方法論記事

ニュージーランド白ウサギにおける母体免疫の研究における鼻腔内免疫とミルクコレクション (オリクトラグス・キュニクルス)

DOI：

10.3791/62317

⸱

2021年7月31日

 ,  ,  , 
1Division of Laboratory Animal Resources, Duke University Medical Center, 2Department of Pathology, Duke University Medical Center, 3Department of Immunology, Duke University Medical Center, 4Duke Human Vaccine Institute, Duke University Medical Center

この記事について

サマリー

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この記事では、母体免疫の翻訳的に適切なモデルで粘膜免疫を評価する手段として、鼻腔内ワクチンの投与と授乳中ウサギ(Oryctolagus cuniculus)からのミルクの採取について説明し、実証する。

要約

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ヒトとの胎盤および抗体の伝達の類似性により、ウサギは母親の免疫の優れたモデルです。この研究モデルの追加の利点は、繁殖とサンプル採取の容易さ、比較的短い妊娠期間、および大きなごみサイズです。一般的に評価される予防接種の経路には、皮下、筋肉内、鼻腔内、皮内が含まれる。これらの免疫に対する免疫応答の時系列的な検出のための非末端サンプル収集には、血液の収集、ダムおよびキットの両方からの採取、および授乳中からのミルクが含まれる。本稿では、ニュージーランド白ウサギ(眼球状闘菌)の鼻腔内免疫やミルク採取などでの母体免疫の研究で、当研究室が利用した技術を紹介します。

概要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

これは、免疫伝達の初期経路であり、新生児および乳児の病原体および疾患からの保護であるため、母親の免疫化および抗体の移動に関する研究は、多くの理由から非常に貴重である。母体免疫は、この脆弱な期間1の間に特定の病原体に関連する罹患率および死亡率を減少させることによって、母体と乳児/小児の両方の健康に世界的なレベルでプラスの影響を与える可能性を有する。この戦略の主な目標は、妊娠中の特定の母体抗体のレベルを増加させることです。これらの抗体は、免疫系が十分に成熟して課題1、2、3に適切に対応するまで、感染症から保護するのに十分なレベルで新生児と乳児に移すことができる。以前の研究では、出生時の高い抗体力力は、破傷風、百日膜、呼吸器間性ウイルス(RSV)、インフルエンザ、およびグループBレンサ球菌感染症1、2、3を含む新生児の多数の異なる感染症の完全な保護または発症および減少した重症度のいずれかに関連していることを実証した。

ヒトでは、母体抗体は胎盤を横切って受動的に移動し、授乳を介して母乳を介して移動される。以前の研究では、ウイルスに感染した母親からのヒト母乳中のHIV特異的IgAレベルが、ウイルスの出生後感染の減少に関連していたことを示しており、母乳抗HIV IgA4の保護的役割を示唆している。非ヒト霊長類の研究は、HIVに対する免疫が母乳中に有意な抗体応答を誘導できることを実証しており、同様の血清IgG応答は全身性対粘膜免疫に続いて誘導されたが、粘膜免疫はミルク5,6内で有意に高いIgA応答を誘発した。

これらの研究のための翻訳的に適切な動物モデルを特定することは、胎盤の種類と受動抗体の移動のメカニズム、ならびに母乳を介した抗体の伝達を考慮に入れるべきである。哺乳類には、ヘモコリアル(霊長類、げっ歯類、ウサギ)、内皮交帯(食用動物)、上皮(馬、豚、反すう物)を含む、マテルノ胎児界面の組織タイプと層に基づく3つの主なタイプの胎盤があります。血血性胎盤は最も侵襲的なタイプであり、母体の血液供給と絨毛膜、または最も外側の胎児膜との間の直接的なコミュニケーションを可能にする。栄養芽細胞層の数に基づいて、霊長類に見られるヘモモノコアル胎盤、ウサギの血液透析胎盤、およびラットおよびマウスで観察される血液胞子胎盤を含む、いくつかの変化がある。母親の血液供給と絨毛の間のこの直接接触は、妊娠の間に胎盤を渡る抗体の受動的な移動を可能にする。IgGは、ヒト胎盤8を有意に交差する唯一の抗体クラスであるが、IgAはヒト母乳9に見られるIgの主要クラスである。科学的に関連するモデルのうち、霊長類(ヒトを含む)、ウサギ、モルモットだけが乳10,11の子宮とIgAでIgGを移す。したがって、ウサギモデルは、IgGの経胎盤移動およびIgAの授乳伝達を制御するヒトと同等の因子を組み込んでいる。

