요로 감염(UTI)을 모델링하는 능력은 박테리아 발병 기전을 이해하고 새로운 치료법의 개발을 촉발할 수 있도록 하는 데 매우 중요합니다. 이 작업의 목표는 인간에서 관찰된 결과를 요약하고 예측하는 실험적 요로감염 및 카테터 관련 요로감염의 마우스 모델을 시연하는 것입니다.
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이 논문에서
정오 공지
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요약
초록
요로 감염 (UTI)는 매우 널리 사망률의 중요한 원인 및 항생제 치료에 점점 내성. 여성은 불균형 요로 감염에 의해 고통된다 : 모든 여성의 50 %가 일생에 요로 감염이있을 것이다. 또한, 초기 요로 감염 삶, 고통과 불편, 일상 활동의 중단의 질에 심각한 손상 몇 가지 고통 잦은 재발과 재발을 겪게 될 것이다이이 여자 20-40 %가 의료 비용이 증가하고, 몇 치료 옵션 다른 장기 예방 적 항생제보다. Uropathogenic 대장균 (UPEC)는 취득한 UTI 사회의 주요 원인균이다. 카테터 관련 요로 감염 (CAUTI)는 만 매년 미국에서 발생 극적인 의료 비용에 대한 회계 가장 일반적인 병원 획득 감염이다. UPEC도 CAUTI의 주요 원인이지만, 다른 원인이 에이전트는 엔테로 포함 증가 중요하다패 칼리스. 여기에서 우리는 이러한 인간의 질병의 임상 적 특성의 많은 요점을 되풀이이 잘 구축 된 마우스 모델을 사용한다. 요로 감염의 경우, C3H / 암탉 모델은 호스트 응답, IBC 형성과 filamentation을 포함하여 인간에서 관찰 UPEC의 독성의 많은 기능을 되풀이되었습니다. CAUTI, 방광 카테터 임플란트를 유지 C57BL / 6 마우스를 이용 모델의 경우, E.에 민감한 것으로 밝혀졌다 칼리스 방광 감염. 이러한 대표적인 모델은 신규 한 치료제 및 관리 또는 예방 전략의 개발을 주도하고 UTI 질환의 병인으로 현저한 새로운 통찰력을 얻기 위해 사용되고있다.
서론
요로 감염 (요로 감염)은 가장 흔한 박테리아 감염 중 하나와 UTI 취득한 취득, 사회와 원내의 메커니즘을 기반으로 두 개의 카테고리로 나눌 수있다. 지역 사회 획득 요로 감염은 종종 건강한 여성과 연구에서 발생하는 여성의 약 50 %가 평생 한 적어도 하나의 요로 감염이있을 것이다 보여 주었다. 또한 재발 주요 문제이다. 초기 급성 감염이있는 여성은 항생제 치료와 많은 여성들이 자주 재발이가 계속 적절한에도 불구하고 6 개월 이내에 두 번째 감염을 갖는 25-40%의 기회가있다. 이러한 감염을 일으키는 박테리아는 항생제 내성이 점점 더 혼란 치료 프로토콜 3-6가되고있다. 요로 감염은 질병의 영향과 보급을 강조, 미국에서 의료 관련 비용 약 25 억 달러의 비용이 수백만의 개인 매년에 영향을 미칠1,7 .Nosocomial는 주로 내주 카테터 등의 이물질의 존재와 관련된 요로 감염을 인수했다. 카테터 관련 요로 감염 (CAUTI)은 이러한 감염 8 70 ~ 80 % -를 차지, 요로 감염 획득 한 가장 일반적인 원내 남아있다. 또한, CAUTI은 이환율 및 사망률 증가와 관련 지을 수있어 이차 혈류 감염 (9)의 가장 흔한 원인이다.
요로....
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프로토콜
윤리 문 : 워싱턴 대학 동물 연구위원회는 2013년 1월 11일을 승인 2016년 1월 11일 만료 된 프로토콜 번호 20120216,의 일환으로 모든 마우스 감염과 절차를 승인했다. 동물의 전반적인 관리는 국가 연구위원회 및 미국 농무부 동물 관리 리소스 가이드에서 실험 동물의 관리에 대한 가이드 및 사용과 일치했다. 안락사 절차와 일치한다 "동물 2013 판의 안락사에 대한 AVMA 지침."
1. UPEC 요로 감염 프로토콜, 접종 바늘 준비 (그림 S1)
- 30 G 바늘의 뚜껑을 제거합니다. 바늘의 샤프트에 PE10 튜브의 약 1 인치 스레드. 밤새 바늘 조립체 UV 살균. 카테터 바늘은 멸균 페트리 접시에 무기한 저장 될 수 있습니다.
