כל הניסויים בבעלי חיים בוצעו בהתאם באופן קפדני להנחיות האתיות שנקבעו על ידי ועדת האתיקה למחקר בעלי חיים של בית החולים הראשון המסונף של אוניברסיטת שינג'יאנג לרפואה (מס' אישור: IACUC-20231121-13) ובהתאם למדריך המכון הלאומי לבריאות (NIH) לטיפול ושימוש בבעלי חיים במעבדה (מהדורת 2011). יתרה מזאת, מחקר זה בוצע בהתאם להנחיות ARRIVE. כל האספקה (תגובות, צרכנים, ציוד ותוכנה) ומידע היצרן ומספרי הקטלוג המתאימים להם מסופקים בטבלת החומרים כדי להקל על שחזוריות.
1. תרבית חיידקים
זני ייחוס של Porphyromonas gingivalis ו-Fusobacterium nucleatum (מזהי זן המופיעים בטבלת החומרים) טופלו בתנאים אנאירוביים. התרביות הראשוניות הוקמו על לוחות אגר דם קולומביה מופחת מראש ודגרו אנאירובית (85% N₂, 10% H₂, ו-5% CO₂) בטמפרטורה של 37°C במשך 48 שעות. לתכשירים ניסיוניים, מושבה מבודדת היטב הוזרקה לתוך מרק עירוי לב של 40 מ"ל למוח ודגרה בתנאים אנאירוביים זהים עד לשלב הגדילה באמצע הלוגריתם (OD660 = 0.6–0.8). כדי למזער חשיפה לחמצן, בוצעו שלבי חיסון והעברה בתוך תחנת עבודה אנאירובית באמצעות מדיה וכלים מופחתים מראש. ריכוזי החיידקים תוקנו ל-1 ×10 8 CFU/mL לחשיפה לבעלי חיים באמצעות כימות מבוסס OD660 עם עקומת תקן OD–CFU ייחודית לזן שנוצרה באותם תנאי תרבית; עקומת הכיול נקבעה באמצעות דילול סדרתי וספירת מושבות על לוחות אגר אנאירוביים עם לפחות שלוש כיולים עצמאיים. למחקרי זיהום טרופובלסטים, תסמיני חיידקים נמדדו באמצעות שיטת ספירה מאומתת ודיללו במדיום תרבית מלאה ללא אנטיביוטיקה כדי להשיג את ריבוי הזיהום (MOI) שנקבע מיד לפני הקולטורציה המשותפת.
2. מגורי בעלי חיים וקיבוץ
עכברים ספציפיים ללא פתוגנים C57BL/6J (n = 90; 60 נקבות, 30 זכרים) בגילאי 6–7 שבועות שוחזקו בתנאים מבוקרים (22 °C ± 2 °C, 60% ± 10% לחות, מחזור אור של 12 שעות) עם גישה חופשית למזון ולמים. לאחר שבוע של הסתגלות, חולקו העכברים באקראי לשש קבוצות ניסוי (n = 15 לקבוצה): קבוצת ביקורת תקינה (NC), CAP עם P. gingivalis (AP), CAP עם F . nucleatum (AF), הזרקת וריד זנב מלוח תקינה (VN), הזרקת וריד זנב P. gingivalis (VP), והזרקת וריד זנב F. nucleatum (VF). נרשמו אקראיות והקצאת כלובים כדי למזער הטיית הקצאה והשפעות אפשריות בכלוב.
3. הקמת מודל ה-CAP
כל ההליכים הכירורגיים בוצעו בתנאים אספטיים. הרדמה נגרמה על ידי מתן תוך-פריטוניאלי של פנטוברביטל נתרן (1.62 מ"ג/30 גרם משקל גוף) בשילוב עם אטרופין סולפט (12.5 מיקרוגרם/30 גרם משקל גוף), ועומק ההרדמה המתאים אושר בהיעדר רפלקס גמילה מהפדל. העכברים הונחו בשכיבה על כרית חימום כדי לשמור על טמפרטורת הגוף, והפה נפתח בעדינות כדי לאפשר ראייה יציבה של הטוחנות הראשונות של המקסילריה הדו-צדדית. בהגדלה, פתחו את תאי המוך של הטוחנות הראשונות הדו-צדדיות של המקסילריה באמצעות בור עגול סטרילי, ולאחר מכן הוסר רקמת מוך קורונלית באמצעות מיקרו-מכשירים סטריליים. פתחי טיפול שורש זוהו באמצעות פצירה אנדודונטית קטנה (גודל 06–10), והתעלות עברו בעדינות כדי להגיע לפטנסיות תוך הימנעות מכוח מופרז כדי לצמצם את הסיכון לחור. התא נשטף במלח סטרילי (או PBS סטרילי) ויובש עם נקודות נייר סטריליות לפני החיסון.
