ゴモリの変更された methanamine 銀染色組織切片の定量化による侵襲性アスペルギルス症マウスにおける肺真菌負担を決定するプロトコルについて述べる。このメソッドの使用は肺真菌 DNA の定量的 PCR による真菌負担の評価と比較して少ない動物と同等の結果になった
ゴモリの変更された methanamine 銀染色組織切片の定量化による侵襲性アスペルギルス症マウスにおける肺真菌負担を決定するプロトコルについて述べる。このメソッドの使用は肺真菌 DNA の定量的 PCR による真菌負担の評価と比較して少ない動物と同等の結果になった
肺真菌負担の定量化は相対的なレベルの免疫保護と肺真菌症のマウス ・ モデルにおける真菌の病原性の決定のため重要です。真菌負担を評価するために複数の方法を使用するが、真菌 DNA の量的なポリメラーゼの連鎖反応 (qPCR) は以前の文化に基づく方法にいくつかの利点と技術として登場しました。現在、肺の病理、白血球動員、真菌の負担、侵襲性アスペルギルス症 (IA) のマウスにおける遺伝子発現の包括的な評価には、多数の実験と対照動物の使用が必要となります。ここで肺真菌負担使用動物数の削減を決定する染色組織の定量化は、詳細に検討されました。肺染色染色ゴモリの変更された methanamine シルバー (GMS) 真菌の構造を識別します。各ホルマリン固定パラフィン包埋肺の 4 つの個別のフィールドから GMS ステンド セクションから撮影を行った。各画像内の領域を染色 GMS 画像解析プログラムを使用して定量を行ったし、この定量化から染色領域の平均割合はサンプルごとに決定されました。この戦略を使用して、展示好酸球欠損マウスに低下し真菌負担およびキャスポファンギン療法病キャスポファンギンと IA と野生型マウスを改善しなかった。同様に、γδ T 細胞欠損マウスにおける真菌の負担も改善されたキャスポファンギン、qPCR と GMS 定量化によって測定されます。GMS の定量化はそのための侵襲性アスペルギルス症の包括的な研究に必要な実験動物の量を減らすことができます最終的に相対的な肺真菌負担の定量法として導入されました。
IA は免疫抑制療法や慢性感染症1,2のための先天性または後天性の免疫不全症の影響を受けやすい個人に発症する日和見感染です。肝臓、腎臓、心臓、コウジカビの fumigatusのいくつかのインスタンスの普及では、肺に発生する主な感染は、しばしば、脳が発生する、重度の疾患と高を伴う菌糸の広範な組織への浸潤の結果死亡率1,2の料金です。また、既存の pharmacotherapies の有効性は限られて、環境3抗真菌薬耐性菌の出現によってさらに弱体化される場合があります。したがって、開発を促進するため真菌の病原性およびホストの病理学のメカニズムや侵襲性真菌性疾患の増悪を理解する重要です。
マウスモデルのまま彼らは真菌の病原性遺伝子の役割を評価し、ホスト免疫エフェクター設立とA. fumigatus 体内4、5の成長のために研究者を許可する IA の解明のために重要です。したがって、複数の戦略が効果的に定量化や実験動物6、7のグループで真菌の負担を比較するために考案されています。これらの戦略を含む文化ベース、生化学、免疫、または qPCR のメソッドは、それぞれ異なる長所と短所を持つ。さらに、これらの各メソッドは、免疫エフェクター機能、遺伝子発現解析および比較病理7の評価を犠牲にしたもののほか動物のサブセットの献身を含みます。したがって、IA の包括的な研究は頻繁にかなりのコスト研究動物の重要な番号を要求します。したがって、複数の解析のための動物組織を用いた実験的時間、動物のコスト、および倫理的な考察を減らす効果的な戦略は、非常に貴重な7です。
このレポートでは、GMS の IA とマウスの実験群間相対真菌負担の比較のため組織切片の染色の定量化を記述する方法を導入する.データ解析、画像取り込みと処理、組織収穫感染する真菌の培養からの各ステップで詳しく説明します。GMS の定量化による真菌の負担は、qPCR ia、好中球減少症モデルおよび IA8キャスポファンギン処理野生型または好酸球欠損マウスと比較しました。GMS の定量化と qPCR 真菌 DNA の類似を示した。GMS の定量化が ia、マウスの相対的な真菌負担の比較の補足か代替方法として組織学的分析に従事している研究者に有用である可能性があります、最終的にコストと研究における動物の使用を減らすことができますが示唆されました。複雑な機構の研究。