2. UPEC 세균 접종 준비
- UTI89 접종을 준비 (접종하기 전에 72 시간을 시작합니다기 일)
- 냉동 재고 LB (루리아 - 베르 타니) 한천 판에 킬 UTI89. 37 ° C에서 밤새 품어. 식민지를 선택하고 125 mL의 플라스크에 LB 10 ㎖로 접종. 정적으로, 24 시간 동안 37 ° C에서 품어.
- 정적으로, 37 ° C에서 추가로 24 시간 동안 새로운....
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결과
복잡하고 카테터 관련된 요로 방광 모델은 이러한 일반적인 비싼 감염을 관리하는 세균성 병인, 숙주 조직에이 질병의 영향 및 개발 및 신규 한 접근법의 테스트 분자 메커니즘을 밝히기위한 유연한 플랫폼을 제공한다. 마우스 변형 및 병원체에 따라, 방광 접종 급성 시작 또는 변조에 필요한 요소 (그림 1, 3), 만성 또는 재발 성 (그림 2) 방광염을 규명하기 위해 호스트 병원체 상호 작용을 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 그림 1에 표시된 데이터는 전형적인 UPEC 방광염에 의한 급성 단계 (24 HPI) 요로 식민지의 대표 UTI89 (44)을 격리 할 것. 접종 후, 감염은 24 생쥐가 희생되는 시점에서 시간과 균질화 방광 및 신장 조직 개발을 위해 사용할 수 있습니다. 조직 균질 직렬 dilut 아르발기 부전과 식민지 박테리아의 열거 도금. 만성 UPEC 정착과 방광 염증 설립 및 감염 량 및 uropathoge.......
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토론
복잡하지 않은 사회는 요로 감염은 수백만 일차 진료 방문 매년 46를 차지 일반적이고 비용이 많이 드는 감염 인수했다. 또한, CAUTIs 더 이상 CAUTI 45 획득 한 병원에서 결과 처리의 추가 비용을 공급자를 상환 메디 케어와 메디 케이드 서비스 센터 등의 건강 관리 서비스 공급자에 매우 비용이 많이 드는 될 수 없다 일반적인 의료 획득 감염이다. 이러한 프로토콜에 설명 UTI 모두 단순한 방광염 및 CAUTI의 마우스 모델은, 개시, 유지 관리 및 UTI의 여러 형태의 결과를 변조하는데 필요한 호스트 및 병원체의 상호 작용 분자 기초를 이해하는데 귀중한 도구를 제공한다. 이러한 모델은 UTI 23,47-49의 분석에 강력한 박테리아 및 마우스 유전학, 면역학, 현미경, 생화학 적 및 유전 적 화학 도구 애플리케이션에 허용한다. 또한, 프로토콜은 여기에 설명 된 플랫폼을 제공하고 있습니다개발 및 세균 독성의 작은 분자 억제제 및 새로운 예방 접종 대상 및 전략 .......
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공개 사항
저자는 그들이 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.
감사의 글
이 작품에 대한 자금은, ORWH SCOR의 P50의 DK064540에 의해 RO1 DK 051406, RO1 AI 108749-01, F32 DK 101171, 및 F32 DK 104516-01을 제공되었다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 카테터와 바늘 준비를 위한 재료: | |||
| 30 G 바늘 | BD 정밀 글라이드 | 305106 | 30 G x ½ (0.3mm x 13mm) |
| PE10 폴리에틸렌 튜빙 | BD | 427400 | 내경 -0.011 in (0.28 mm); 외경 – 0.024 in (0.61 mm) |
| RenaSIL 025 백금 경화 실리콘 튜빙 | Braintree Scientific, Inc | SIL 025 | 내경-0.012 x 외경 0.025, 25 ft 코일 |
| 감염 물질: | |||
| Isoflourane – Isothesia | Butler Schein | 29405 | 250 ml |
| 투명 유리 직선 항아리 | Kimble Chase | 5413289V 21 | |
| 스테인레스 스틸 차 주입기 | Schefs-Amazon | Premium Loose Leaf Tea Infuser By Schefs - 스테인레스 스틸 - 대용량 - | |
| 비멸균 면봉 | Fisherbrand | 22-456-880 | |
| 50 ml 팔콘 튜브 | VWR | 89039-660 | |
| Isotec 3 -기화기 | Ohmeda | 1224478 | |
| Ear punch | Fisher Scientific | 13-812-201 | (필요한 경우) |
| 베타 | 용액 베타딘 용액 | 10% 포비디-요오드 국소 용액 | |
| Q-tips | Fisher Scientific | 22-037-924 | 벤치용 6인치 |
| 기저귀 | Fisherbrand | 14206 63 | 흡수성 언더패드(20인치 X36인치 매트) |
| 수술용 윤활제 | Surgilube | 0281-0205-36 | |
| 해부 가위 | 정밀 과학 도구, INC | 14084-08 | |
| Micro-Adson 겸자 | 정밀 과학 도구, INC | 11018-12 | |
| 1ml 주사기 | BD | 309659 | 투베르쿨린 슬립 팁 |
| Parafilm | Bemis | PM996 | 4인치 x 125 |
| 피트Eppendorf rack | Fisherbrand | 05-541-1 | |
| Eppendorf 튜브 | MIDSCI | AVX-T-17-C | |
| 수확 카테터, 방광 및 신장: | |||
| Homogenizer | PRO Scientific INC | Bio-Gen Pro 200 | |
| 5 ml 폴리프로필렌 라운드 바닥 튜브 | BD | 352063 | 장기 균질화용 |
| 종이 타월 | Georgia-Pacific | ||
| 에탄올 | Pharmco-AAPER | 11100020S | 200 증거 |
| Costar™ 투명 폴리스티렌 96-웰 플레이트 | Corning | 3788 | |
| 1x 인산나트륨 식염수 | Sigma-Aldrich | P3813 | |
| BRANSONIC 초음파 세척기 1210 | Branson Ultrasonics Corporation | 1210 | |
| IBC 재료: | |||
| 6-웰 조직 배양 테스트 플레이트 | Techno Plastic Products | 92006 | |
| 핀 | 파인 사이언스 도구 | 26002-20 | |
| Sylgard 184 | Dow Corning | 3097358-1004 | 실리콘 엘라스토머 키트 |
