敗血症誘発免疫抑制のセカルライゲーションと穿刺および鼻腔感染の二重モデルの設計
2019年6月15日
このプロトコルは、免疫抑制状態の二次病院後天性感染症の根底にある感染結果を測定する技術を説明し、まず、セカルライゲーション/穿刺マウスを確立し、鼻腔内感染に挑戦して、免疫抑制敗血症の臨床的に関連するモデルを作成します。
手術のためにマウスを準備します。カミソリを使用して腹部の下の象限を剃り、ヨウ素で領域を消毒します。マウスを背面のクリーンな作業面に置き、頭をオペレータから離します。
左下腹部に長い皮膚切開を約半センチにします。腹腔を貫通しないように注意してください。小さいはさみを使って切開を1~2センチほど伸ばします。
腹腔へのアクセスを得るために筋肉内切開を行います.ほとんどの場合、盲腸は腹部の左側にあります。セクカムを分離します。
鈍い、解剖学的鉗子を使用して、穏やかに慎重に切開を通して盲検を露出させる。ステップ4はライゲーションです。セカム上のライゲーションの位置は敗血症の重症度レベルを決定する。
セクムの約75%を結紮すると、重度の敗血症を誘発する。セクムの50%を結紮すると、中レベル敗血症を誘発する。一方、セクカムの25%以下を結紮すると軽度の敗血症が生じる。
指定された位置でセカムをリゲートします。イレオセカルバルブをリゲートしないようにしてください。ステップ5は、セクカムを穿刺することです。
針を使用して、単一のスルーでセカムを穿穿刺し、結紮とセカムの先端の間の途中で穿刺する。血管を穿刺しないようにしてください。完全な穿刺があったことを確認するには、両方の針穴から小さな便の液滴を押し出します。
慎重に腹腔にセクカムを交換してください。簡単なランニング縫合糸を適用して腹部の筋肉を閉じ、皮膚を閉じます。ヨウ素で肌をきれいにします。
マウスに事前に温めた生理食前溶液を注入して蘇生します。食べ物と水への無制限のアクセスでケージに戻ってマウスを置きます。脳結紮と穿刺またはCLP処置から約3日後、我々は敗血症でしばしば起こる肺炎を刺激するために鼻腔内感染でマウスを2回目のヒットに服従させる。
後ろからマウスの首に近づき、滑らかに優しく。左手の親指と人差し指はU字型の位置を形成する。マウスヘッドが完全に拘束されるように、耳のすぐ後ろに首を保持します。
鼻腔内感染を導入する。100マイクロリットルピペットを用いて、黄色ブドウ球菌株を鼻腔内に植え付ける。マウスを直立した位置に保持し、ゆっくりと2〜3マイクロリットルの細菌溶液をマウスの両方の鼻孔に落とします。
マウスを頭を上下に上げ、尾を下にして、細菌溶液が気管に入るのを助けます。マウスを素早く上げながら、ゆっくりと下げます。15回、または全ての細菌溶液が植え付けされるまで、この蒸留を繰り返します。
最後の手順は、手順を完了することです。角度のある寝具の上にマウスを約35度の角度で置いて回復します。マウスが頭を上げて背面に置かっていることを確認します。
マウスが麻酔と手順から完全に回復していることを確認します。寝具を平らにした後、食べ物と水への無制限のアクセスでケージにマウスを戻します。マウスは腹炎の誘導後約12時間で死に始めた。
肺炎の前にCLPを持つマウスの死亡率ははるかに高かった。術後3日間、CLPマウスは黄色ブドウ球菌の鼻腔内投与でより多くの死亡率を有していた。血清プロ炎症性サイトカインのレベルは、CLP単独またはシャム操作マウス単独のマウスと比較して敗血症マウスの細菌中毒後24時間で有意に増加した。
しかし、ダブルヒットマウスは、SAおよびシャム手術とSAマウスの両方と比較してBAL流体サイトカインレベルの有意な減少を示した。したがってCLPは宿主防御を損ない、感染に対する感受性を増大させる。このデュアルヒットモデルは、宿主と病原体の相互作用のための分子メカニズムを理解するための貴重なツールであり、スーパーバグ感染のための新しい効果的な薬物および他の治療法を開発する道を開く可能性があります。
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概要
このプロトコルは、免疫抑制状態における二次的な院内感染の感染結果を測定する技術を説明しています。盲腸結紮/穿孔マウスを確立し、経鼻感染でチャレンジすることで、臨床的に関連する免疫抑制敗血症モデルを作成します。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 感染症
- 免疫学
- 動物モデル
背景
- 二次的な院内感染は免疫抑制患者にとって重大なリスクをもたらします。
- これらの感染のメカニズムを理解することは、効果的な治療法を開発する上で重要です。
- 動物モデルは、研究のために人間の疾患状態をシミュレートするのに役立ちます。
- 盲腸結紮/穿孔は、マウスで敗血症を誘発するための一般的な方法です。
研究の目的
- 免疫抑制マウスにおける二次感染を研究するための信頼できるモデルを確立すること。
- これらのモデルに対する経鼻感染の影響を評価すること。
- 臨床設定における感染結果の理解を深めること。
使用された方法
- 外科手術のためのマウスの準備。
- 盲腸結紮/穿孔による敗血症の誘発。
- 免疫抑制モデルへの経鼻感染チャレンジ。
- チャレンジ後の感染結果の評価。
主要な結果
- 免疫抑制マウスにおける敗血症モデルの成功的な確立。
- この文脈における経鼻感染の結果の記録。
- 二次感染のメカニズムへの洞察。
- 臨床治療戦略への潜在的な影響。
結論
- このモデルは二次感染を研究するための貴重なツールを提供します。
- 結果は将来の研究と臨床実践に情報を提供する可能性があります。
- 治療介入を探索するためにさらなる研究が必要です。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Modeling sepsis-induced immunosuppression with secondary infection is critical for de-risking anti-infective and immunomodulatory drug discovery. The dual cecal ligation and puncture (CLP) plus intranasal infection model enables mechanistic interrogation of host-pathogen interactions and immune dysfunction relevant to hospital-acquired pneumonia in septic patients. This approach supports predictive confidence in translational research and informs portfolio decisions targeting sepsis complications.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional validation of immune targets implicated in sepsis-induced immunosuppression.
