Name: 胃腸管における カンジダ・アルビカンス ・ヒphphal形態形成を研究するエクスビボアッセイ (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-07-01T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 42 s
Description: 学ぶエクスビボアッセイを用いたCandida albicansの菌糸形態形成と腸内代謝物の影響。マウス腸管ホモゲナートと免疫蛍光染色で腸環境における真菌の形態転換を可視化し、病原性メカニズムの理解に貢献する。

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著者らは、中西部大学セルラーアンド分子コア研究施設からのリソースと支援を認めている。

すべての動物プロトコルは、57の前に記載されているように中西部大学の制度的動物の世話と使用委員会(IACUC)によって承認されました。中西部大学の制度的動物ケアおよび使用委員会は、MWU IACUCプロトコル#2894の下でこの研究を承認しました.MWU動物ケア政策は、ヒューマンケアと実験動物の使用に関する公衆衛生サービス(PHS)ポリシーと動物福祉法(AWA)に定められた方針に従います。
1. マウスは標準プロトコルを研究する
<ol><li>少なくとも6週齢の雄と雌のC57BL/6Jマウスを使用してください。セフォペラゾン(0.5 mg/mL)の有無にかかわらず、滅菌水でそれらを補います。<ol>
<li>5のグループでマウスを共同収容し、各ケージには全ての雄マウスまたはすべての雌マウスを含む。常にマウスの標準的なマウスチャウと水(400 mLボトルを介して)を提供します。</li>
		<li>毎日ケージをチェックして、食料と水のレベルが十分であることを確認し、マウスの苦痛の兆候を調べます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ケージ給餌ボトルに残っている水に関係なく新鮮な抗生物質が提供されていることを確認するために、48時間ごとにセフォペラゾーンに水を交換してください。</li>
	<li>セフォペラゾン治療の5\u20127日後、確立されたIACUCプロトコルを観察するCO2 窒息を介してマウスを安楽死させる。子宮頸部脱臼による死亡を確認する。</li>
	<li>オートクレーブ滅菌された鋭利なはさみとオートクレーブ滅菌鉗子を使用してマウスを解剖する。<ol>
<li>安楽死後、腹部が露出するようにすべての手足を固定することによって、動物を解剖面に固定する。</li>
		<li>腹部に70%エタノールをスプレーして、ファーが解剖中に鉗子、はさみ、または腸切片に付着するのを防ぎます。</li>
		<li>鉗子を使用して腹部の基部の皮膚をつまんで持ち上げ、はさみを使用して皮膚と下層筋膜を通して小さな切開を作成します。この切開を行う際には、盲腸壁や腸壁を穿刺しないように細心の注意を払ってください。</li>
		<li>このカットをリブケージまで伸ばし、腹腔を部分的に露出します。上方および横方向に延びる両側の最初の切開の点から始まるカットを行います。</li>
		<li>これらのフラップを横に引き、解剖表面にピンで固定し、腹腔を完全に露出させます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>鉗子を使用してGI管を抽出し、はさみを使用して胃よりも優れた切り傷を作り、大腸の遠位領域で各セクションから最大量の腸分の収集を確実にします。</li>
	<li>GI管を取り外す場合は、個々のコンポーネントが破裂しないように注意してください。胃、小腸、盲腸、大腸を、近位および遠位端のはさみを使用して個別に分離します。</li>
	<li>各セクションから各腸の内容物を収集するには、はさみを使用して各セクションの遠位端で単一の切開を行い、続いて鉗子を使用して1.5 mLマイクロ遠心分離管に腸の内容物を手動で排出します。</li>
	<li>腸内の内容物は-80°Cで保存し、エキソビボアッセイを行います。</li>
</ol>2. 酵母エキスペプトンデキストロース(YPD)寒天プレートの調製
<ol><li>1 Lガラス瓶に、ペプトンデキストロース粉末25gの酵母エキス、寒天10g、超純水を500mLの最終体積に加える。</li>
	<li>121°Cで30分間、液体サイクルでオートクレーブを使用して、培地を滅菌する。</li>
	<li>層流フードの下に、約20mLの寒天培地を滅菌ペトリプレートに注ぎます。寒天培地の500 mLは、約25プレートを得る必要があります。</li>
	<li>プレートは、使用できる状態になるまで4°Cで保管してください。</li>
</ol>3. 催眠形態形成アッセイのための元生体準備
