Name: 局所および全身所における病原体により誘導される慢性炎症のためのマウスモデル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-08-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 52 s
Description: 学ぶ Porphyromonas gingivalis 経口感染マウスモデルによる慢性炎症の局所・全身応答評価法。MRIとマイクロCTを用いて骨吸収と動脈硬化プラークを可視化し、感染症と慢性炎症の病態メカニズムを解明します。

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<ol><li>Nathan, C., Ding, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonresolving+Inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Nonresolving Inflammation.</a> Cell. 140 (6), 871-882 (2010).</li>
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著者は、彼らが競合する金融利害がないことを宣言します。

P.歯周経口感染モデルは、局所および全身の部位で病原体により誘導される慢性炎症の研究のための貴重なツールを提供します。このユニークなモデルは、慢性炎症や免疫病理に寄与し、ホストと病原体の両方の特定のメカニズムの特徴付けを可能にする。さらに、モデルは、免疫化および薬理学的介入を含む新規治療戦略のためにスクリーニングすることができる。このプロトコルで説明する手順は、Pの開始、進行、および転帰を評価するために、このモデルおよび詳細な方法論の成功した使用を記載しているジンジバリスは、慢性炎症を誘発。 炎症性骨喪失を調べるためにこのプロトコルを使用する際に心に留めておくべきいくつかの重要な側面があります。まず、P.による感染の結果ことに留意すべきである感染2）病原体に対する宿主の1）遺伝的感受性： ジンジバリスは、3つの主要な要因によって決定されます病原性（病原体の遺伝学）と3）を得られた宿主 - 病原体相互作用（2つのゲノムの相互作用）。 P.に対する感受性遺伝的研究の1...

慢性炎症は、病理学的な組織の損傷およびヒトにおける多くの慢性疾患の統一特性の主要なドライバです。これらの疾患は、腫瘍性、自己免疫および慢性炎症性疾患1が含まれています。多くの慢性疾患の病因は依然として不明であるが、遺伝的素因および環境因子の導入の両方を含む、複雑で多因子性であると理解される。炎症のperpetuatorsはとらえどころのない残っていますが、免疫活性化の細胞および分子プロファイルは、病原体2に対する宿主応答において観察されるもののパターンとかなり重複する。 証拠が慢性炎症とその多様な臨床症状2,3の発症および進行中の微生物病原体の感染を暗示。病原体は、宿主の免疫系を破壊し、持続感染を確立することにより、直接、慢性炎症を誘導および維持することができます<sup&gt; 4。微生物の持続性の非存在下では、感染症、自己抗原分子擬態によりトリガ自己免疫反応は、免疫原性、それらをレンダリングする自己抗原、または以前にマスクされた宿主抗原を放出する損傷の変化による慢性炎症を沈殿させることができる。まれただし、特定の病原体は、特定の慢性疾患の普遍的な原因として同定されている。むしろ、利用可能なデータの大部分は、病原体は、遺伝的に感受性のホスト3における臨床症状および疾患転帰の広いスペクトルを有する慢性炎症を誘発するために異なるメカニズムを使用することを示唆している。したがって、特定の病原体が慢性炎症を誘導するメカニズムの詳細な理解は、主要な公衆衛生への影響だけでなく、多くの慢性疾患の治療および予防であってもよい。 慢性炎症の誘導および維持に貢献ホストと病原体の特定のメカニズムがありますがあまり理解されていない、病原体によって誘発される慢性炎症のモデル化における進歩は、これらのプロセスの理解を促進するために始めている。 P.歯周経口感染モデルは、ホストと病原ローカル（口頭骨の損失）で慢性炎症に貢献する具体的な仕組みや全身の部位（アテローム性動脈硬化症）5,6の分析、病原体によって誘発される慢性炎症のユニークな、十分に特徴付けられたマウスモデルである。 P.ジンジバリスは、人間の歯周病、組織7を支持歯の破壊を特徴とする感染主導の慢性炎症性疾患に関与するグラム陰性、嫌気性口腔病原体である。感染の初期部位における病理学に加えて、証拠が蓄積P.を暗示ジンジバリスは 、アテローム性動脈硬化症5を含む全身性疾患の発症および進行中の慢性inflammatioを特徴とする疾患を慢性炎症誘発動脈血管壁のnである。 Pと特定病原体フリーのマウスの経口感染ジンジバリスは、歯の破壊の結果は、歯槽骨8を支持することが局所的な炎症応答を誘導する。P.ジンジバリスは、病原体特異的血清抗体力価9の高レベルを開発するまでの42日感染後8およびマウス感染マウスの口から回収することができる。 - / -マウス（アポE - / - ）、P.経口感染アポリポタンパク質-Eを使用して、アテローム性動脈硬化症の確立されたマウスモデルにおいてジンジバリスは大動脈洞10と腕頭動脈11内炎症性プラーク沈着を駆動慢性炎症を誘導する。 Pの腕頭動脈内のプログレッシブ炎症歯周マウスは、生体内 MRI で使用して生きた動物でモニターすることができる感染した。組織学的には、Pから動脈病変歯周マウスは脂質accompa蓄積の増加を示し、感染した血管内皮の活性化、増加した免疫細胞浸潤、および炎症性メディエーター12の発現の上昇によって、防災科学技術研究所。ノックアウトマウスでのこのモデルの使用は、宿主シグナル伝達成分および炎症性メディエーターの役割、ならびに細胞P.を駆動特異的相互作用を解明している14 - 歯周は免疫病理12誘発 。また、定義された細菌の変異株を用いた実験では、重要なPを同定している歯周は、ローカルおよび全身の部位15で慢性炎症に貢献する要因を病原性。 この記事では、Pの評価のための方法論を詳述歯周は、ローカルおよび全身の部位での慢性炎症を誘発。私たちは、アミラソフトウェアを使用してマイクロCTによって歯槽骨喪失の分析のための詳細なプロトコルを提供する。さらに、当社は、プログレッシブでの評価のための生体内で生きている動物のMRI におけるシリアルの有用性を定義する腕頭動脈内のflammation。私たちは、動脈病変における炎症性プラークの可視化および定量化のための方法論が含まれ、それらの組織学的特徴づけを説明します。トランスジェニックマウスおよび定義された細菌の突然変異体の使用は、宿主および疾患の開始、進行および予後に関与する微生物因子の両方を識別するためのこのモデルは特に適している。さらに、モデルは、ワクチン接種および薬理学的介入を含む新規治療戦略のためにスクリーニングすることができる。