母親の免疫とワクチンの開発のための例外的なモデルとして機能することに加えて、ウサギと人間の鼻腔の間の類似点は、彼らが鼻腔内免疫のための適切なモデルになります。ウサギの鼻腔の体積は、相対体重12に基づくげっ歯類モデルよりもヒトに似ている。さらに、Casteleynら 12 は、鼻関連リンパ組織(NALT)がげっ歯類と比較してウサギでよりボリュームが多いことを実証した。NALTは主に腹側鼻腔の腹側および腹室の側面に位置し、ウサギの鼻咽頭肉の側側および側側方に位置し、げっ歯類ではリンパ組織は鼻咽頭肉12の腹側に沿ってのみ存在する。ウサギでは、上皮内および層状菌の構造および位置、および単離されたリンパ卵胞と同様に、ヒト12に類似している。

母体免疫と粘膜免疫のモデルとしてウサギを使用する追加の利点は、それらの高い胎児性と比較的短い妊娠期間が含まれます。大きな耳介血管は、連続コレクションのための大量の血液への比較的容易なアクセスを可能にする。さまざまな粘膜サンプルを、母乳13(授乳時)、粘膜分泌または洗浄(例えば、経口14、15、16、気管支肺胞洗浄13、17、18、19、膣20、21、22)、および203、203、およびfeces 203を含む、抗原特異的抗体応答アッセイのために収集することができる。乳サンプルは、授乳中に容易に収集して、抗原特異的抗体応答の存在を評価することができます。ヒトやマウスほど豊富ではありませんが、ウサギ特有の研究やアッセイには多種多様な実験試薬が用意されています。本稿では、ニュージーランド白ウサギ(オリクトラグス・クニキュラス)における鼻腔内予防接種とミルクコレクションについて説明し、デモンストレーションを行います。

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プロトコル

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すべての手順は、デューク大学IACUCポリシーに従って承認され、実行されました.

注: 必要な資料は、 資料一覧に記載されています。

1. ウサギの沈下と麻酔

  1. 1mg/kgの用量でアセプロマジンを筋肉内(IM)に投与することによって、雌ウサギ(性的に成熟し、約5〜30ヶ月)を鎮静させる。動物の大きさに応じて、25G針を用いて1mLまたは3mLの注射器を使用してください。エパキシアル筋肉は筋肉内注射の好ましい部位である。
    注:アセプロマジンはまた皮下投与することができるが、IMは、それがより迅速に作用し、皮膚病変の発生率を減少させるので、ラボによって好ましい。
  2. アセプロマジンが有効になるまで10〜15分待ちます。
  3. 動物の鼻の上に接続された鼻コーンを置くことによってイオブルランでウサギを麻酔します。最大4%のイオブルランと最大4リットル/分の酸素を組み合わせるまで気化器を調整してください。ウサギはイソフルランに対して高い嫌悪感を持っているので、動物をマスキングする際には十分な拘束が必要です。
  4. ピナ、ペダル、および/またはパルペブラル反射によって評価されるように完全麻酔が完了したら、眼の乾燥とその後の角膜潰瘍を防ぐために、各目に眼用潤滑剤を適用します。
  5. 麻酔中の反射神経と呼吸を継続的に監視し、十分な麻酔面に達するとイソフルラン速度を1〜2%に下げる。