- Supports mechanistic de-risking by modeling clinically relevant secondary infection scenarios.
- Facilitates pathway clarification for host defense and susceptibility mechanisms.
Screening & Assay Development
- Provides a validated in vivo system for evaluating anti-infective and immunomodulatory candidates.
- Enables quantitative measurement of cytokine responses and survival outcomes post-infection.
- Supports reproducible assessment of compound efficacy in a dual-hit infection context.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant models of nosocomial pneumonia in immunosuppressed hosts.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation of therapeutic hypotheses.
- Supports risk-adjusted advancement of candidates targeting sepsis complications.
Pipeline & Workflow Integration
This dual-hit model bridges early discovery and preclinical validation for anti-infective and immunomodulatory programs addressing sepsis and secondary infections.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing on immune suppression and secondary infection susceptibility.
- Screening: Provides quantitative readouts such as cytokine levels and mortality for compound evaluation.
- Analytics: Enables statistical comparison of infection outcomes across experimental groups.
- Translational Research: Models clinically relevant infection dynamics for biomarker and therapeutic alignment.
- Enterprise Reuse: Serves as a reusable platform for diverse mechanistic and efficacy studies in sepsis research.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation and mechanistic studies of immune dysfunction.
- Operational Value: Standardizes dual-infection modeling for reproducible and scalable in vivo studies.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for anti-infective and immunomodulatory assets targeting sepsis complications.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of candidates addressing secondary infections in immunosuppressed patients.
Implementation Considerations
- Requires expertise in surgical induction of sepsis and intranasal infection techniques.
- Demands access to animal facilities and analytical platforms for cytokine and survival analysis.
- Necessitates cross-team standardization of infection severity and timing for reproducibility.
- Adaptation may be needed for different bacterial strains or host backgrounds.
- Mortality and immune response variability must be managed for robust data interpretation.