<table><tbody><tr><td>Amira解析ソフト</td><td>Visualization Sciences Group</td><td></td><td></td></tr><tr><td>嫌気性チャンバー DW Scientific Model MG500&nbsp;</td><td>Microbiology International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>BHI&nbsp;</td><td>ベクトン・ディキンソン&nbsp;</td><td></td><td></td>211059</tr><tr><td>・ヘミン&nbsp;</td><td>シグマ・アルドリッチ&nbsp;</td><td>51280-5G</td><td></td></tr><tr><td>メナジオン(ビタミンK)</td><td>シグマ・アルドリッチ&nbsp;&nbsp;</td><td>M5625-25G</td><td></td></tr><tr><td>酵母エキス</td><td>ベクトン・ディキンソン&nbsp;</td><td>212750</td><td></td></tr>カル<tr><td>ボキシメチルセルロース(中粘度)&nbsp;</td><td>シグマ・アルドリッチ&nbsp;</td><td>C-4888スル</td><td></td></tr><tr><td>ファメトキサゾールおよびトリメトプリム経口懸濁液200 mg / 40 mg / 5 mlあたり5 Tech</td><td>Pharmacal</td><td>NDC 50383-823-16</td><td></td></tr><tr><td>&mu;CT 40&nbsp;</td><td>Scanco</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HistoChoice 組織固定剤</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>H2904</td><td></td></tr><tr><td>スーダン IV</td><td>シグマ・アルドリッチ&nbsp;</td><td>S4261-25G</td><td></td></tr><tr><td>縦型ボア 11.7T Avance 分光計&nbsp;</td><td>ブルカー</td><td></td><td></td></tr><tr><td>パラビジョン</td><td>パラビジョン</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>NIH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ラット 抗マウス F4/80</td><td>セロテック</td><td>MCA497R</td><td></td></tr><tr><td>ラット 抗マウス TLR2</td><td>eBioscience</td><td>13-9021-80</td><td></td></tr><tr><td>ライカ S4 解剖スコープ</td><td>ライカ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>マイクロム HM 550 クライオスタット</td><td>マイクロメートル</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

局所および全身所における病原体により誘導される慢性炎症のためのマウスモデル

A Mouse Model for Pathogen-induced Chronic Inflammation at Local and Systemic Sites

