ここでは適応可能、全体のホスト、ホスト病原体の相互作用を研究し、創薬に使用することが出来、高コンテンツ スクリーニング ツール プロトコルについて述べる。
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ここでは適応可能、全体のホスト、ホスト病原体の相互作用を研究し、創薬に使用することが出来、高コンテンツ スクリーニング ツール プロトコルについて述べる。
識別される新薬の数によって、伝統的な体外画面は暮れゆき、多剤耐性を戦闘に新たな武器を求めてこのアプローチの成功を減らすこと。これは、研究者はのみ新しい薬を見つける必要はありませんが、またそれらを見つける新しい方法を開発する必要があります結論につながっています。最も有望な候補の中でメソッドは、全体の生物、生体内でその使用の高スループット、表現型のリードアウトを試金して動脈分布を線虫からその範囲をホストします。これらのホストには、ホストまたは biounavailable に有毒な化合物は、通常を高価なフォローする前に、最初の画面にドロップした時に誤検出での劇的な削減を含むいくつかの強力な利点があります。
ここで我々 の分析が定評のc. の elegansのホスト変化を調査する使用されている方法を紹介-緑膿菌液殺害病態システム。よく働いたこの技術のいくつかの拡張機能を紹介します。たとえば、我々 は 24 または 96 ウェルで RNAi を用いた高スループット遺伝スクリーンをこのホスト病原体の相互作用でクエリ ホスト要因にプレート フォーマットを運ぶことができます。この試金を使用して、可能性のある骨の折れるの生化学的な浄化方法を必要とせず、創薬のターゲットを識別するタスクを大幅に効率化できる、少数の月だけで全ゲノム スクリーンを完了できます。
我々 もここでグラム陰性病原菌膿のグラム陽性菌腸球菌を代替となる手法の変化を報告します。ずっと膿の場合に、腸球菌による殺害は時間依存です。以前c. の elegansのとは異なり、腸球菌の試金、我々 の分析腸球菌は、preinfection を必要としない、その安全性の向上、液体処理機器の汚染の可能性を減らすこと。試金は非常に堅牢な 〜 95% 死亡率 96 h ポスト感染を示します。
身分証明書と有効な広域スペクトル抗生物質の開発今ほぼ世紀前に、公衆衛生における重要な分岐点につながった病気は過去の惨劇になる感染が広まった信念があった。いくつかの短い十年以内この楽天主義は病原体病原体がこれらの一度奇跡的な治療法が限られて抵抗機構を開発した後として、衰え始めた。いくつかの時間のため、薬剤の発見の努力と病原体の間の軍拡はバランスの取れたように見えた。しかし、抗菌薬の誤用は最近肺炎桿菌、アシネトバクター属 baumanii、セラチア、および膿1、パン薬剤耐性菌の出現に結実して 2,3,4。
膿は、人免疫不全状態、または嚢胞性線維症のある重症の熱傷患者へ深刻な脅威である日和見のグラム陰性、マルチホスト菌です。それはまたますます特に抗菌薬耐性の継続的な買収のための深刻な院内感染の原因となるエージェントとして識別されます。この脅威に対処するには、我々 は、定評のc. の elegans-膿感染システム5を使用しています。私たちの研究室6ホストを殺すために病原体の能力を制限する新規化合物を識別するために液体ベース、高スループット、高コンテンツ スクリーニング プラットフォームを開発するこのシステムが活用されています。興味深いことに, これらの化合物は抗菌剤7および病原性阻害剤8を含む少なくとも 3 つの一般的なカテゴリに属しているようです。線虫c.エレガンス他高コンテンツ薬物検出アッセイ結核菌 tuberculosum、クラミジア ・ トラコマチス、仮性結核菌、リステリア菌、野兎病菌、黄色ブドウ球菌、カンジダ ・ アルビカンス、報告されていると腸球菌、他の中で9,10、11,12,13,14,,1516。これらの種類のアッセイのホストと病原体、化学画面とを超えてヒットを識別する能力に比べてバイオアベイラビリティの可能性の増大に有毒かもしれない誤検出の制限など、いくつかのよく知られている利点があります。単に反 virulents、免疫促進分子、またはそれ以外の場合前者を支持して宿主-病原体相互作用のバランスを傾ける化合物など、微生物の増殖を制限すること。さらに、これらの画面で発見された化合物は、哺乳類のホストで効果的。