動物のすべてのプロシージャは、動物愛護とインディアナ州立大学の使用委員会、インディアナ大学医学部のホストのキャンパスによって承認された-テレ ホート。
1. 感染症のためA. fumigatus分生子の準備

図 1: 検定代表エリア分生胞子を数えるために使用 (ボックス、矢印)。
2. 免疫抑制と感染マウスモデルの

図 2: 実験的スケジュール。この図は、以前の文書8から変更されました。
3. 収穫とマウスの肺の組織学的解析のための保全
4. 収穫と DNA 真菌負担のマウス肺の保全
5. 顕微鏡とイメージング
6. 画像処理プログラムを使用して真菌の負担 (図 3) を計算するには

図 3: GMS 組織の各ステップの代表スクリーン ショット フィールド定量化します。(A) ファイルを選択 > を定量化するためのサンプル フォルダー > 選択イメージ。(B) 画像の選択 > タイプ >「RGB スタック」に変換します。右矢印キーを使用して、2 番目の 3 つの特定の画像を選択します。(C) ヒット「コントロール + シフト + T」「しきい値」メニューの設定調整を持ち出す。参照として元 .tiff または .jpg 画像を検索して写真ビューアー プログラムで開きます。ずっと左 (赤) で選択領域が (通常に至る 130 160 示されるスライダーの右側に顕微鏡画像の代表になるまで下のスライダーを調整する上部のスライダーを引っ張る。(D) 選択したプレス「設定」>"OK"。「分析」を選択 >「測定設定」>「面積、面積率、制限しきい値、表示ラベルに」をチェックし、既定値として下の設定 (ドロップ ダウン メニューと小数点以下の桁数) を残し >"OK"。(E) 最後に選択「分析」>「測定」(データ ウィンドウが表示されます、または windows タスク バー上のタブは、「結果」をラベル表示されます)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
7. DNA 真菌負担
図 4 には野生型の生存率のグラフが含まれます。 または ia 好酸球欠損マウスはキャスポファンギンと扱われます。その結果, 野生型マウスと比較して生存率の増加を好酸球欠損マウスに展示 (50% の死亡率率は 100%、対それぞれ)。図 5ショー代表 GMS ia 処理または未処理のカスポファンギンと好中球減少の野生型および好酸球欠損マウスから染色します。カスポファンギン治療がない野生型マウス (右側のパネル) が好酸球欠損の相対的な真菌クリアランスの結果、両方のグループを受信しなかったキャスポファンギンあった同様 (左のパネル)。図 6キャスポファンギン処理で真菌の負荷の比較を示していて、未処理の野生型または好酸球欠損マウス、真菌 DNA (図 6 a)、代表 GMS の両方の qPCR 4 (対物レンズ 10 倍) の数量フィールド (図 6 b)。両方の技術から生成された結果を示す最も重要な真菌負担キャスポファンギン治療結果が野生型および好酸球欠損マウス (図 6 a) の間に減少します。しかし、未処理のねずみで GMS 数量だけは好酸球 (図 6 b) に欠けているマウスの大幅な減少につながった。全体肺 GMS ステンド セクションの平均面積が算出した (4 X 目標)、違いは少なく統計的な有意性 (図 6) でも 4 の代表 10 X フィールドで得られた結果と同様にされました。図 7は、生存、代表 GMS 染色 (4 10 X フィールド) のイメージおよび真菌の負担の定量化両方の方法による γδ コントロールと比較するキャスポファンギンと扱われた、未処理のマウス T 細胞欠損 (TCRδKO) マウスです。生存率 (図 7 a)、真菌負担 (図 7B-D) TCRδKO マウスのキャスポファンギン治療改善。図 6の結果と同様に、真菌の負担の結果測定 qPCR (図 7 b) と代表による GMS の定量化 (図 7) 同等であった.