החיסון החיידקי בוצע באמצעות תלייה סטנדרטית ב-1 × 108 CFU/mL. כדי להפוך את המינון לשחזור, הנפח שנמסר היה קבוע תפעולית ב-2 מיקרוליטר לשן (כ-2 ×10 5 CFU לשן), שסופק באמצעות קצה מיקרופיפטה מכויל הממוקם בכניסה לתא. נקודת נייר סופגת סטרילית שהושרה מראש באותו תלייה הוכנסה לתא העיסה לשמירה על חשיפה מקומית. המסירה המוצלחת אושרה על ידי הרטבה נראית לעין של נקודת הנייר והיעדר דליפה לחלל הפה. לאחר החיסון, התא יובש באוויר עד שלא נותר נוזל נראה לעין, ואז נאטם בדבק דנטלי מתקשה באור (20 שניות), ולאחר מכן שיקום באמצעות חומר קומפוזיט שרף זורם (20 שניות). שלמות האטם אושרה באמצעות בדיקה ויזואלית ובדיקה עדינה; שיפוצים שהראו פערים או אובדן מוקדם נאטמו מחדש מיד. ניתנו הקלה ומעקב לאחר הפרוצדורה, בהתאם להנחיות מוסדיות לטיפול בבעלי חיים.
שבועיים לאחר מכן הושגו צילומי רנטגן פריאפיאליים כדי לאשר את הקמת ה-CAP. ההקמה המוצלחת הוגדרה על ידי רדיולוצנטיות פריאפיקלית ברורה עם שינויים סביב העצם התואמים דלקת פריאפיקלית כרונית והרס עצם. ההזדווגות החלה שבועיים לאחר ההדבקה/היווצרות הדגם.
4. הקמת מודל הזרקת וריד הזנב
תסלים חיידקיים הוכנו בריכוז של 1 × 108 CFU/mL במי מלח סטריליים. העכברים היו מוגבלים, והזנב חומם למשך 1–2 דקות כדי להרחיב את הוורידים הצדדיים של הזנב. ההזרקות בוצעו באמצעות מחט דקה-רוחב (בדרך כלל 29–30 גרם) שהוחדרה בזווית רדודה (כ-10–15°). מיקום תוך-ורידי נכון אושר על ידי הבזק דם במרכז והזרקה חלקה עם התנגדות נמוכה; מיקום לא מוצלח הצביע על ידי התנגדות מוגברת ו/או היווצרות גוש תת-עורי, שבו ההזרמה הופסקה וחזרה על עצמה באתר קרוב יותר לאחר חימום קצר מחדש. העכברים קיבלו הזרקות יומיות במשך שלושה ימים רצופים (100 מיקרוליטר לעכבר בכל פעם). לאחר שלושה ימים, הנשים שוכנו יחד עם גברים, ובבוקר למחרת נבדקו פקקי הנרתיק. לאחר אישור הפקקים הנרתקיים (GD 0.5), הזרקות ניתנו כל שלושה ימים (100 מיקרוליטר לעכבר בכל פעם) עד ליום ההריון ה-15.