<ol><li>C.アルビカンSC5314の新鮮な培養物をYPD寒天プレートにストリークし、30°Cで一晩インキュベートする。</li>
	<li>一晩成長した C.アルビカンSC5314 培養から2〜3個の中型の個々のコロニーを選び、リン酸緩衝生理食塩分(PBS)の1mLで再中断する。</li>
	<li>冷凍腸の内容物を-80°C冷凍庫から取り出し、25°Cで解凍します。</li>
	<li>新しい1.5 mLチューブに約150mgの腸内含量を量る。</li>
	<li>150 μL の PBS (腸内の内容と PBS を 1:1 重量対体積比で) で再中断します。</li>
	<li>30 sの高速で渦は腸の内容物を均質化し、約1分間室温で座ることを可能にする。</li>
	<li>ホモジエートを1000 x g で3分間遠心する。</li>
	<li>上清を新しい1.5 mLチューブに移します。</li>
	<li>手順 3.7 と 3.8 を繰り返して、上清内のすべての破片を取り除く。</li>
	<li>この上清に上記で準備された C.アルビカン SC5314接種の10 μLを追加します。</li>
	<li>よく混ぜ合わせ、37°Cで4〜5時間インキュベートします。</li>
</ol>4. 腸内均質性抽出物への代謝物の外因性添加による、催眠形態形成アッセイ
<ol><li>冷凍腸の内容物を-80°C冷凍庫から取り出し、1:1比(重量:体積)でPBSで再懸濁します。</li>
	<li>腸内含量およびPBS混合物に必要な腸代謝物の濃度を加える。</li>
	<li>30 sの高速で渦は、代謝物を含む腸内の内容物を均質化し、約10分間室温で座ることを可能にする。</li>
	<li>ホモジエートを1000 x g で3分間遠心する。</li>
	<li>上清を新しい1.5 mLチューブに移します。手順 4.4 と 4.5 を繰り返して、上清内のすべての破片を取り除く。</li>
	<li>上記の上清に、上記で準備した C.アルビカン SC5314の10μLを加えます。よく混ぜ合わせ、37°Cで4〜5時間インキュベートします。</li>
</ol>5. C. アルビカンス 形態形成アッセイ (免疫染色およびイメージング)
<ol><li>サンプルを1000 x g で2分間遠心し、ピペットで上清を捨てます。</li>
	<li>2%パラホルムアルデヒド(PFA)の100 μLでサンプルを15分間固定します。</li>
	<li>2分間1000 x g で遠心分離機を使用し、ピペットを介して上清を捨てます。</li>
	<li>サンプルを1 mLのPBSで2回洗浄します。サンプルを洗浄するには、PBS中のペレットを軽くピペットで再懸濁します。これは、催眠構造を損傷する可能性がありますので、サンプルを渦を起こすしないでください。再懸濁後、1000xgで2分間遠心分離し、ピペットを介して上清を捨てる。</li>
	<li>ポリクローナル C.アルビカン抗体 (1:100希釈)を含むPBSの100 μLで30分間、室温でサンプルをインキュベートします。</li>
	<li>1 mLのPBSでサンプルを3回洗います。 注:蛍光抗体を使用する場合、すべての希釈および洗浄手順を薄暗い光の中で行い、写真の漂白を避け、サンプルの寿命を改善することをお勧めします。</li>
	<li>抗ウサギIgGアレクサフルオール488抗体を1:500希釈時に含むPBSの100 μLで15分間、室温でサンプルをインキュベートします。暗い引き出しや部屋でインキュベーションを行い、写真の漂白を避けてください。</li>
	<li>1 mLのPBSでサンプルを3回洗います。</li>
	<li>サンプルを100 μLのPBSで再中断し、イメージング用に96ウェルプレートに移します。 注:画像を撮っていない場合は、96ウェルプレートをアルミ箔で包み、写真の漂白を避けることをお勧めします。</li>
	<li>蛍光イメージング顕微鏡を用いた20xおよび40x対物レンズを用いた画像真菌細胞。蛍光を検出するには、緑色蛍光タンパク質(GFP)フィルタ(励起波長470/40および発光波長525/50)を使用します。</li>
</ol>

著者は、競合する金銭的利益やその他の利益相反を持っていません。

ここで説明する方法は、GI管におけるC.アルビカンス催眠形態形成に対する抗生物質、食事、異種および治療的影響の影響を調査する新しい方法を提示する。全身感染の大部分は、GI管21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34およびヒファエ形成に由来するので、Cの播種を促進する重要な毒性因子である。 GI管からのアルビカンは、この形態形成を制御する要因を理解し、病因メカニズムに関する知識を広げ、新しい治療選択肢を特定する。<su...

カンディダ・アルビカンスは、通常はコメンサルである日和見的な多形性真菌病原体であるが、免疫不全個体1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13で生命を脅かす感染症を引き起こす可能性のある悪質な形態に形態変化を受けることができる。C. アルビカンスは全身性結室感染症の主要な原因であり、抗真菌治療2、14、15でも40\u201260%の死亡率を有する。C.アルビカンは、女性の生殖器系16、17、健康な個体18および胃腸(GI)管19、20の口腔を含む異なる宿主ニッチに存在するが、全身感染の大部分は、消化管に由来し、さらに、 全身感染の原因は、しばしば、GI管21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34であることが確認される。C. アルビカンスの消化管の病原性は、幅広い因子の影響を受ける。しかし、病原性に必要な主な特徴は、酵母細胞形態から、病変性のヒュファル細胞形態35、36、37、38、39、40、41、42、43、44への移行である。感染時のGI管からのアルビカンスの付着および播種は、病原酵母から毒性のヒファエに移行する能力と強く関連しており、真菌が侵襲性疾患44、49、50、51、52、53を引き起こすことを可能にする。
腸内の様々な要因, n-アセチルグルコサミンを含む, C. アルビカンによる催眠形成を調節します.したがって、GI管54、55、56におけるこの真菌病原体の催眠形態形成に関する知識のギャップを狭めることが重要である。最近の証拠は、様々な腸代謝産物が、Vitro57、58、59、60のC.アルビカンの催眠形態形成を差し出して制御することを示している。しかし、技術的な制約は、生体内の腸内サンプルでのC.アルビカンス催眠の形成、特に酵母およびヒファエ細胞の染色および催眠の発達の定量的分析を試みる際に問題を提示する。GI管におけるC.アルビカンスの催眠形態形成を理解するために、マウスからの均質化された腸内含量の可溶性抽出物を用いて、真菌性催眠形態形成に対する代謝産物の効果を研究するために、ex vivo法が開発された。この方法は、C.アルビカンスGI感染に耐性があり、感受性のマウスからの腸サンプルを利用して、消化管における真菌性催眠形態形成に対する代謝産物、抗生物質および異種生物系の効果を同定し、研究するのに役立つ。

<table><tbody><tr><td>1 - 10 &マイクロ;L ピペットチップ</td><td>フィッシャーサイエンティフィ</td>ック <td>02-707-454</td><td>その他</td></tr><tr><td>100 - 1000 & マイクロ;Lピペットチップ</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>02-707-400</td><td>その他</td></tr><tr><td>20-200 & マイクロ;L ピペットチップ</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>02-707-451</td><td>その他</td></tr><tr><td>2-メチル酪酸</td><td>シグマ</td><td>193070-25G</td><td>ハイフ阻害化合物</td></tr><tr><td>488 ヤギ抗ウサギ IgG</td><td>Invitrogen (フィッシャー)</td><td>A11008</td><td>IF 染色二次</td></tr><tr><td>ab 寒天</td><td>フィッシャー</td><td>BP1423-500</td><td>YPD 寒天成分</td></tr><tr><td>自動イメージング顕微鏡</td><td>キー</td><td>エンス BZX700</td><td></td></tr><tr><td>カンジダ・アルビカンス 抗体</td><td>Invitrogen (Fisher)</td> <td>PA1-27158</td><td>IF 染色 一次 ab</td></tr><tr><td>セフォペラゾン</td><td>ケイマン</td><td>16113</td><td>抗生物質</td></tr><tr><td>デオキシコール酸</td><td>Sigma</td><td>30960</td><td>ハイフファル阻害化合物</td></tr><tr><td>D-グル</td><td>コース フィッシャー</td><td>D16-500</td><td>ハイフ促進化合物</td></tr><tr><td>鉗子</td> フィ<td>ッシャー</td><td>08-885</td><td></td></tr><tr><td>乳酸</td><td>Alfa Aesar</td><td>AAAL13242-06</td><td>ヒフタル抑制化合物</td></tr><tr><td>リトコール酸</td><td>Σ</td><td>L6250-10G</td><td>ヒフタル阻害化合物</td></tr><tr><td>パルミチン酸</td><td>Σ</td><td>P5585-10G</td><td>ヒフ阻害化合物</td></tr><tr><td>パラホルムアルデヒド</td><td>Alfa</td><td>Aesar A11313</td><td>IF 染色固定剤</td></tr><tr><td>リン酸塩緩衝生理食塩水 (PBS)、10x</td><td>AlfaAesar</td><td>J62692</td><td>PBS成分</td></tr><tr><td>p-tolylactic acid</td><td>SCBT</td><td>sc-257959</td><td>hyphal阻害化合物</td></tr><tr><td>sebacic 酸</td><td>Sigma</td><td>283258-250G</td><td>hyphal-inhibitory compound</td></tr><tr><td>sharp ended はさみ</td><td>Fisher</td><td>28301</td><td></td></tr><tr><td>滅菌 Milli-Q 水</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Misc</td></tr><tr><td>YPD Broth</td><td>BD Biosciences</td><td>242810</td><td>YPD寒天成分</td></tr></tbody></table>

胃腸管における カンジダ・アルビカンス ・ヒphphal形態形成を研究するエクスビボアッセイ

An Ex vivo Assay to Study Candida albicans Hyphal Morphogenesis in the Gastrointestinal Tract

胃腸(GI)管におけるカンジダ・アルビカンスの催眠形態形成は、様々な環境シグナルによって厳しく制御され、この日和見真菌病原体の普及および病因において重要な役割を果たしている。しかし、生体内のGI管で真菌性ヒphphaeを可視化する方法は、この形態形成プロセスを制御する環境信号の理解を制限する困難です。ここで説明するプロトコルは、腸管ホモジネート抽出物における催眠形態形成の可視化のための新規のex vivo方法を示す。この研究は、ex vivoアッセイを用いて、抗生物質治療マウスのcecal内容物は、未治療の対照マウスからではなく、腸内のC.アルビカンス催眠形態形成を促進することを示している。さらに、抗生物質処理マウスからcecal内容物に腸代謝物の特定のグループを付加すると、ヒファアル形態形成ex vivoを差し出して調節する。このプロトコルを組み合わせると、このプロトコルは、GI管におけるC.アルビカンス催眠形態形成を制御する環境信号を同定し、調査するための新しい方法を表す。

タンガマニ研究所60 からの以前の知見と共に 、C.アルビカンス が胃から採取された腸ホモゲネート抽出物でex vivoを成長させると、未治療のコントロールおよび抗生物質処理マウスの小腸および大腸が 、C.アルビカンは 一般的に酵母形態で発症することを示している(図1B)。しかし、抗生物質処理マウスからcecal抽出物で増殖すると 、C.アルビカンは 容易に形態形成を受け、酵母およびヒファの形態を含むサンプルを生じる(図1B)。これはコントロールマウスでは発生しません。これは、抗生物質処理されたcecal抽出物で成長したサンプル中の催眠形態の有意な増加を示したが、他の抗生物質処理腸抽出物60では示さなかった以前の結果を支持する。これらの結果は、抗生物質治療がC. アルビカン の催眠形態形成を誘導するcecal環境の変化を引き起こすことを示唆している。さら...

腸ホモジネート抽出物および免疫蛍光染色を用いた本研究で説明したex vivoアッセイは、GI管における カンジダ・アルビカン スの催眠形態形成を調べる新規の方法を表す。この方法は、腸内の形態遺伝学的遷移を調節する環境シグナルを調べるのに利用することができる。

Candida albicans hyphal morphogenesis in the gastrointestinal (GI) tract is tightly controlled by various environmental signals, and plays an important ...

このビデオで示されているプロトコルは、真菌性催眠形態形成に対する腸代謝産物の役割を理解することを可能にする。このex vivo技術は、多かれ少なかれ、インビトロ研究が複製できない方法で真菌催眠形態形成を研究するための腸の最も近い近似値である。この方法は、他の腸内病原体における腸代謝産物の役割を研究するために適用することができる。オートクレーブ殺菌された鋭利なはさみおよび鉗子を使用してマウスを解剖する。安楽死後、腹部を露出させるためにすべての手足を固定することによって、動物を解剖面に固定します。70%エタノールで腹部領域をスプレーし、毛皮が鉗子、はさみ、または腸の切片に付着するのを防ぎます。鉗子を使用して腹部の基部の皮膚をつまんで持ち上げ、盲腸や腸壁を穿刺しないように注意して皮膚と下層筋膜を通して小さな切開を作成します。このカットを腹腔を部分的に露出させた胸部に伸ばし、両側の最初の切開の時点から切り取り、上方および横方向に延びる。これらのフラップを横に引き、解剖表面に固定して腹腔を完全に露出させます。はさみを使用して胃よりも優れた切り傷を作り、大腸の遠位領域で鉗子でGI管を抽出し、最大量の腸内含有量の収集を確実にします。GI管を取り外す場合は、個々のコンポーネントが破裂しないように注意してください。胃、小腸、盲腸、大腸を近位および遠位の端で分離する。各セクションから腸の内容物のコレクションのために、遠位端で単一の切開を行い、その後、手動で鉗子と1.5ミリリットルのマイクロ遠心分離管に腸の内容を排出します。エキビボアッセイのためにマイナス80°Cでサンプルを保管してください。C.albicans SC5314の新鮮な文化をYPD寒天プレートにストリークし、摂氏30度で一晩インキュベートします。翌日、2つまたは3つの中規模の個々のコロニーを選び、PBSの1ミリリットルでそれらを再中断します。冷凍庫から冷凍腸の内容物を取り出し、摂氏25度で解凍します。約150ミリグラムの腸内の内容物を新しい1.5ミリリットルチューブに移し、150マイクロリットルのPBSで再中断します。サンプルを30秒間高速で渦を出して腸内の内容物を均質化し、室温で約1分間座るようにします。ホモゲン化物を1,000倍Gで3分間遠心し、その上清を新しい1.5ミリリットルチューブに移し、破片を転写しないように注意します。遠心分離を繰り返した後、上清にC.albicans接種物の10マイクロリットルを加え、よく混ぜ、サンプルを摂氏37度で4〜5時間インキュベートします。C.albicansに対する外因性代謝物の効果をテストするには、代謝産物の所望の濃度を腸内含量およびPBS混合物に加え、その後、30秒間高速で試料を渦液し、室温で10分間座らせ、前に述べたように遠心分離および接種を行う。真菌細胞培養物をG1,000倍2分間遠心し、上清を捨てる。サンプルを100マイクロリットルの2%PFAで15分間固定し、遠心分離を繰り返し上清を捨てます。原稿の指示に従ってPBSの1ミリリットルでサンプルを2回洗浄し、その後、ポリクローナルC.albicans抗体でPBSの100マイクロリットルの室温でサンプルを30分間インキュベートします。インキュベーション後、サンプルをPBSでさらに3回洗浄し、薄暗い光の中で作業して光の漂白を避けます。暗い部屋では、抗ウサギIgGアレクサフルオール488抗体を1〜500希釈で含有するPBSの100マイクロリットルで15分間室温でサンプルをインキュベートします。PBSの1ミリリットルでサンプルを3回洗浄した後、PBSの100マイクロリットルでそれを再懸濁し、イメージングのために96ウェルプレートに移します。20Xと40X対物レンズと緑色蛍光タンパク質フィルターを使用して、蛍光イメージング顕微鏡で真菌細胞を画像化します。C.albicansが胃から採取した腸ホモゲネート抽出物でex vivoを成長させると、未治療のコントロールおよび抗生物質処理マウスの小腸および大腸は、一般的に酵母形態で発症する。しかし、抗生物質処理マウスからcecal抽出物で増殖すると、C.albicansは容易に酵母およびヒファの形態をもたらす形態形成を受ける。これは、抗生物質治療がC.Albicansの催眠形態形成を誘発するcecal環境の変化を引き起こすことを示している。抗生物質処理マウスのcecalホモゲン酸グルコースの外因性添加は、大規模なヒファル発達ex vivoを示した。これらの結果は、抗生物質処理マウスのセカールホモゲネートに戻る腸代謝産物の添加が、C.albicansの形態形成を差し分化することを示唆している。このプロトコルを試みるとき、腸の内容の希釈の最適化は、破片の収集なしに腸代謝物の十分な収集を保証することに留意してください。2対1のメディアから腸へのコンテンツ希釈を超え、可能であればより低い希釈を目指してください。この技術は、腸内の特定の代謝産物が催眠発達にどのように影響するかを探求するために現在使用されており、研究者は真菌病原発に対する腸代謝産物の役割をよりよく理解することができます。

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