図 4: ia (ΔdblGATA) の好酸球-欠損マウスにおけるキャスポファンギンと治療後の生存を増加します。15-30 マウス/グループ。3-6 実験の概要です。p < 0.0001。この図は、以前の文書8から変更されました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 5: 野生型、欠乏、およびキャスポファンギン扱われる好酸球またはコントロールから GMS で汚れた肺セクションの代表的な画像未処理アイオワ マウス3-4 マウス/グループの代表。スケール バーは、100 μ m に相当します。この図は、以前の文書8から変更されました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 6: 野生型で真菌負担処理 IA またはコントロールと好酸球欠損マウス治療キャスポファンギン。(A) qPCR 真菌 DNA の。15-30 マウス/グループ、3-6 実験の概要です。(B) GMS 定量化組織学的セクションの 4 つのフィールド (対物レンズ 10 倍) から染色 GMS % の意味。(C) GMS の定量化, 全肺セクション (4 × 対物) % の意味。B と C は、5 マウス/グループの要約です。p < 0.05。p < 0.001。p < 0.0001。この図は、以前の文書8で報告されたデータを使用して生成されました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 7: キャスポファンギン治療後 γδ T 細胞欠損マウスにおける IA の重症度を減少します。(A) 生存。(B) qPCR 真菌 DNA の。GMS (C) 組織の定量化。(D) ia、処理または未処理のキャスポファンギン γδ T 細胞から GMS 染色切片の代表的なイメージ。A と B が 7-10 マウス/グループと 2 つの実験の概要です。C と D は、4 マウス/グループの概要です。p < 0.05。p < 0.01。p < 0.001。この図は、以前の文書8から変更されました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
この資料の目的は、画像解析と定量化のため肺の GMS 染色組織切片を用いた ia マウスにおける肺真菌負担の決定法を導入することだった。本研究では、治療では抗真菌薬で β グルカン合成対象のキャスポファンギン14改善しなかった生存率や好中球減少症 IA8野生型マウスにおける真菌の負担。しかし、γδ T 細胞や好酸球のない場合は、生存と真菌の負担改善。我々 の研究の結果はまたと比較して広く使われている真菌 DNA qPCR 法6GMS 真菌負担による同等の結果可能性があります示した。
GMS 真菌負担定量化を利用するいくつかの利点があります。最初に、プロセスは、重要な違いを決定するために必要な実験の数を減らす可能性のある既存の組織標本を利用できます。第二に、本研究では少ない動物 GMS 真菌負担定量化真菌 DNA (図 6,図 7) の qPCR と比較して有意差を達成するために必要があります。第三に、qPCR による異なる分離株における真菌の負担の比較は、リボソーム DNA コピー数15で分離依存性の違いによる影響は。対照的に、肺真菌増殖の相対的なレベルが真菌の負担を定める GMS 定量化はコピーの数によって影響を受けません。したがって、GMS 定量化の fungal 重荷用は脊椎動物の使用を減らす、rDNA コピー数の事前確定を必要としません。最後に、真菌の形態を変更する、ほかキャスポファンギン療法真菌断片化が増加し、人工的に肺乳剤12,16 からコロニー形成単位の分離測定と真菌の負担が増す可能性があります。 ,17。したがって、GMS 真菌の負担の定量化は、他の一般的に使用される方法と固有のいくつかの制限を回避できます。
ただし、GMS の定量化および/またはこの研究の限界は、注意してください。まず、著者匹敵する, 各実験群の肺の中で菌糸の生育分布を想定し、客観的フィールド x 全体の肺に真菌の負担の代表的な測定として 4 代表 10 から定量化をこうして使用(図 6 b)。それは、いくつかのインスタンスで相対分布、サイズ、および菌糸の巣の密度が十分に互いに異なるため真菌の負担と qPCR 法によるこのメソッドと等価と異なって表示される可能です。ただし、追加 4 X 客観的フィールドを使用して全肺セクション定量化の結果と同様に、統計的に有意な差 (図 6) の少ない。この計量結果の標準誤差は、客観的かつ最適な分野で増加の背景 X 4 菌糸解像度減少の可能性が高いため、この戦略とともに増加しました。そのため、高倍率の少ないフィールドの代表的な定量化が好ましいです。第二に、のみ 1 つ、中央のセクションは、各サンプルに使われました。それは可能、真菌の分離に基づくまたはマウス系統を使用する菌糸の伸長の不均一な分布のいくつかの研究があります。それらのインスタンスでより代表的な負荷を取得する各パラフィン ブロックの追加セクションを定量化する必要があります。第三に、ムチン (すなわち、アレルギー性気管支肺アスペルギルス症 (ABPA)18または嚢胞性線維症 (CF)18で定量化気道真菌の増殖)、実質的な生産と GMS の反応を誘発する実験で多糖類が豊富なムチン19非特異的 GMS + 結果をもたらす、従って高い真菌負担を支持していくつかのサンプルを傾斜します。IA の好中球減少症モデルだけは、この研究で使用された、ので、他の免疫有能または抑制のモデルの使用がより少なく対等の結果で不可能です。これらの警告にもかかわらず GMS 定量化 fungal 重荷の決定に匹敵する技術の提供し、さらなる研究の継続的な利用可能性がありますさらに一貫性のある、信頼性の高い、費用対効果としてこの手法の有用性を検証します。
著者が明らかに何もありません。
