점막 수준에서의 병원체와 면역 방어의 생체 내 시공간 상호 작용은 기존 척추동물 숙주에서 쉽게 이미지화되지 않습니다. 여기에 제시된 방법은 어린 제브라피쉬의 부레를 감염 부위로 사용하여 살아있는 척추동물의 점막 칸디다증을 연구할 수 있는 다목적 플랫폼을 설명합니다.
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점막 수준에서의 병원체와 면역 방어의 생체 내 시공간 상호 작용은 기존 척추동물 숙주에서 쉽게 이미지화되지 않습니다. 여기에 제시된 방법은 어린 제브라피쉬의 부레를 감염 부위로 사용하여 살아있는 척추동물의 점막 칸디다증을 연구할 수 있는 다목적 플랫폼을 설명합니다.
점막 병원균에 대한 초기 방어는 상피 장벽과 선천성 면역 세포로 구성됩니다. 모두의 immunocompetency, 그들의 상호는 감염에 대한 보호를 위해 매우 중요하다. 병원체와 상피 및 선천성 면역 세포의 상호 작용은 가장 복잡한 문제는 시간과 공간에 펼쳐지는 생체 내에서 조사하고 있습니다. 그러나, 기존 모델은 점막 수준에서 병원균과 전투의 쉬운 공간 - 시간 영상을 허용하지 않습니다.
여기에 개발 된 모델은 청소년 제브라 피쉬의 swimbladder에 곰팡이 병원균, 칸디다 알비 칸스의 직접 주입하여 점막 감염을 만듭니다. 얻어진 감염 질환의 점막 상피에 걸쳐 개발 및 선천성 면역 세포 행동의 고해상도 영상화를 가능하게한다. 이 방법의 다양성은 산도로 이어지는 면역 이벤트의 상세한 순서를 조사하기 위해 호스트의 심문을 허용agocyte 모집 특정 세포 유형과 보호 분자 경로의 역할을 조사하고. 또한, 면역 공격의 함수로서 병원체의 동작은 형광 단백질 발현을 C. 동시에 사용하여 묘화 될 수 알비 칸스. 호스트 병원체 상호 작용의 증가 된 공간 해상도는 설명 빠른 swimbladder 해부 기술을 사용하는 것도 가능하다.
여기에 기재된 점막 감염 모델은 점막 칸디다증의 연구를위한 가치있는 도구 만드는 간단하고 높은 재현성이다. 이 시스템은 또한 일반적으로 상피 표면을 통해 감염, 마이코 박테리아 세균 또는 바이러스 성 미생물로 다른 점막 병원균에 광범위하게 번역 될 수있다.
점막 감염은 병원체가 전신 환경에 접근할 수 있도록 하는 상피 장벽의 손상으로 인해 생명을 위협하는 혈류 감염으로 이어질 수 있습니다1,2. 또한 점막 감염은 외부에 격리되어 있더라도 심각한 면역 병리를 유발할 수 있습니다3-5. 공생 단세포 곰팡이 Candida albicans는 구강 및 기타 점막 부위의 대다수 개체군에 존재합니다6-9. 일반적으로 선천성 면역 및 적응 면역 반응에 의해 억제되지만, 선천성 면역 결함 및 의학적 개입은 심각한 점막 칸디다증으로 이어질 수 있습니다. 상피 장벽에 대한 공격은 면역 병리뿐만 아니라 생명을 위협하는 전파 질환의 위험을 증가시키며, 외음부-질 칸디다증의 경우, 추가로 C. albicans의 집락화는 폐 면역 항상성과 관련이 있습니다10,11. 파종성 칸디다증은 현재 중환자실12에서 네 번째로 흔한 혈류 감염이며 사망률이 40%에 달해 주요 우려 사항입니다. 자가면역 질환, 암 또는 장기 이식 환자에 대한 면역 조절 치료가 증가함에 따라 이 병원체와 점막 면역 구획 간의 상호 작용을 이해하는 것이 필수적입니다.
점막 수준에서 C. albicans-cell interaction에 관한 대부분의 세포 생물학적 발전은 in vitro13-15 및 murine models16-18에서 비롯됩니다. 이 두 가지 접근 방식 모두 뚜렷한 장점이 있지만, 온전한 숙주에서 고해상도로 살아있는 세포를 이미지화할 수 있는 능력은 감염의 시간적, 공간적 특성화를 제한했습니다. 이러한 연구를 위해서는 병원체, 선천성 면역 및 상피 세포의 상호 작용을 온전한 척추 동물 숙주에서 시각화할 수 있는 생체 내 모델이 필요합니다.
