימים גם לאחר החרט של חיידקים. לכן, פיתחנו פרוטוקול שאינו דורש בעלי חיים ללא חיידקים או מתקני גנוביוטיקה. כדי לייצר כפול-עכברים, עכברים NSG טופלו בקרינה לפני ניתוח כדי ליצור מח עצם, כבד, בלוטת התימוס-הומניזציה (hu-בייקון) עכברים. העכברים טופלו לאחר מכן עם אנטיביוטיקה ספקטרום רחב כדי לרוקן את מיקרובידום הבטן מורטין הקיים מראש. לאחר טיפול אנטיביוטי, העכברים ניתנו השתלות צואה עם דגימות של תורם אנושי בריא באמצעות gavage אוראלי. העכבר כפול-הייקון היו פרופילי הגנים הייחודיים של 16S rRNA מבוסס על מדגם התורם האנושי היחיד שהיה מושתל. חשוב מכך, המושתלת האדם כמו microbiome היה יציב בעכברים הכפול hu-בייקון למשך המחקר עד 14.5 שבועות לאחר ההשתלה.
עכברים הומניזציה (hu-עכברים) הפכו את המחקר של היבטים רבים של בריאות האדם ומחלות כולל המטפיאה, חסינות, סרטן, מחלות אוטואימוניות, מחלה זיהומית1,2,3,4 ,5,6,7,8,9. אלה-עכברים הם בעלי יתרון ברור על פני מודלים אחרים של העכבר כי יש להם מערכת פונקציונלית האדם החיסונית יכול להיות נגוע פתוגנים ספציפיים אנושיים. עם זאת, החשיבות של מיקרובידום בטן הפגינו על ידי תפקידה במחלות אנושיות רבות כגון השמנה, תסמונת מטבולית, מחלות דלקתיות, סרטן10,11,12, . שלוש עשרה המערכת החיסונית רירית ואת המעיים מיקרובידום הם הופמוטיות לשמור על בטן והומאוסטזיס מערכתית. המערכת החיסונית מעוצבת על ידי אנטיגנים המוצגים על ידי מיקרובידום המעיים ההופקלי המערכת החיסונית ממלא תפקיד רגולציה חשוב בקידום חיידקים המעיים המנוע וסילוק פתוגנים14,15, 16. עם זאת, מיקרובידום הבטן של הו-עכברים לא היה מאופיין היטב, מיקרובידום בטן murine שונה באופן משמעותי בקומפוזיציה ותפקוד מבני אדם17. זאת בשל הבדלים אבולוציוניים, פיזיולוגיים, ואנטומיים בין המורין לבטן האדם, כמו גם גורמים חשובים אחרים כגון דיאטה, אשר עשויים להשפיע על התוצאות הנסיוניות של מחלת hu-עכברים18. לכן, מעבר לסיווג של מיקרובידום בטן מורלין של hu-עכברים, מודל בעלי חיים הכולל הן מערכת חיסונית אנושית ומיקרובידום הבטן האנושית נחוצה כדי ללמוד את האינטראקציות המורכבות של מחלות אנושיות בvivo.
חקר המחלות האנושיות ישירות במקצועות האדם הוא לעתים קרובות לא מעשי או לא מוסרי. מודלים בעלי חיים רבים לא ניתן להשתמש כדי ללמוד פתוגנים אנושיים כמו וירוס הכשל החיסוני האנושי 1 (HIV-1). מודלים של פרימטים לא אנושיים הם מחוץ גנטית, יקר מאוד, ואינם חשופים לפתוגנים אנושיים רבים. עכברים שנגזרו כמו נבט חינם (GF) ו מחדש עם האדם כמו בטן microbiomes שימשו רבות כדי ללמוד בריאות האדם מחלה19,20. עם זאת, בעלי חיים אלה אין מערכת חיסונית אנושית ועבודה עם בעלי חיים GF דורש מתקנים מיוחדים, הליכים, ומומחיות. לכן, יש צורך שיפור מודלים טרום קליניים כדי ללמוד את הקשר המורכב של המעיים מיקרובידום ואת המערכת החיסונית האנושית. זנים רבים של עכברים, כגון נוד. Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/szj (nsg), אינם זמינים מסחרית כ-GF. בעלי חיים GF עלולים לסבול מליקויים חיסוניים ארוכי טווח שאינם מפוכים לחלוטין על ידי החרט של חיידקים21. לכן, יצרנו כפול העכברים שמציעות הן מערכת החיסון האנושי תפקודית מיקרובידום הבטן האנושי כמו המעיים בתנאים מסוימים ללא הפתוגן (SPF). כדי ליצור כפול הו-עכברים, הניתוח בוצע על עכברים NSG כדי ליצור מח עצם, הכבד, עכברים הומניזציה של התימוס (hu-בייקון). העכברים של הו-בייקון טופלו לאחר מכן עם אנטיביוטיקה ספקטרום רחב ולאחר מכן נתן השתלות צואה עם דגימת תורם אנושי בריא. אנו מאופיינים את הבטן בקטריאלי מיקרובידום של 173 דגימות צואה מ 45 כפול השני עכברים ו 4 דגימות בצואה אדם התורם. עכברים כפול הייקון יש פרופילי הגנים הייחודיים של 16S rRNA מבוסס על מדגם התורם האנושי היחיד כי הוא מושתל. חשוב מכך, המושתלת האדם כמו microbiome היה יציב בעכברים למשך המחקר עד 14.5 שבועות לאחר ההשתלה. בנוסף, metagenomes החזוי הראו שלעכברים כפולים בעלי יכולת פונקציונלית שונה מאשר עכברים שדומים יותר לדגימות התורמות האנושיות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל השיטות המתוארות כאן נערכו בהתאם לטיפול בבעלי חיים מוסדיים וועדת מחקר (IACUC)-פרוטוקולים מאושרים באוניברסיטת נברסקה-לינקולן (UNL). ה-IACUC ב-UNL אישר שני פרוטוקולים הקשורים להפקת ושימוש בעכברי hu-בייקון, כולל עכברים כפולים. בנוסף, מחקר מדעי הוועדה פיקוח (SROC) ב UNL אישרה גם את השימוש בתאי גזע האדם עובריים ורקמות העובר, אשר הושגו מן המשאבים Bioscience מתקדם עבור לימודי עכברים הומניזציה (SROC 2016-1-002).