この研究は、によって、インディアナ大学の医学研究の強化費と NIH NIAID 1R03AI122127-01 によって部分的に支えられました。N. a. の部分的サポートされてこの期間中に免疫学者のアメリカの協会から免疫学フェローシップのキャリアによって。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Aspergillus fumigatus 293 ストックソリューション | 菌類遺伝学 ストックセンター | FGSC #A1100 | |
| HyPure 細胞培養グレード 水 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | SH30529.03 | |
| 麦芽エキス | MP Biomedicals | 2155315 | White Powder |
| BD BBLアシディカーゼ脱水培養培地:ペプトン | フィッシャーサイエンティフィック | L11843 | |
| デキストロース(D-グルコース)無水(粒状粉末/認定ACS) | フィッシャーサイエンティフィック | D16-3 | |
| ッシャーバイオ試薬寒天、粉末/フレーク、フィッシャーバイオ試薬 | フィッシャーサイエンティフィック | BP1423-500 | |
| オートドライキャビネット | 上海ハスック機器製造有限公司 | HSFC160FD | |
| 1300 シリーズ クラス II、タイプ A2 生物学的安全キャビネット | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 1375 | |
| 0.5 mm ガラスビーズ | BioSpec 製品 | 11079105 | |
| 15 ml コニカルチューブ | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 339650 | |
| 血球計算盤 | フィッシャーサイエンティフィ | # 0267110 | |
| ライカモデル DME 顕微鏡 | ライカ | 13595XXX | |
| ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水 | シグマ-アルドリッチ | D8662-500ミリリットル | |
| 1.5ミリリットルチューブフィ | ッシャーサイエンティフィ | #05-408-129 | |
| BDプレシジョングライド シリンジ針、ゲージ27、L 1/2インチ | Sigma-Aldrich | Z192384 | |
| 抗マウスLy-6G抗体 | BioXCell | BP0075-1 | クローン1A8 |
| カスポファンギン ジアセテート | Sigma-Aldrich | SML0425 | |
| Isoflurane | Henry Schein アニマルヘルス | 1169567762 | |
| 非再呼吸テーブルトップ 獣医麻酔器 | Supera Anesthesia Innovations | M3000 | |
| ピュアライン酸素濃縮器 | Supera麻酔革新 | OC8000 | |
| 傾斜板拘束 | インディアナ州立大学施設管理 | カスタムメイド | |
| ギルソン ピペットマンクラシック200mlピ | ペットフィッシャーサイエンティフィック | F123601G | |
| ペントバルビタールナトリウム(フェイタルプラス) | ボルテックファーマシューティカルズ | 0298-9373-68 | |
| 汎用広先端鉗子 | フィッシャーサイエンティフィック | 10-300 | |
| フィッシャーブランド 標準解剖はさみ | フィッシャーサイエンティフィック | 08-951-20 | |
| フィッシャーブランド汎用湾曲鉗子 | フィッシャーサイエンティフィック | 10-275 | |
| エチルアルコール-200プルーフ | PHARMCO-AAPER | 111000200 | |
| フィッシャーブランド吸収性アンダーパッドフィ | ッシャーサイエンティフィック | 14-206-63BD | |
| プレシジョングライド シリンジ針、ゲージ25、L 1インチ | フィッシャーサイエンティフィ | サイエン | |
| オールプラスチック Norm-Ject シリンジ | フィッシャーサイエンティフィック | 14-817-30 | |
| IV CATH ANGIOCATH 22GX1GIN 50B | フィッシャーサイエンティフィ | NC9742754 | |
| ホルマリン溶液、中性緩衝液、10% | シグマ-アルドリッチ | HT501128-4L | |
| 50 ml コニカルチューブ | サーモフィッシャーサイエンティフィック 339652 | ||
| Thermo Scientific Shandon Embedding Cassettes II in | Tube Packs Fisher Scientific | B1000729 | |
| Fisherfinest Histoplast Paraffin Wax | Fisher Scientific | 22-900-700 | |
| 使い捨てベース金型 | Fisher Scientific | 22-363-554 | |
| Reichert Jung Histocut 820 ミクロトーム | Labequip.com | 31930 | |
| ウォーターバス | Precision Scientific | 66630-23 | |
| CO2 インキュベーター | Fisher Scientific | 116875H | |
| シルバーステイン (修正GMS)キット | Sigma-Aldrich | HT100A-1KT | |
| Fast Green FCF | Fisher Scientific | AC410530250 | |