제브라피쉬는 주로 유전자 조작에 대한 투명성과 편의성으로 인해 인간 질병을 이해하는 데 매우 유용한 도구로 부상했습니다. 세포와 장기 발달은 매우 세밀하게 이미지화되었으며, 이를 통해 발달 중인 흉선19 또는 세포 내 마이코박테리아와 식세포간의 전투 20-22와 같은 새로운 면역 세포 행동에 대한 설명으로 이어졌습니다. 최근 연구에서는 제브라피시의 장내 미생물-숙주 상호작용을 설명하고 장관의 미생물 집락화가 숙주 장생리학 및 다른 감염에 대한 저항력에 영향을 미친다는 것을 보여주었다23,24. 또한, 장 상피를 통한 감염은 여러 병원체에 대해 설명되었습니다.
장관과 대조적으로, 부레는 더 고립되고 보완적인 점막 모델을 나타냅니다. 이 기관은 발달 중인 장관의 연장선으로 간과 췌장 전방에서 형성됩니다25,26. 그것은 계면 활성제, 점액 및 항균 펩티드27 , 28 및 해부학 적으로뿐만 아니라 존재 유전 학적으로,이 기관은 포유류 폐29 , 30의 상동 체로 간주됩니다. 공압 덕트는 제브라피시의 장에 연결되어 있기 때문에 침수 감염이 자연적으로 발생할 수 있습니다. 놀랍게도, 칸디다균 종에 감염된 어류의 자연적으로 발생하는 것으로 알려진 유일한 감염은 방광의 C. albicans 감염이다31. 우리는 최근에 C. albicans가 수영 방광을 감염시키는 실험적 침수 감염 모델을 설명했으며, 이 감염이 체외32,33에서 C. albicans-상피 상호 작용의 일부 특징을 요약한다는 것을 발견했습니다.
여기에 제시된 방법에서, 원래의 침지 감염 모델은 수정 4일 후(dpf) 제브라피쉬의 부레에 C. albicans를 직접 주입하여 개선되었습니다. 이를 통해 감염을 정확하게 시간적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 재현성이 높은 접종을 할 수 있습니다. 이를 통해 제브라피시 모델의 다양성과 함께 상세한 생체 내 이미징이 가능합니다. 이 방법으로 수행할 수 있는 작업의 예로, 감염 부위에 대한 호중구 동원과 함께 C. albicans 성장의 시공간 역학을 제시합니다. 제브라피시 수영 부레는 생체 내 이미지화가 어렵기 때문에 형광 신호와 미세한 해상도를 향상시키는 신속한 수영 방광 해부 기술도 제시합니다. 이러한 방법은 곰팡이, 면역학 및 양식 연구를 위한 도구 상자를 확장할 뿐만 아니라 점막 표면의 다른 곰팡이, 박테리아 또는 바이러스 감염을 모델링하기 위해 번역될 수 있는 새로운 감염 경로를 설명합니다.
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참고 : 모든 제브라 피쉬의 치료 프로토콜과 실험 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC) 프로토콜 A2012-11-03에서 NIH의 지침에 따라 수행되었다.
4 일 포스트 시비 1. Zebrafish의 양육
2.에서켜졌 마이크로 니들 준비
3. 칸디다 준비
4에 Zebrafish의 주입Swimbladder
5. 원하는 접종의 물고기 상영
6. 물고기 사후 심사 이미징
7. Swimbladder 해부
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후방 swimbladder에 미세 주입
여기에 제시된 실험 방법은 C의 일관된 용량의 주입을 설명 제브라 피쉬 DPF 4의 swimbladder에서 알비 칸스의 효모 세포. 침지 모델과 이전 작업 제안이 C.에 swimbladder 면역 반응 알비 칸스 (Candida albicans)는 포유류의 점막 칸디다증 (32)와 유사하다. 여기에서 우리는 더 간단 재현하고 빠르다 수정 감염 방법을 보여; 제브라 피쉬의 수백 주입하고 몇 시간 내에 검사를 할 수 있습니다.
swimbladder의 정확하고 재현성있는 감염은 미세 주입하여 기관의 후방 지역을 대상으로하여 수행됩니다. swimbladder에 주입 애벌레 또는 배아 제브라 피쉬 (예를 들어, 정맥 또는 후뇌 뇌실)에 대한 대부분의 다른 미세 주입 경로보다 배우기 쉽다. 주입 전에 ...
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swimbladder의 미세 주입 질환 모델의 발전과 한계
여기에 제시된 모델은 Gratacap 등에 설명 된 점막 칸디다증 침수 모델의 확장이다 (2013).; 이는 제어 된 감염 시간의 장점, 높은 재현성 감염 도즈, 따라서 효율 향상을 추가한다. 우리는 여기서 비 침습적 훌륭한 세부 사항에 감염 역학의 시간적 문서뿐만 아니라 swimbladder의 높은 해상도 생체 이미징을 허용하는 새로운 방법을 보여줍니다. 이러한 절차는 C의 연구를 촉진한다 알비 칸스 (Candida albicans)은 점막에 면역 체계의 상호 작용의 역 동성을 -innate. 점막 감염 모델의 제한된 수 제브라 설명되었지만, 모든 소화관 장해 / 감염 24,43 한정. 여기에 제시된 swimbladder 모델은 폐에 약간의 유사성을 공유하고 밀폐 된 사이트를 제공하는 기관에 감염의 사이트를 확장병원균 덜 ...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
저자는 아낌없이 α-catenin의를 제공하기 위해 박사 르 트린 박사 토빈 감사 : 황수정 물고기 라인과 빌 잭맨 우리 자신의 실험실에서 촬영을 할 수 있도록합니다. 저자는 자금 출처 국립 보건원 (보조금 5P20RR016463, 8P20GM103423 및 R15AI094406)과 USDA 인정 (프로젝트 # ME0-H-1-00517-13). 이 원고는 주요 농업 및 임업 실험 역 게시 번호 3371로 게시됩니다.
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 1.7ml 튜브 | Axygen | MCT-175-C | |
| 딥 페트리 접시 | Fisher Scientific | 89107-632 | |
| 전사 피펫 | Fisher Scientific | 13-711-7M | |
| 효모 추출물 | VWR Scientific | 90000-726 | |
| 펩톤 | VWR Scientific | 90000-264 | |
| 포도당 | Fisher Scientific | D16-1 | |
| 한천 | VWR Scientific | 90000-760 | |
| 파인 트위저 (Dumont Dumoxel #5) | 파인 사이언스 도구 | 11251-30 | |
| 나무 다웰 | VWR Scientific | 10805-018 | |
| 저용융 아가로스 | VWR Scientific | 12001-722 | |
| 플레이밍 브라운 마이크로피펫 풀러 | 셔터 Instruments | P-97 | |
| 붕규산 모세관 | Sutter Instruments | BF120-69-10 | |
| MPPI-3 주입 시스템 | 응용 과학 계측 | MPPI-3 | |
| 배압 장치 | 응용 과학 계측 | BPU | |
| 마이크로 피펫 홀더 키트 | 응용 과학 계측 | MPIP | |
| 풋 스위치 | 응용 과학 계측 | FSW | |
| Micromanipulator | 응용 과학 계측 | MM33 | |
| 자기베이스 | 응용 과학 계측 | 마그네틱 베이스 | |
| 트리카인 메탄 설포네이 | Western Chemical Inc. | MS-222 | |
| 해부 현미경 | 올림푸스 | SZ61 상단 SZX-ILLB2-100 기본 | |
| 컨포칼 현미경 | 올림푸스 | IX-81 FV-1000 레이저 스캐닝 컨포칼 시스템 | |
| 20X 현미경 대물 | 올림푸스 | UPlanSApo 20x/0.75 | |
| 롤러 드럼 | New Brunswick Scientific | TC-7 | |
| 마이크로로더 피펫 팁 | Eppendorf | 930001007 | |
| Glass culture tube (16 x 150 mm) | VWR Scientific | 60825-435 | |
| NaCl | VWR Scientific | BDH4534-500GP | |
| KCl | VWR Scientific | BDH4532-500GP | |
| MgSO4 | VWR Scientific | BDH0246-500GP | |
| HEPES (코닝) | VWR Scientific | BDH4520-500GP | |
| 어린이 점토 (Play-Doh) | Hasbro | ||
| CaCl2 | Fisher Scientific | C69-500 | |
| 메틸렌 블루 | VWR Scientific | VW6276-0 | |
| PTU | Sigma | P7629-10G | |
| 페트리 접시 | Fisher Scientific | FB0875712 | |
| 혈구계 ( Hausser scientific) | VWR Scientific | 15170-172 | |
| Type A immersion oil | Blue Marble Products | 51935 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5424 | |
| Vortex Genie | VWR Scientific | 14216-184 | |
| Agarose (Lonza) | VWR Scientific | 12001-870 | |
| Na2HPO4 | Fisher Scientific | S374-500 | |
| KH2PO4 | Fisher Scientific | P285-500 | |
| 낚싯줄 | Stren | ||
| 96 웰 이미징 플레이트(Sensoplate) | Greiner Bio-One | 655892 | |
| 고진공 그리스(다우코닝) | VWR Scientific | 59344-055 | |
| 마이크로슬라이드(25 x 75mm) | VWR Scientific | 48300-025 | |
| 커버 슬립(18 x 18mm), No 1.5 | VWR Scientific | 48366-045 | |
| 15cm 페트리 접시(올림푸스 플라스틱) | Genesee Scientific | 32-106 | |
| 글리세롤(EMD 화학) | VWR Scientific | EMGX0185-5 | |
| 24웰 배양 접시(올림푸스 플라스틱) | Genesee Scientific | 25-107 | |
| 웨이트 보트 (8.9 cm) | VWR Scientific | 89106-766 |
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