5. הקמת מודל עכברים בהריון
עכברים נקבות וזכרים אוחסנו יחד ביחס של 2:1 (נקבה/זכר) במהלך הלילה, החל מ-20:00 בכל יום. נוכחות פקק נרתיקי או מריחת זרע חיובית לזרע בשעה 08:00 בבוקר למחרת סווגה כיום הריון (GD) 0.5. לכל עכבר נרשמו משקל גוף ראשוני, משקל לפני הלידה, משקל לאחר הלידה, אורך הריון, משקל לידה יילודה, גודל המלטה ומספר הלידות המתות. בהתבסס על מחקרים קודמים29,30, הלידה שהתרחשה לפני סוכרת הריון 18.5 הוגדרה תפעולית כלידה מוקדמת בעכברים. מכיוון שקיצור הריוני עשוי להתרחש בטווח הזמן, תוצאות ההריון פורשו תוך התחשבות בהבחנה בין לידה מוקדמת אמיתית לפנוטיפים של קיצור הריון.
6. איסוף ועיבוד דגימות
ביום ההריון ה-15, שלוש עכברים בהריון מכל קבוצה נבחרו באקראי לדגימה שלייתית וכלי דם (NC/AP/AF ו-VN/VP/VF). לאחר הרדמה שנגרמה על ידי הזרקה תוך-פריטונלית של פנטוברביטל נתרן (1.62 מ"ג ל-30 גרם משקל גוף) ואטרופין סולפט (12.5 מיקרוגרם ל-30 גרם משקל גוף), נאספו דגימות דם באמצעות דימום רטרו-אורביטלי. עכברים הושמתו בתא פחמן דו-חמצני עד שאושר המוות בהיעדר נשימה, דופק ורפלקס קרנית; אספקת פחמן דו-חמצני התבצעה בגישה של מילוי הדרגתי בהתאם להנחיות רווחת בעלי החיים המוסדיות. פיצול עורק הקרוטיד ורקמות השליה נאספו במהירות באמצעות כלים סטריליים להפחתת זיהום בדגימות. רקמת השליה חולקה לשני חלקים: חלק אחד נשמר בטמפרטורה של −80°C, והחלק השני היה מקובע בפורמלין ניטרלי 10% למשך 24 שעות, ואחריו ייבוש אתנול מדורג והטמעת פרפין. העכברים הנותרים נבדקו לפי משקל גוף יומי, אורך הריון, גודל המלטה ומשקל הלידה של יילודים.
7. תרבית תאים וטיפול
קו התאים הטרופובלסטים האנושי HTR-8/SVneo תורתח במדיום RPMI 1640 שהושלף עם 10% סרום בקר עוברי מנותק בחום בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס ו-5% CO₂. לניסויי זיהום, תאי HTR-8/SVneo (1 ×-106 תאים) בשלב הצמיחה הלוגריתמי הוזרעו ללוחות של 6 בארות והותרכו להידבק ללילה. לפני האתגר החיידקי, המדיום הוחלף במדיום מלא ללא אנטיביוטיקה כדי למנוע השפעות אנטיבקטריאליות במהלך הקולטורציה המשותפת. תליות חיידקיות של P. gingivalis או F. nucleatum נוספו ב-MOI = 50, וכל באר הותאמה לנפח סופי של 2.5 מ"ל באמצעות מדיום תרבית מלא. הצלחות הוגדרו במשך 24 שעות. סופרנטנטים נאספו לאחר 24 שעות והוברו באמצעות צנטריפוגה קצרה להסרת פסולת לפני מדידת הציטוקינים. תאים דביקים נשטפו פעמיים עם PBS סטרילי להסרת חיידקים שאינו דבקים, ולאחר מכן עובדו מיד להפקת RNA או חלבון בהתאם לתהליכי העבודה המתוארים להלן.
8. ניתוח היסטולוגי של שליית העכבר
רקמות השליה היו מקובעות בפורמלין בופר ניטרלי של 10% למשך 24 שעות, עם פרפין, ונחתכו בעובי של 4.5 מיקרון. בוצעה צביעת המטוקסילין ואאוזין (H&E) שגרתית לבחינת מורפולוגיית השליה. לצביעה אימונוהיסטוכימית, הוצג מיקום אנטיגן באמצעות מצע פרוקסידאז כרומוגני שיצר משקעים חומים באתרים חיוביים, ולאחר מכן צביעת נגד עם המטוקסילין. בקרה שלילית בוצעה על ידי החלפת נוגדנים ראשוניים בסרום לא חיסוני.