| Frosted Microscope Slides | Fisher Scientific | 12-550-343 | |
| Fisherfinest Superslip Cover Glass | Fisher Scientific | 12-545-89 | |
| Cytoseal XYL | Fisher Scientific | 22-050-262 | |
| オリンパスプロビスAX70顕微鏡 | オリンパス | オリンパス-AX70 | |
| U-PHOTOユニバーサルフォトシステム | オリンパス | OLYMPUS-U-PHOTO | |
| U-MCB-2 マルチコントロールボックス | オリンパス | OLYMPUS-U-MCB-2 | |
| U-PS電源ユニット | オリンパス | オリンパス-U-PS | |
| FreeZone 1リットルベンチトップ凍結乾燥システム | LABCONCO | 7740020 | |
| マキシマC プラス 真空ポンプ | フィッシャーサイエンティフィック | 01-257-80 | 排気量 - 6.1 cfm |
| 1-ブタノール | フィッシャーサイエンティフィック | A383-4 | |
| AMRESCO フェノール-クロルホルム-オソアミル100ML&NBSP;DFS | フィッシャーサイエンティフィ | NC9573988 | |
| スクリューキャップ付き自立型マイクロ遠心チューブ | フィッシャーサイエンティフィック | #02-682-557 | |
| Mini-Beadbeater-24 | BioSpec Products | 112011 | |
| BioSpec Productsサプライヤー ダイバーシティパートナー 2.3 MM ジルコニアビーズ | フィッシャーサイエンティフィック | NC0451999 | |
| トリスベース (白色結晶または結晶性粉末/分子生物学) | フィッシャーサイエンティフィック | BP152-1 | |
| 塩酸、認定ACSプラス | フィッシャーサイエンティフィック | A144S | |
| エチレンジアミン四酢酸、二ナトリウム塩二水和物 | ッシャーサイエンティフィック | S311 | |
| ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、白色粉末、電気泳動フィ | ッシャーサイエンティフィック | BP166 | |
| クロロホルム/イソアミルアルコール24:1 | フィッシャー科学 | AC327155000 | |
| Biotekのエポックのマイクロプレートの分光学光度計 | フィッシャー科学 | 11-120-570 | |
| Thermo Scientific™ ABsolute Blue qPCR Mixes | Fisher Scientific | AB4137A | |
| Hybridization Probe, 5′-FAM-AGCCAGCGGCCCGCAAATG-TAMRA-3′ | Integrated DNA Technologies | N/A | |
| Sense Amplification Primer, 5′-GGCCCTTAAATAGCCCGGT-3′ | 統合DNAテクノロジーN | / A | |
| アンチセンス増幅プライマー、5&プライム;-TGAGCCGATAGTCCCCCTAA-3&プライム; | Integrated DNA Technologies | N/A | |
| Applied Biosystems™マイクロアンプ&貿易;光学式 8 チューブ ストリップ、0.2mL | フィッシャー サイエンティフィック | 43-165-67 | |
| サーモ サイエンティフィック ドーム型およびフラットPCRキャップストリップ | フィッシャーサイエンティフィック | AB-0386 | |
| Mx3005P QPCRシステム、110ボルト | Agilent | 401443 | Stratageneは現在、Agilent |
| BALB/cマウス | ジャクソン研究所 | 000651 | |
| C57BL/6(B6)マウス | ジャクソン研究所 | 000664 | |
| 好酸球欠損症(&デルタ;dblGATA、BALB / c背景)マウス | ジャクソン研究所 | 005653 | |
| &γ;&デルタ;T細胞欠損(TCRδ-/-, B6 background) マウス | The Jackson Laboratory | 002120 | |
| ImageJ Software | National Institutes of Health | N/A | https://imagej.nih.gov/ij/ |
| Spot Advanced Software | Spot Imaging | SPOT53A | |
| http://www.spotimaging.com/software/spot-advanced/ GraphPad Prism 6 | GraphPad Software | N/A | https://www.graphpad.com/scientific-software/prism/ |
| Fisherbrandの吸収性アンダーパッド | Fisher Scientific | 14-206-62 | |
| Step 4.5 | http://www.bdbiosciences.com/sg/resources/protocols/paraffin_sections.jsp ; http://www.jove.com/science-education/5039 ; http://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/General_Information/1/ht100.pdf |