それは、少なくとも 2 つ他の試金17,18が液体にc. の elegansの高スループット画面を実行する使用できることは注目に値するです。しかし、これらのアッセイのそれぞれは液体で実行する遅い殺害として知られている、典型的な腸の植民地化アッセイができる変更のスループットが向上しより容易に選別する化合物。慎重に評価は決定的な細菌の病原性のメカニズムがこれらの試金および液体ベースのスクリーン7間で異なっていることを示しています。病原性の両方のタイプは、哺乳類システムで観察される、ので、アッセイの選択前に実験者の利益に最も関連するどの病原性を規定を検討することが重要です。
液体ベースの最適化されたバージョンを示すC. elegans P. 緑膿菌の試金。グラム陽性の細菌の病原体に対応する液体を用いた測定手法の適応を述べる腸球菌。膿のようなe. フェカリスますます深刻な院内の脅威として抗菌薬耐性経路1の成長している兵器で識別されます。腸球菌の高速スクリーニング法の前に14が存在する病原体は、手順が複雑になりますし、COPAS FlowSort のような機器に汚染の可能性が高くなると preinfection が必要です。提案プロトコルの安全性プロファイルを改善、感染前の必要があります。最後に、これらのアッセイのいずれかは、確立の役割を果たすホストの要因を検索するユーザーを許可する RNAi や感染に対する抵抗性を餌と併用できる手段を報告します。
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注意:膿と腸球菌バイオ セーフティ レベル 2 の病原体は、偶発的な感染を防ぐため、表面の汚染を最小限に抑えるため、適切な安全対策が取られなければなりません。すべてのメディアや病原体と接触する材料を滅菌または破棄する必要があります。CDC の文書バイオ セーフティの微生物学的および生物医学研究所 (BMBL)、第 5 版からさらにガイドラインがあります。
1. 準備や膿のメンテナンス
2. RNAi 細菌の準備
3. メンテナンスと線虫の準備
注: 実験を開始する前に妊娠、アダルト的雌雄同体ワームの同期された人口をとおり生成します。
4. 液体測定セットアップ (基本的なプロトコル) を殺す
注: これは 1 つの菌株とワームの 1 つのソースのためのプロトコルです。
5. スクリーニング複数線虫株またはノックダウン (RNAi 画面セットアップ) の適応
注: これは 24 ウェル プレート セットアップの説明されている RNAi スクリーニングです。
6。腸球菌の適応
メモ:膿アッセイからの差分のみが表現されます。
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分析パフォーマンスのための重要なパラメーター
トラブルシューティングと分析を最適化するために必要なこの試金の基礎となる生物学の正しい理解が。そのために、私たちを参照してください最初いくつか主要なペーパー,緑膿菌の発症のメカニズムを解明-リキッド7,20で殺害を介する。上記で説明した手順に従っている (試金のプロトコルの概略は図 1を参照)、線虫の時間依存の殺害は (図 2 a) 病原体の存在下でのみ観察します。対照的に、キーの栄養補助食品 (例えばペプトン、メディアから外されますのみ S 基底が追加された場合) がない場合は、ほとんどない殺害が観察...
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この試金 (または他の病原体が膿や腸球菌の代わりに使用と同様の試金)、様々 な創の目的に役立ちます。また、特定病原因子、ホストの防衛の経路の解明と宿主-病原体相互作用に関わる規制機械を決定するなどの基本的な生物学的問題に対処するため便利です。
膿液殺害アッセイは、堅牢な失敗の可能性を最小限に抑えるための細心の注意の支払われる、いくつかのポイントがあります。まず、前述のように、細菌は LB で一晩成長にもかかわらず、病原性を失うしないように膿予防接種のため細菌ソース プレートは、新鮮ななりません。第二に、カルシウムとマグネシウムが膿の試金を殺すに追加されていることを確認するキーであります。それがなければ、病原性が著しく低下します。最後に、それは HT115 (RNAi に基づく試金) の飼育ワームはワーム飼育 OP50 以降大幅死んでしまうことは注目に値する (N. キリエンコ、パーソナル通信)。このため、RNAi ベースの研究に切り替える場合は、経験的に試金のための最高の時間ポイントを判断する...