慢性炎症は、病理学的な組織の損傷及び腫瘍性、自己免疫および慢性炎症性疾患を含むヒトにおける多くの慢性疾患の統一特性の主要なドライバです。新たな証拠は、臨床症状の多種多様な慢性疾患の発症および進行中の病原体により誘導される慢性炎症を暗示。慢性疾患の複雑で多因子病因に、因果関係の証明および機構のリンクの確立のための実験を​​設計するヒトではほぼ不可能です。動物モデルを使用する利点は、特定の疾患の経過に影響を与える可能性の両方の遺伝的要因と環境要因を制御することができるということである。したがって、感染症の関連する動物モデルを設計する慢性炎症に寄与し、ホストおよび病原体特異的なメカニズムを特定するのに重要なステップである。 ここでは、病原体によって誘発される慢性inflaのマウスモデルを記述する口腔病原体ポルフィロモナス·ジンジバリス 、密接に人間の歯周病に関連する細菌による感染後の局所及び全身の部位でmmation。特定病原体フリーのマウスの経口感染が歯槽骨、歯周疾患の特徴を支える歯の破壊をもたらす局所的炎症応答を誘導する。アテローム性動脈硬化症の確立されたマウスモデル、P.による感染でジンジバリスは、血管内皮の活性化、増加した免疫細胞浸潤、および病変内の炎症性メディエータの発現の上昇を伴う大動脈洞および腕頭動脈内の炎症性プラーク沈着を加速させます。私たちは、局所および全身の部位での炎症の評価のための詳細な方法論。トランスジェニックマウスおよび定義された細菌の突然変異体の使用は、宿主および疾患の開始、進行および予後に関与する微生物因子の両方を識別するためのこのモデルは特に適している。 Additionallyは、モデルは、ワクチン接種および薬理学的介入を含む新規治療戦略のためにスクリーニングすることができる。

適切なマウスモデルおよび経口感染レジメン、P.を使用して歯周は （口腔）局所および全身の部位（動脈）（ 図1）で、慢性炎症や免疫病理を誘発する。 Pとマウスでは、経口感染ジンジバリスは、歯槽骨8を支持する歯の破壊を駆動する局所炎症応答を誘導する。P.歯周マウスは主にIgGアイソタイプ9のものであるこの生物に対する血清抗体応答を開発し感染した。 図4に示された結果は、C57BL / 6は2日間隔でP.gingivalisで3回感染させ、マイクロCTによる歯槽骨損失の評価のために6週間後に屠殺した実験の代表である。アミラソフトウェアを使用して容量分析は、P.を明らかにするジンジバリス感染したマウスは、（非感染対照と比較して、図4Aに著しい骨損失を示す）。対照（ 図4...

動物モデルは、慢性炎症の発展に貢献宿主および病原体特異的なメカニズムを定義する上で非常に貴重なツールであることが分かっている。ここでは、ローカルおよび全身の部位での炎症の進行を評価するために、ヒト病原体ポルフィロモナス·ジンジバリスとディテールの方法論で経口感染のマウスモデルを記述する。

Chronic inflammation is a major driver of pathological tissue damage and a unifying characteristic of many chronic diseases in humans including ...