כדי לשפר את השחזוריות והשקיפות, הערכה אימונוהיסטוכימית השתמשה בגישה חצי-כמותית מוגדרת מראש. עוצמת הצביעה דורגה כ-0 (אין), 1 (חלש), 2 (בינוני) או 3 (חזק), ואחוז התאים החיוביים נקבע כ-0 (<5%), 1 (5–25%), 2 (26–50%), 3 (51–75%) או 4 (>75%). ציון אימונוריאקטיביות חושב על ידי כפל ציוני העוצמה והאחוזים לכל תחום. לכל שליה נמדדו לפחות חמישה שדות חזקים לא חופפים מאזורים אנטומיים דומים. הניקוד בוצע באופן עצמאי על ידי שני צופים עיוורים להקצאת קבוצות, והמחלוקות נפתרו בסקירה משותפת.
9. זיהוי PCR כמותי בזמן אמת של אותות DNA חיידקי בפיצול התרדמת העכבר ובשליה
DNA רקמתי הופק באמצעות תהליך חילוץ DNA מבוסס עמודת סיליקה. ליזטים רקמתיים הובהרו באמצעות צנטריפוגציה ב-12,000 × גרם למשך 5 דקות בטמפרטורה של 20–25 מעלות צלזיוס, וסופרנטנטים הוחלו על עמודי סיליקה לקשירת DNA באמצעות צנטריפוגה ב-12,000 × גרם למשך דקה אחת בטמפרטורה של 20–25 מעלות צלזיוס. שלבי השטיפה בוצעו בהתאם לזרימת העבודה, כאשר כל שטיפה לוותה בצנטריפוגה ב-12,000 × גרם למשך דקה אחת בטמפרטורה של 20–25 מעלות צלזיוס. סיבוב יבש סופי בוצע ב-12,000 × גרם למשך 2 דקות בטמפרטורה של 20–25 מעלות צלזיוס להסרת שאריות אתנול. ה-DNA נלקח בבופר שחרור של 50 מיקרוליטר לאחר דגירה של 2 דקות בטמפרטורה של 20–25 מעלות צלזיוס ונאסף בצנטריפוגה ב-12,000 × גרם למשך דקה אחת בטמפרטורה של 20–25 מעלות צלזיוס. DNA גנומי חיידקי הופק באמצעות תהליך חילוץ DNA חיידקי מבוסס עמודת סיליקה תוך שימוש באותם פרמטרים של צנטריפוגציה של קשר/שטיפה/ספין יבש/שחרור, אלא אם כן נדרש אחרת על פי זרימת העבודה.
ריכוז ה-DNA וטוהרו נמדדו באמצעות מדד חומצות גרעין מיקרו-נפח, והשלמות הוערכה באמצעות אלקטרופורזה בג'ל אגרוז. דגימות DNA מאושרות נשמרו בטמפרטורה של –20 מעלות צלזיוס לניתוח הבא. גנים של חיידקים מטרה הוגברו ושוכפלו באמצעות פריימרים המפורטים בטבלה משלימה 1, כאשר תנאי PCR מפורטים בטבלה המשליפה 2 ובטבלה משלימה 3. רצועות מטרה מוגברות טוהקו, שוכפלו לפי מפרטי הטבלה המשלימים 4, והוסבו לתאי Escherichia coli DH5α מיומנים. זנים המכילים פלסמיד רקומביננטי אושרו כדי להבטיח רצפי הכנסת נכונים, ו-DNA הפלסמיד הוצא להכנה סטנדרטית. עקומות סטנדרטיות נוצרו על ידי ביצוע qPCR על תקני פלסמיד מדוללים סדרתית המכילים קטעי גן חיידקי מטרה. אותות ה-DNA החיידקי P. gingivalis 16S ו-F. nucleatum 16S בפיצול עורק הקרוטיד ובדגימות שליה זוהו כמותית באמצעות PCR בזמן אמת, כאשר מספרי עותקי DNA חושבו מערכי Ct באמצעות עקומה סטנדרטית. מערכות ותוכניות תגובה מפורטות בטבלה המשליחה 5 ובטבלה משלימה 6, בהתאמה. מכיוון ש-qPCR מצביע על אותות DNA חיידקי ולא על חיוניות או מיקום תאי, הפרשנויות לגבי נוכחות מיקרוביאלית בממשק האם-עובר נשארות זהירות.