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著者は、明らかに利益相反があるないことを宣言します。
この研究は、がんの予防およびテキサスの研究所 (CPRIT) 賞 RR150044、ウェルチ財団研究助成金 C-1930 年、国立機関の健康 K22 AI110552 NVK に授与、支えられました。資金提供者には、研究デザイン、データ収集と分析、意思決定を発行し、または原稿の準備の役割はなかった。
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| COPAS FP BioSorter | Union Biometrica | ラージオブジェクトフローサイトメーター/ワームソーター | |
| Cytation 5 | BioTek | ||
| EL406 ウォッシャーディスペンサー | BioTek | ||
| Multitron Pro | Infors HT | ||
| 24 ディープウェル RB ブロック | サーモフィッシャーサイエンティフィック | CS15124 | |
| 384ウェルプレート | GreinerBio-One | MPG-781091 | |
| 線虫増殖培地(NGM) | 1リットルあたりの量:18グラムの寒天、3グラムのNaCl、2.5グラムのペプトン、1 mLのCaCl<サブ>2(1 M)、1 mLのMgSO<サブ>4(1 M)、25 mLのホスペイトバッファー、および973 mLのMilli-Qウォーター | ||
| スローキリング(SK)プレート | 1リットルあたりの量:18グラムの寒天、3グラムのNaCl、3.5グラムのペプトン、1 mLのCaCl<サブ>2(1 M)、1 mLのMgSO<サブ>4(1 M)、25 mLのホスペイト緩衝液、および973 mLのミリQ水 | ||
| スローキリング(SK)メディア | リットルあたりの量: 3グラムのNaCl、 3.5グラムのペプトン、1 mL CaCl2 (1 M)、1 mL MgSO4 (1 M)、25 mL リン酸緩衝液、および 973 mL の milli-Q 水 | ||
| Lysogeny Broth (LB) | USBiological Life Sciences | L1520 | |
| Brian Heart Infusion Broth (BHI) | Research Products International Corp | 50-488-526 | |
| Worm Bleach Solution | 100 mLあたりの量:10 mLの5 M NaOH溶液、20 mLの5%次亜塩素酸ナトリウム溶液、および70 mLの滅菌水 | ||
| Sリットルあたりの基礎 | 量:5.85グラムNaCl、6グラムKH2< / sub > PO4< / sub>、1グラムK2< / sub>HPO4< / sub>、 1リットルのミリQ水 | ||
| 寒天 | USBiological Life Sciences | A0930 | |
| NaCl | USBiological Life Sciences | S5000 | |
| Peptone | USBiological Life Sciences | P3300 | |
| CaCl2 | USBiological Life Sciences | ||
| MgSO4 | Fisher Scientific | M63-500 | |
| リン酸塩緩衝 | 液量:132 mLのK2HPO4(1M)および868 mLのKH2PO4(1M) | ||
| KH2PO4 | Acros Organics | 7778-77-0 | |
| K2HPO4 | USBiological Life Sciences | P5100 | |
| 5%次亜塩素酸ナトリウム溶液 | BICCA7495.5-32 | ||
| NaOH溶液 | フィッシャーサイエンティフィック | SS255-1 | |
| 呼吸が楽 | な多様化バイオテクノロジー | BEM-1 | |
| SYTOXオレンジ核酸染色 | フィッシャーサイエンティフィック | S11368 | |
| Bacterial Strains | |||
| P. aeruginosa (PA14) | |||
| E. faecalis(OG1RF) | |||
| 大腸菌スーパーフード (OP50) | |||
| E. coli RNAi 発現細菌 (HT115) | |||
| Worm Strains | |||
| glp-4(bn2) (Beanan and Strome, 1992, PMID: 1289064) | |||
| PINK-1::GFP reporter (Kang et al., 2018, PMID: 29532717) |
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