本プロトコルの全体的な目的は、生理学的に適切な動物モデルを用いて、微生物感染が体内の慢性炎症に及ぼす影響を検討することです。これは、マウスにporphyromonas gingivalisを経口感染させ、局所的および全身的な慢性炎症を誘導することで達成されます。その後、MRIを用いて生体動物における全身性炎症の進行を測定し、局所的な炎症性骨吸収をマイクロCTで評価し、屠殺後の面内脂質染色によって動脈硬化プラークを可視化することができます。最終的に、P gingivalis感染マウスと非感染コントロール群における肺胞骨量の差およびアテローム性動脈硬化プラークの蓄積は、それぞれmicro CT解析および脂質染色に基づいて測定することができます。本動物モデルの最大の利点は、慢性炎症に関与する宿主および病原性のメカニズムを、特に感染部位から離れた部位で検討できることです。したがって、トランスジェニックマウスや定義された細菌変異株を用いることで、感染局所だけでなく全身的な部位についても解析することが可能です。このモデルは、疾患に寄与する宿主および微生物因子など、病原性の重要な側面を特定するのに役立ちます。この手法は、炎症性骨吸収や動脈硬化に関与する特異的な宿主および病原体のメカニズムに関する知見を提供しますが、関節リウマチ、糖尿病、癌などの他のマウス疾患モデルにも応用可能です。こちらはボストン大学の高磁場MRIコアファシリティであり、ポストドクターのNingがマウスイメージングの側面について実演します。まず、凍結保存されたPorphyromonas gingivalis 3 81のストックを嫌気性血液寒天培地に画線し、プレートを嫌気チャンバー内で37 °Cで培養します。3〜5日後、プレート上で増殖した菌体を用いて、5 mLのブレインハートインフュージョンブロス（BHI）液体培地に接種します。一晩培養した後、培養液を45 mLのBHIに移し、さらに18〜24時間、嫌気条件下で培養します。対数増殖期の中期に、室温、7,000 ×gで10分間遠心分離して細菌を回収し、ペレットを50 mLのPBSで3回洗浄した後、セロロジカルピペットを用いて5 mLのPBSに十分に再懸濁します。培養液の10倍希釈液の660 nmにおける吸光度（OD₆₆₀）が1.0になるように、ペレットをPBSで再懸濁します。次に、2%重量対容量溶液となるように中粘度のカルボキシメチルセルロースを量り取り、凝集を避けるためボルテックスミキシングを行いながら、細菌懸濁液にカルボキシエチルセルロースをゆっくりと加えます。C2における炎症の進行を測定するには、まずマウスの頭部を仰臥位にしたアニマルホルダーを30 mmの垂直プローブに入れ、11.7 T MRIスキャナーの垂直ボアに設置します。ウォブル調整およびシミング工程の後、希薄なシーケンスを用いて3つの直交方向からスカウト画像を撮影し、軸位断、冠状断、および矢状断の画像を作成します。次に、低解像度の磁気共鳴血管造影（MRA）を用いて、撮影画像が標的領域内にあることを確認した後、以下のパラメータを用いた非ゲート3Dグラジエントエコーシーケンスにより、無名動脈の高解像度磁気共鳴血管造影を実施します。スラブ厚 1.5 centimeters、フリップ角 45 degrees、繰り返し時間 20 milliseconds、エコー時間 2.2 milliseconds、視野（FOV） 1.5 by 1.5 by 1.5 centimeters、マトリックス 128 by 128 by 128、平均回数 4回とし、総スキャン時間は約 22 minutes となります。次に、ROI解析のために、鎖骨下動脈分岐点から0.3〜0.5 mm下の主動脈の軸位像を選択します。大動脈を固定する際は、組織が常にPBSに浸っている状態を維持してください。まず、大動脈球が左側にくるように、大動脈を解剖学的位置に配置します。その後、以下の5か所に順次、一時的な固定ピンを配置します。大動脈弓の第3分枝の下にある大動脈上端、下行大動脈の中間点、下行大動脈の下端付近、および大腿動脈の分枝の上方です。次に、極細のスプリングシザーを用いて、大腿動脈の左分枝から上行大動脈の最下分枝の下まで、大動脈の左側を切開します。その後、各分枝を切断してピンで固定し、内表面を露出させながら、さらに組織をピンで固定し続けます。これにより、内表面全体が上から明確に視認でき、ピンによる視覚的な妨げがない状態になります。脂質を染色し病変を定量するために、まずピン留めした大動脈を、調製したばかりのSudan fourまたはoil red O溶液で覆います。50分後、組織を70%isopropanolで1～5分間洗浄し、その後、組織から流れ出る水が赤くなくなるまで大動脈を二回蒸留水で穏やかにすすぎます。次に、大動脈をPBSで覆い、画像キャリブレーションの補助として組織の横に定規を配置します。次に、解剖顕微鏡に装着した高解像度カメラで組織の画像を撮影し、TIFFファイルとして保存します。最後に、画像解析ソフトを用いて各内膜表面を手動でトレースし、その面積を決定します。その後、自動カラーしきい値処理を用いて病変領域を算出するため、各画像にしきい値を設定し、病変領域と正常領域を区別する色の強度を定義します。p gingivalisを感染させたマウスを用いたこの代表的な実験において、内膜表面に占めるアテローム性動脈硬化病変の割合を算出することができます。体積解析の結果、感染マウスは非感染コントロール群と比較して有意な骨吸収を示しました。再構築された上顎半側を視覚的に確認すると、コントロール群およびアテローム性動脈硬化傾向の群と比較して、感染マウスでは臼歯根の露出表面積が増加していることが分かります。POE欠損マウス。P. gingivalisは慢性炎症を誘発し、それが肺胞骨吸収と、最後の手続きから24時間という早い段階での大動脈洞および冠動脈への炎症性プラーク沈着を促進します。これは、これらの代表的な画像に示すように、感染後の様々な時点で連続的にin vivo MRIを行うことで、生存マウスにおいてモニタリング可能です。さらに、Sudan IV染色した大動脈の表面測定により、P. gingivalis感染が内膜表面の脂質沈着および病変領域を有意に増加させることが示されています。さらに、大動脈洞病変の免疫組織化学分析により、IVs感染マウスではマクロファージの浸潤増加と先天性免疫受容体であるtoll-like receptor 2の発現上昇が認められます。この手順を行う際は、炎症を評価する実験期間の時間点が疾患の進行と適切に一致していることを考慮することが重要です。MRイメージングの後、en face染色や免疫組織化学などの他の手法を用いることで、全身的なアテローム性動脈硬化負荷や病変の細胞成分といった追加の疑問を明らかにすることができます。このビデオを視聴することで、慢性炎症に関与する宿主因子と病原因子の両方を検討することが可能な、マウスのin vivoモデルについて十分に理解できるはずです。病原体を扱う操作は非常に危険であるため、この手順を行う際は、PPE（個人用保護具）の適切な使用などの予防策を常に講じることを忘れないでください。