2. 鼻腔内予防接種

  1. 動物の取り扱い前に免疫液を準備する。
  2. 上述のようにウサギを鎮静する。
  3. ラボメンバーがワクチンを投与する準備ができ、ウサギが麻酔の適切な平面に入ったら、イオブルランと酸素をオフにして鼻コーンを取り除きます。
  4. ウサギを後回しにし、ワクチンを投与するラボメンバーによる両方のナレスの容易なアクセスと視覚化を可能にする約45°の角度で首と頭を支えます。
  5. ワクチン溶液の100 μL以下でピペットをロードし、各鼻孔で溶液を迅速に投与します。ピペットは、鼻通路の内側の側面に向かって角度を付けて、およそ45°の角度で保持する必要があります。
    注:免疫の目的は、溶液がナレスの粘膜に接触するため、粘膜組織の摩耗または刺激をもたらし、鼻腔投与ワクチンの免疫原性に影響を与える可能性があるため、先端をナレス内に配置してはならない。ワクチンは迅速に投与され、他のナレでも同様に行われるべきである。
  6. 両方の鼻腔で投与後、ウサギを30秒間後部の不順に維持し、ワクチン溶液の漏れを最小限に抑える。
    注: 通常、ラボは一度に 100 μL 以下の単位で管理します。より大きな容積を投与する場合、最大合計500μLで、ワクチンは予防接種の間に30秒の休息期間を有する100μLアリコートで与えられ、ワクチンの追加投与は各投与の間に30秒間休息し、総ワクチン量が送達されるまで与えることができる。
  7. 免疫化後、ウサギを心室に置いて回復し、胸骨の持続性を維持できるまで動物を注意深く監視する。

3. ミルクコレクション

  1. 上述のように授乳ウサギを鎮静する。
  2. アルコール綿棒/ワイプで限界耳静脈の上の皮膚をきれいにします。
  3. 1 mLシリンジと25gの針を使用して、乳の失望を誘発するために、限界耳静脈を介して静脈内に約1〜2IUのオキシトシンIUを投与する。
    注:平滑筋弛緩のために、ウサギはオキシトシンの投与後に排尿または排便することが一般的です。
  4. オキシトシン投与後、ガーゼの一部を用いて注射部位に圧力をかける。
  5. ウサギの鼻の上に麻酔マスクを維持しながら、その後部にウサギを支えます。
    注:ミルクコレクションは、横の遅れで動物と一緒に行うこともできますが、ラボは、ウサギが麻酔マスクでウサギを直立したままのアシスタントと一緒にそのランプに突き上げられると、コレクションが簡単であることを発見しました。
  6. 無菌チューブを開いてミルクの採取の準備をし、乳腺組織と関連する乳酸塩を見つけます。乳酸塩は通常、最近の看護から湿った毛皮に囲まれており、乳腺組織はミルクでいっぱいになると容易に触知可能である。
  7. 親指と人差し指の間の乳頭に関連する乳腺組織をつかみ、乳頭の方向に腺組織に穏やかでマッサージ圧を加える。コレクションチューブを乳の上に置き、表現された牛乳を回収します。
    注:オキシトシンが有効になるのに数分かかることがあり、乳腺によって乳の生産が異なるように見えます。ミルクの発現が成功しない場合は、数分待つか、追加の乳腺に回します。すべての乳酸塩からのミルクは同じバイアルで集めることができる。典型的には、数ミリリットルの牛乳を授乳中のドエから容易に採取することができる。
  8. ミルクコレクションに続いて、イオブルランと酸素をオフにし、動物が胸骨の不順を維持できるようになるまで注意深く監視しながらウサギが回復できるようにします。