10. זיהוי ELISA של גורמים דלקתיים בדגימות סרום עכברים ובסופרנטנטים של תרביות תאים
כל המגבים והדגימות הותאמו לטמפרטורת החדר לפני הבדיקה. רמות הסרום של TNF-α ו-IL-1β נמדדו באמצעות זרימות עבודה של ELISA לעכברים, ורמות TNF-α ו-IL-1β בסופרנטנטים של תרביות תא נקבעו באמצעות תהליכי ELISA אנושיים, בהתאם להליכי הערכה. תקנים ודגימות נמדדו בבארות כפולות, ונוצרו עקומות סטנדרטיות לכל לוחית. כפילויות טכניות נמדדו בממוצע כדי להניב ערך אחד לכל שכפול ביולוגי.
11. ניתוחים נוספים בביולוגיה מולקולרית
עבור qRT-PCR, כל ה-RNA הופק מתאים מתורבתים באמצעות תהליך חילוץ RNA מבוסס פנול-כלורופורם. לאחר הפרדת פאזה, הפאזה המימית הובהרה באמצעות צנטריפוגציה ב-12,000 × גרם למשך 10 דקות בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס, וה-RNA הושקע, נשטף והושהה מחדש בהתאם לזרימת העבודה. ריכוז ה-RNA נמדד באמצעות אנלייזר חומצות גרעין, ושלמות ה-RNA הוערכה באמצעות אלקטרופורזה בג'ל אגרוז. בוצע שעתוק הפוך ליצירת cDNA, ו-PCR כמותי בזמן אמת שימש לכימות רמות TNF-α ו-IL-1β mRNA. רצפי פריימר מפורטים בטבלה משלימה 7, תערובות תגובה בטבלה משלימה 8, ותוכניות תגובה בטבלה משלימה 9.
לבלוט מערבי, ליזאטים חלבונים מרקמות שליה של עכבר או תאי טרופובלסט הובהרו באמצעות צנטריפוגציה ב-12,000 × גרם למשך 15 דקות בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס, כמותו, והוכחשו ל-SDS-PAGE ולאחר מכן העברת ממברנה וזיהוי מבוסס נוגדנים באמצעות תהליך הדמיה פלואורסצנטי. עומס חלבון שווה נקבע על 30 מיקרוגרם לכל נתיב. תמונות ממברנה מקוריות שלא נחתכו, כולל סמני משקל מולקולרי, נשמרו לכל הכתמים המוצגים באיורים וזמינות DOI: 10.57760/sciencedb.28254. אלא אם צוין אחרת, "n" מתייחס לשכפולים ביולוגיים (בעלי חיים בודדים או תרביות תאים עצמאיות), בעוד שחזרות טכניות משמשות לבקרת איכות ואינן מחליפות שכפול ביולוגי.
12. ניתוח סטטיסטי
ניתוחים סטטיסטיים בוצעו באמצעות תוכנת ניתוח סטטיסטי, והנתונים נוצרו באמצעות תוכנת גרפים (הרשומה בטבלת החומרים). נתונים רציפים שמפוזרים בדרך כלל הוצגו כסטיית תקן ממוצעת ± ונותחו באמצעות ANOVA חד-כיווני עם בדיקות פוסט-הוק מתאימים, בעוד שנתונים לא מבוזרים נורמלית הוצגו כחציון (טווח בין-רבעוני) ונותחו באמצעות מבחן Kruskal–Wallis עם השוואות זוגיות מתאימות. ספי המובהקות הסטטיסטית נקבעו ב-P < 0.05, P < 0.01, ו-P < 0.001. אלא אם צוין אחרת, "n" מציין שכפולים ביולוגיים, ושכפולים טכניים (למשל, בארות ELISA כפולות) הוערכו כך שיניבו ערך יחיד לכל שכפול ביולוגי.