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シトロrodentium感染は腸内細菌感染症を勉強するだけでなく、マウスでは免疫応答や大腸炎をホストするための貴重なモデルを提供します。このプロトコルは、障壁の完全性、病原体負荷と病原体と宿主マウス感染性大腸炎への貢献を徹底特性評価を可能にする組織学的損傷の測定の概要を説明します。...

ザ<em&gt;シトロrodentium</em&gt;マウスモデル：感染性大腸炎に勉強病原体とホスト貢献

本明細書に記載の方法は、非侵襲性生物発光イメージング（BLI）を介したマウスの肺におけるIL-8プロモーター依存性炎症活性化の視覚化を可能にする。同じ動物を、ルシフェラーゼレポーター構築物の送達の時点から2ヶ月まで、複数回BLIに供することができる。...

IL-8トランジェントトランスジェニックマウスモデル<em&gt;インビボ</em&gt;炎症反応の長期モニタリング

ここで腸の障壁の違反の後細菌由来化合物の入り口を模倣するためのプロトコルが表示されます。リポ多糖の低致死線量は全身投与後 24...

リポ多糖の腸粘膜バリアー違反の後微生物由来製品の入り口を模倣するマウスに注射

マウスの遠位人工肛門は、人間転換大腸炎、糞便のストリームから除外コロン...

マウスの遠位人工肛門、転用 c57bl/6 マウス大腸炎の新たなモデル

皮膚が負傷したに生得の免疫反応のリアルタイム検出とマウスの黄色ブドウ球菌感染症のためのアプローチを説明します。比較する LysM EGFP でマウス (蛍光好中球を所有) する LysM EGFP...

マウスのモデルを評価する生得の免疫反応黄色ブドウ球菌感染症

フットパッド接種モデルは、生体内でウイルス誘発性神経炎症反応を特徴付けるための貴重なツールです。特に、末梢神経系において開始されたウイルス動態および関連する免疫病理学的プロセスの明確な評価を提供する。...

ウイルス誘導神経炎症反応を研究するマウスフットパッド接種モデル

この論文では、ウイルス感染中の無症候性コロニーから病気の原因となる病原体への肺炎球菌の移行に関する新しいマウスモデルについて説明します。このモデルは、疾患進行のさまざまな段階およびさまざまな宿主にわたる多微生物および宿主-病原体の相互作用を研究するために容易に適応できます。...

肺炎 連鎖 球菌のウイルス重感染によるコロニー形成者から病原体への移行に関するマウスモデルが加齢増悪疾患を再現

ここでは、SKGマウスからのCD4+...

マウスにおける関節リウマチの養子移植モデル

ここでは、マウスの初期セグメント(間質注射)および尾部上体(血管内注射)における炎症刺激誘導のための2つの異なる外科的注射モデルを記述しています。これらの手法により、エピディジムの異なる領域における領域特異的反応の研究が可能となります。...

病原体関連分子パターンによる精巣上体炎のマウスモデル

学ぶ Porphyromonas gingivalis 経口感染マウスモデルによる慢性炎症の局所・全身応答評価法。MRIとマイクロCTを用いて骨吸収と動脈硬化プラークを可視化し、感染症と慢性炎症の病態メカニズムを解明します。

局所および全身所における病原体により誘導される慢性炎症のためのマウスモデル

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