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結果

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典型的な母体の鼻腔内免疫研究の設計の概要を 図1に示し、予防接種、繁殖、種分、授乳、抗体伝達を取り入れています。図示されていないが、血液はベースライン測定のための最初の予防接種の前に、そして一定の間隔で研究の残りの部分を通して収集されるべきである。血液は、軽度の沈下および局所鎮痛剤(例えば、リドカイン2.5%およびプリロカイン2.5%クリーム)を有する中央耳動脈を介して容易に得られる。抗原特異的IgGレベルの存在は、これらのサンプルで測定することができる。雌ウサギは、プロトコルに記載されているように、鼻腔内経路を介して免疫され、ビデオで実証される。研究に応じて、ワクチンはブーストを必要とするか、追加のルート(例えば、筋肉内または皮下)を介して与えられる必要があるかもしれません。研究開始に続いて、ウサギは飼育されます。我々は、これらの研究のためのより高い妊娠率を確保するために使用するベンダーから実績のあるブリーダーを購入することを好む。予防接種のタイムラインに応じて、ウサギは妊娠中に追加の予防接種を受ける可能性があります。抗原特異的IgGはキットにトランスサプレイスに移され、繁殖...

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ディスカッション

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上記のプロトコルでは説明されていませんが、ウサギの繁殖は、この母体モデルのために、ミルクの収集を可能にするために必要です。ウサギは研究環境でライブカバーで簡単に飼育されます。それは、バックで自分のケージに保管されている場合、領土と攻撃的なことができますように、繁殖のためにバックのケージに転送することをお勧めします。女性が15分後に受容性がなくなる場合(噛み付き、または発声によって示されるように)、おしっこは自分のケージに戻す必要があります。オンラインで観察することができるウサギの繁殖に関するいくつかの有益なビデオやチュートリアルがあります29しかし、繁殖後、男性は通常転倒し、発声することがあります。これが観察されると、doeは彼女のケージに戻すことができます。バックは精子数30の減少なしで1日2〜3回繁殖するかもしれない。私たちのIACUC承認プロトコルでは、バックは週に10-12を繁殖させることに制限されており、ソースが通常10-15にサービスを提供するのに十分であると述べているように、週に少なくとも2つの休息

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開示事項

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著者らは開示するものは何もない。

謝辞

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

著者らは、デューク大学の実験動物資源部門とその畜産チームが動物に提供する支援と細心の注意を払っていることを認めたいと考えています。さらに、著者たちは、原稿の音声およびビデオ部分に関する支援を病理学部門内のPhotoPathチームに認識したいと考えています。この研究は、Staats研究所の裁量的な研究資金によって支えられた。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
<ストロング>鼻腔内免疫
麻酔器/ヴェポライザー獣医用
250mLテルモ07-806-7584
イソフルラン(250mLボトル)パターソン獣医07-893-13892-4%
ルアーロックシリンジ(1mL)エアタイト07-892-7410
粘膜ワクチンN/AN/A実験ワクチン
ノーズコーンマカロック メディカル07891-1097
ピペットチップVWR53503-290
ピペットVWR89079-962
PromAce (マレイン酸アセプロマジン)ベーリンガーインゲルハイム07-893-57341mg/kg IM
Puralube 滅菌眼科軟膏Dechra07-888-2572
Milk Collection
Alcohol Prep 2-plyCovidien07-839-8871
麻酔器/気化器獣医901807
皮下注射針 (25 g)テルモ07-806-7584
イソフルラン (250 mL ボトル)Patterson Veterinary07-893-13892-4%
ルアーロックシリンジ(1mL)エアタイト07-892-7410
不織布スポンジ(4x4)Covidien07-891-5815
ノーズコーンMcCulloch Medical07891-1097
PromAce(マレイン酸アセプロマジン)ベーリンガーインゲルハイム07-893-57341mg/kg IM
プラルーベ滅菌眼科軟膏Dechra07-888-2572
滅菌コニカルバイアル (15mL)ファルコン14-959-49B
皮下注射針(25g)901807イソフルラン(ボトル)

参考文献

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