1. שיכון ואחזקה של עכברים
2. הדור של עכבר בייקון הומניזציה
הערה: הדור של עכבר הו-בייקון תואר בעבר22,23,24.
3. טיפול אנטיביוטי
4. דגימות תורם והשתלת צואה
5. אוסף טרי מדגם הצואה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איור 1 מציג חלוקה לרמות של השיטות המשמשות ליצירת עכברי hu-בייקון כפולים ומתאר בקצרה את התהליך של הוספת מערכת חיסונית אנושית תפקודית ויציבה מיקרוביבה של האדם לעכברים nsg. איור 2 מראה דוגמה של הזרימה cy, לנסות ניתוח דם היקפי מעכבר בייקון הומניזציה 10 שבועות לאחר הניתוח. איור 3 מראה את השפע היחסי של הדגימות בצואה האנושית המשמש להעברת מיקרובידום בטן כדי ליצור שני עכברים. איור 4 מציג את השינויים פנוהופי הנגר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המתואר כאן הוא ליצירת עכברים כפול-בייקון התכונה הן המערכת החיסונית האנושית תפקודית ויציבה אנושי כמו בטן microbiome. פרוטוקול זה יכול להיות מותאם למודלים אחרים של עכברים או שאינם הומניזציה ללא צורך בעלי חיים GF ומתקני גנוביוטיקה. בעוד שהשיטות המתוארות כאן הן פשוטות יחסית, קיימות מספר פרטים קריטיים החשובים ליצירה מוצלחת של עכברים כפולים משני הסוגים. עכברים NSG הם מאוד חיסוני ומניעת זיהומים הוא המפתח להישרדות לטווח ארוך של העכברים. לקחנו את הצעדים הבאים כדי למנוע זיהום. ראשית, בעלי חיים שוכנו בכלובים מיקרובודדים ב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
אנו רוצים להודות ליאנמין וואן, לגוקובין קאנג, ולפלאבי קונדו לעזרתם ביצירת עכברים הוממיזציה. היינו רוצים להכיר את UNMC מתקן ליבה גנומיקה אשר מקבל תמיכה חלקית מרשת מחקר נברסקה ב גנומיקה תפקודית NE-INBRE P20GM103427-14, הביולוגיה המולקולרית של מערכות נוירוחושי CoBRE P30GM110768, פרד & פמלה מרכז הסרטן באפט-P30CA036727, המרכז של שורש ו ריזובידום חדשנות (CRRI) 36-5150-2085-20, ואת היוזמה נברסקה מחקר. אנחנו רוצים להודות לאוניברסיטת נברסקה-באגף מדעי החיים לינקולן הצוות שלהם על עזרתם. מחקר זה נתמך בחלק על ידי המכון הלאומי לבריאות (NIH) מענקים R01AI124804, R21AI122377-01, P30 MH062261-16A1 כרונית נגיף ההזדקנות במרכז neuroaids (שרשרת), 1R01AI111862 ל Q לי. לתורמים לא היה כל תפקיד בתכנון לימוד, איסוף נתונים וניתוח, הכנת כתב היד או ההחלטה לפרסום.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מחטי האכלה לבעלי חיים 18G | Cadence Science | 9928B | |
| Clidox-s Activator | מעבדות מחקר פרמקליות | 95120F | |
| Clidox-s Base | Pharmacal Research Laboratories | 96125F | |
| DGM 108 מתלה כלוב | Techniplast | ||
| שקית מכולת חומה שטוחה 3-5/8 אינץ' D x 6 אינץ' W x 11-1/16 אינץ' L | Grainger | 12R063 | |
| FMT תכשירי מיקרוביוטה לאספקה עליונה | OpenBiome | FMP30 | |
| ענבים Kool-Aid | Kraft Foods Inc. | ||
| hCD19-PE/Cy5 | Biolegend | ||
| Biolegend | |||
| 700 | Biolegend | ||
| Biolegend | |||
| /Cy7 | Biolegend | 301016 | |
| Lactate Buffered Ringer's Solution | Boston BioProducts Inc | PY-906-500 | |
| mCD45-APC | Biolegend | 103111 | |
| Microvette 100 K3E | Microvette | 20.1278.100 | |
| Neosporin עזרה ראשונה אנטיביוטיקה/משחה לשיכוך כאבים | עכברי Neosporin | ||
| NSG (NOD. Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ) | מעבדת ג'קסון | 005557 | |
| PrecisionGlide 25 G מחט | BD | 305127 | |
| RS200 רנטגן רנטגן | טכנולוגיות | ||
| Sealsafe Plus GM500 כלובי מיקרו-מבודד | טכניפלסט | ||
| סטרילי לא ארוג | גזה פישרברנד | 22-028-558 | |
| צ'או עכבר מוקרן חלבון 16% Teklad | 2916 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה