방법 논문

항진균 화합물 스크리닝을 위한 In vitro Broth Microdilution Assay

2025년 7월 8일

이 논문에서

초록

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출처: de-Souza-Silva, C. M., et al. Broth Microdilution In Vitro Screening: An 쉽고 빠른 방법으로 새로운 항진균 화합물을 검출할 수 있습니다. J. Vis. 특급 (2018).

이 비디오는 국물 미량 희석 분석을 사용하여 항진균 화합물을 스크리닝하는 체외 분석을 보여줍니다. 테스트 화합물은 마이크로타이터 플레이트에서 연속적으로 희석되고 진균 접종물로 배양됩니다. 배양 후, 테스트 화합물의 항진균 가능성과 최소 억제 농도(MIC)를 평가하기 위해 플레이트에 눈에 띄는 곰팡이 성장이 없는 웰이 있는지 검사합니다.

프로토콜

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1. 솔루션 및 미디어

  1. 표 1에 따라 2X Roswell Park Memorial Institute(RPMI) 1640 배지, 인산염 완충 식염수(PBS), Sabouraud 포도당 육수 및 Sabouraud 포도당 한천을 준비합니다.

2. 곰팡이 접종 성장 조건

  1. 모든 곰팡이 균주는 필요할 때까지 -80 °C에서 35% 글리세롤에 냉동 재고로 보관하십시오.
  2. 각 실험 전에 다음 단계를 수행합니다.
    1. 칸디다 알비칸스 균주의 경우:
      1. 스톡 바이알을 해동하고 200μL를 10mL의 Sabouraud 포도당 육수를 캡이 있는 멸균 50mL 폴리프로필렌 튜브에 넣고 교반(200rpm)하면서 30°C에서 하룻밤 동안 배양합니다. 튜브를 기울이고 배양을 더 잘 통기할 수 있도록 캡을 약간 열어 두는 것을 잊지 마십시오.
    2. Cryptococcus neoformans 균주의 경우 :
      1. 스톡 바이알의 얼어붙은 표면을 긁어냅니다. 세포를 Sabouraud 포도당 한천 플레이트에 플레이트하고 30°C에서 48시간 동안 배양합니다. 고립된 집락이 눈에 띄게 성장한 후에는 플레이트를 파라핀 필름으로 밀봉된 냉장고(4°C)에 최대 15일 동안 보관하십시오.
      2. 멸균 이쑤시개 또는 멸균 접종 루프를 사용하여 플레이트에서 중간 크기의 분리 콜로니를 수집하고 멸균 50mL 원뿔형 튜브에 10mL의 Sabouraud 포도당 육수를 접종합니다. 교반(200rpm)하에서 30°C에서 약 24시간 동안 배양합니다.
      3. 24시간 배양을 초과하지 마십시오. 더 나은 통기를 위해 튜브를 기울이고 캡을 약간 열어 두는 것을 잊지 마십시오. 항생제 내성에 영향을 미치는 중요한 요소이므로 각 검사 전에 세포의 성장 단계를 표준화하는 것이 항상 좋습니다.
        메모: 두 곰팡이 모두 실험에서 빠른 번식을 위해 30°C에서 성장했지만 임상 치료(37°C)와 같은 연구 목적을 반영하기 위해 온도를 변경할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 각 곰팡이 분리물에 대해 이 초기 배양 시간을 미리 설정하고 재현성을 보장하기 위해 모든 테스트 전반에 걸쳐 유지해야 한다는 것입니다.
  3. 곰팡이 성장 후 실온에서 1,200 x g의 원뿔형 튜브를 5분 동안 원심분리하여 세포를 수집합니다. 상등액을 버리고 PBS 10mL를 첨가합니다.
  4. 세포를 재현탁시키고 실온에서 1,200 x g에서 5분 동안 다시 원심분리합니다.
  5. PBS 세척 및 원심분리를 두 번 더 반복합니다. 세 번째 세척 후 2X RPMI-1640 배지 5mL(펠릿 크기에 따라)에 세포를 재현탁합니다.
  6. 마이크로 원심분리 튜브에 1:100 또는 1:1,000 희석 1mL를 준비합니다(세포 현탁액의 탁도에 따라 다름).
  7. 이 희석액을 10μL씩 분취하여 혈구계 챔버에 넣고 현미경으로 4개의 모서리 사분면에 있는 총 세포 수를 계산합니다. (총 세포 수/4) x 희석 계수 x 104(챔버 희석 상수) 공식으로 농도를 계산합니다.
    1. 생존 능력이 계산되고 성장 조건이 연구 중인 분리체에 대해 체계적으로 상관된 경우 100% 생존 가능성을 고려하십시오.
      메모: 생존 계수의 표준화 및 품질 관리는 효모에 대한 EUCAST(European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing)의 항진균성 최소 억제 농도(MIC) 방법에 따라 백플레이팅을 통해 수행할 수 있습니다.
    2. 연구 중인 분리물에 대한 성장/생존력 상관관계가 설정되지 않은 경우 phloxine B11, trypan blue 또는 Janus Green과 같은 죽은 세포를 선택적으로 착색하는 염료를 사용하여 혈구계에서 살아있는 세포를 계수하여 곰팡이 생존력을 측정합니다.이 시점에서 개체군의 생존율이 90% 이상인 경우에만 이 프로토콜에 곰팡이 세포를 사용하십시오.
      참고: Dead/alive 염료는 선택한 곰팡이와 잘 작동하지 않을 수 있습니다. 사용하기 전에 테스트하십시오. 예를 들어, 트리판 블루 염료는 C. neoformans와 잘 작동하지 않습니다.
  8. 그 후, 2X RPMI-1640 배지(RPMI-1640 배지에서 2X 조정 접종물)에서 세포 현탁액을 준비합니다. 96웰 플레이트의 경우 각 플레이트에 대해 5mL의 부피를 고려하십시오.
    1. 모든 C. albicans 균주에 대해 4 x 103 cells/mL의 스톡 세포 현탁액을 준비합니다. 이 농도는 각 웰의 최종 세포 농도의 2배입니다(2 x 10,3 cells/mL).
    2. C. neoformans 균주의 경우 세포 2 x 104 cells/mL의 스톡 배양물을 준비합니다. 이 농도는 각 웰의 최종 세포 농도(1 x 10,4 cells/mL)의 두 배입니다.
    3. 다른 곰팡이의 경우, 배양 시간과 관련하여 특정 연구에 이상적인 농도가 알려진 항진균제로 테스트하십시오. 곰팡이의 신진대사와 복제 시간을 고려하십시오.

3. 펩타이드(알 수 없는 물질)

  1. 동결건조된 펩타이드를 -20°C에서 보관하고 각 실험 전에 탈이온수에 용해시킵니다. 물에 용해된 후 최대 보관 시간은 각 펩타이드의 특성에 따라 다릅니다.
  2. 분석에서 테스트된 가장 높은 최종 농도의 두 배인 부분 표본을 준비합니다(2X). 이상적으로는 동결-해동 주기를 피하기 위해 한 번 사용할 수 있는 충분한 펩타이드가 함유된 소량의 부분 표본을 준비하는 것이 좋습니다.
    메모: 농도의 선택은 문헌과 펩타이드의 특성을 기반으로 해야 합니다. 약 100μM의 펩타이드로 연속 희석을 시작한 다음 얻은 결과에 따라 이 농도 범위를 줄이거나 늘리는 것이 좋습니다.

4. 참조 항진균제(양성 대조군)

  1. 물에 희석된 경우: 분석 농도가 가장 높은 2X 용액을 준비합니다(희석 단계는 섹션 5: 항진균 분석 참조).
    1. C. albicans 균주의 경우 128μg/mL의 플루코나졸 또는 128μg/mL의 카스포펀진 용액을 준비합니다. 둘 다에 대한 플레이트 농도는 64μg/mL입니다.
    2. C. neoformans 균주의 경우 32μg/mL의 암포테리신 B(수용성 용액) 용액을 준비합니다. 플레이트 농도는 16μg/mL.
      입니다. 참고 : 일반적으로 암포테리신 B는 디메틸 설폭사이드 (DMSO)에 희석되는데,이 항진균제는 물에 잘 녹지 않기 때문입니다. 그러나, 상업적으로 이용 가능한 수용성 암포테리신 B 제제가 있습니다.
  2. 유기 용매에 희석된 항진균제의 경우: DMSO에서 100X 원액을 준비한 다음 물에 10X로 희석하여 사용합니다.
    메모: 따라서 웰에서 DMSO의 최종 농도는 1%를 초과하지 않습니다. 곰팡이가 1% DMSO를 포함하는 배지에서 자랄 우물은 일부 곰팡이가 이 용매 농도를 잘 견디지 못한다는 점을 감안할 때 방제가 필요합니다. DMSO는 감광성이므로 플레이트를 호일로 덮거나 배양 기간 동안 어두운 챔버에 두십시오.

5. 항진균 분석

참고: 체외 항진균 분석은 CLSI(Clinical and Laboratory Standards Institute) M27-A3 지침의 국물 미세 희석 감수성 테스트를 기반으로 수행되며 일부 수정이 있습니다.

  1. 각 펩타이드의 2배 연속 희석을 준비하고 96웰 폴리스티렌 마이크로플레이트에서 항진균제를 최종 부피 50μL까지 제어합니다.
    1. 피펫을 사용하여 원하는 가장 높은 최종 농도의 2X 농도로 항진균/펩타이드 100μL를 A열의 1-3열에 추가합니다.
    2. 멀티채널 피펫을 사용하여 50μL의 멸균수를 B열에서 H열까지의 다른 웰에 추가합니다.
    3. 농도가 가장 높은 웰(A행)을 50μL씩 제거하고, 다음 농도의 다음 웰(B행)로 옮기고 균질화합니다.
    4. 농도가 가장 낮은 웰이 될 때까지 위의 단계를 반복하고 이 웰 50μL(H 행)를 버립니다. 11열과 12열(행 A, B, C)은 빈 제어 또는 음수/성장 제어를 위해 물만 남겨 둡니다.
    5. RPMI-1640 배지의 2X 조정된 접종물 50μL를 각 웰(열 1-3 및 열 11(음성/성장 대조군))에 추가합니다. C. albicans의 최종 농도는 2 x 103 cells/mL이고 C. neoformans 균주의 최종 농도는 104 cells/mL입니다.
    6. 블랭크 대조군(50μL 물 + 50μL 2X RPMI-1640 배지, 세포 없음) 및 음성/성장 대조군(50μL 물 + 50μL 조정 접종물 2X RPMI-1640 배지, 항진균제가 없는 배지)을 준비하고 위에서 설명한 대로 웰 플레이트에 로드합니다.
  2. 테스트할 각 화합물과 선택한 항진균 대조군(4-10열)에 대해 절차를 반복합니다.
    메모: 연속 희석은 아래 실험과 같이 수직으로 수행하거나 플레이트에서 수평으로 수행할 수 있습니다(즉, 테스트해야 하는 주어진 화합물/추출물의 희석 수가 8개 이상인 경우).
    1. 화합물, 참조 약물 또는 그 성분이 감광성인 경우 감소된 조명에서 분석을 수행하거나, 플레이트를 호일로 덮거나, 배양 중에 어두운 챔버에 두십시오.
  3. 다음과 같은 선택적 권장 사항을 고려합니다.
    1. 가스 교환을 허용하는 투명한 덮개 플레이트로 플레이트를 밀봉하면 증발을 줄이는 데 도움이 됩니다.
    2. 플레이트를 습한 챔버에 놓으십시오.그것은 또한 증발을 줄이는 데 도움이 될 것입니다.
  4. 모든 C. albicans 균주의 경우 37°C에서 24시간 또는 48시간 동안 플레이트를 배양하고 C. neoformans의 경우 200rpm 진탕으로 48시간 동안 플레이트를 배양합니다. 최종 부피가 낮을수록(100 μL) 스필오버가 발생하지 않습니다.
    메모: C. albicans 균주에 대한 24시간과 48시간의 MIC 판독값 간에 유의한 차이는 관찰되지 않았습니다. 그럼에도 불구하고 48시간에서의 판독값은 시각화하기가 더 쉽습니다.
  5. 도립 광학 현미경의 도움을 받아 잠복기 전과 후에 모든 웰을 관찰하여 형태의 변화를 확인하고 오염 징후를 확인합니다.
    메모: 판독은 시각적으로 수행하고 실험이 끝날 때 사진을 찍을 수 있습니다. 각 판독 전에 플레이트를 약간 균질화하십시오. 판독은 세포 덩어리 또는 필라멘트화가 관찰되지 않는 경우 600nm에서 OD를 측정하여 수행할 수도 있습니다.
  6. 서로 다른 날짜에 최소 3회 이상 실험을 수행합니다.

표 1. 배지 및 시약 준비.

보통준비
2X Roswell Park Memorial Institute(RPMI) 1640 미디엄 – 500 mLRPMI-1640 10.4g(L-글루타민 및 페놀 레드 보충, 중탄산염 제외)
330mM 3-(N-모르폴리노) 프로판 설폰산(MOPS)
NaOH로 pH 7.0으로 조정
여과에 의한 살균(0.22μM 필터)
인산염 완충 식염수(PBS)137mM 나트륨
2.7 밀리엠 KCl
10 mM Na2HPO4
2 mM 킬로2PO4
121°C에서 15분 동안 오토클레이브합니다.
Sabouraud 포도당 육수증류수 500mL에 분말 15g을 넣으십시오.
NaOH로 pH 7.0으로 조정
121°C에서 15분 동안 오토클레이브합니다.
Sabouraud 포도당 한천증류수 500mL에 분말 32.5g을 넣는다.
NaOH로 pH 7.0으로 조정
121°C에서 15분 동안 오토클레이브합니다.

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공개 사항

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선언된 이해 상충이 없습니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
배지 및 시약
RPMI 1640 배지, L-글루타민 포함, 중탄산나트륨 없음써모 피셔제31800-022
3-(N-모르폴리노) 프로판 설폰산(MOPS)시그마-알드리치2X RPMI 매체를 버퍼링하는 데 사용
염화나트륨 (NaCl)디나미카1528-1137 mM 인산염 완충 식염수(PBS)
염화칼륨 (KCl)J.T.베이커3040-012.7 mM 인산염 완충 식염수(PBS)
인산나트륨 이염기성(Na2HPO4)시그마-알드리치V000129인산염 완충 식염수(PBS)의 경우 10mM
인산이수소칼륨(KH2PO4)시그마-알드리치602302 mM : 인산염 완충 식염수(PBS)
BD Difco Sabouraud 포도당 육수BD (영어)238230
BD Difco Sabouraud 포도당 한천BD (영어)210950
글리세롤시그마-알드리치V00012335%
멸균수
항진균제
암포테리신 B시그마-알드리치A2942 (영어
플루코나졸시그마-알드리치F8929
카스포풍인시그마-알드리치PHR1160
플라스틱
50mL 코니컬 튜브사르슈테트62.547.254
접시 페트리제이.프롤랩제0304-5
96웰 플레이트코 닝3595
멸균 용액 저장소카스비K30-208멀티채널 피펫을 사용하여 용액을 피펫팅하는 데 사용
장비 및 기타 재료
광학 현미경니콘E200MV
원심분리기써모 피셔메가퓨지 16R
부 화기에틱 테크놀로지403-3D37°C로 설정
셰이 커뉴브런즈윅 사이언티픽엑셀라 E2537°C, 200RPM으로 설정
세포 계수 챔버, NeubauerBOECO 독일보우 13
멀티채널 피펫증권 시세5123
호 년 년 ) 호 년 표시기 년

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