| X-gal (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-b-D-galactoside) | Invitrogen | 15520-034 | 초순수 |
| N, N-디메틸포름아미드 | 시그마 Aldrich | D4551 | |
| MgCl2(염화마그네슘) | Sigma Aldrich | M8266 | |
| 소듐데옥시콜레이트 | 시그마 알드리치 | D6750 | |
| 노니데트-P40 | 로슈 | 11754599001 | 옥틸페놀폴리(에틸렌글리콜레테르)n |
| 헥사시아노페레이트(II) 삼수화물(K-페로시아나이드) | 시그마 알드리치 | P3289 | |
| 헥사시아노페레이트 칼륨(III) (K-페리이시아나이드) | 시그마 알드리치 | 60299 |
참고문헌
- Foxman, B. Epidemiology of urinary tract infections: incidence, morbidity, and economic costs. Dis Mon. 49, 53-70 (2003).
- Foxman, B., et al. Risk factors for second urinary tract infection among college women. American journal of ....
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재인쇄 및 허가
정오
Formal Correction: Erratum: Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model
Posted by JoVE Editors on 8/18/2017. Citeable Link.
An erratum was issued for: Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model. The Protocol section has been updated.
The ethics statement has been updated from:
Ethics statement: The Washington University Animal Studies Committee approved all mouse infections and procedures as part of protocol number 20120216, which was approved 01/11/2013 and expires 01/11/2016. Overall care of the animals was consistent with The guide for the Care and Use of Laboratory Animals from the National Research Council and the USDA Animal Care Resource Guide. Euthanasia procedures are consistent with the “AVMA guidelines for the Euthanasia of Animals 2013 edition.”
to:
Ethics statement: The Washington University Animal Studies Committee approved all mouse infections and procedures as part of protocol number 20150226, which expires 12/10/2018. Overall care of the animals was consistent with The Guide for the Care and Use of Laboratory Animals from the National Research Council and the USDA Animal Care Resource Guide. Euthanasia procedures are consistent with the “AVMA guidelines for the Euthanasia of Animals 2013 edition.”
Step 3 has been updated from:
3. Bacterial Inoculation
- Clean the workstation with 70% ethanol and cover area with absorbent paper (or use sterile flow hood).
- Draw up to 0.9 ml of the prepared bacterial inoculum into a 1 ml (TB) syringe (remove air bubbles). Attach a prepared sterile inoculation needle with PE10 tubing, onto the syringe containing the inoculum, then sterilely trim the polyethylene tubing.
NOTE: Leave 1 mm of tubing above the tip of the needle to avoid puncturing the bladder. - Cut a 1 inch square piece of parafilm and put a dab of surgical lubricant (approximately the size of a dime) on top.
- Anesthetize female C3H/HeN mice by putting them in a 32 ounce glass jar containing a tea-infuser ball with cotton balls soaked with 3 ml of isoflurane or vaporizer chamber (following manufactures protocol) until unconscious but still breathing normally (1 breath/sec).
NOTE: Some IACUC committees do not approve the use of a jar or vaporizer. Please follow the indication of the IACUC committee of your institution.
NOTE: If glass jar with tea-ball and/or nose cone with isoflurane-soakd cotton balls are used, the animal must be carefully observed to avoid anesthetic overdose and death. The advantage of using a vaporizer and anesthesia chamber is that it provides controlled isoflurane administration that avoids accidental overdoses. CAUTION: Isoflurane is an inhalation anesthetic. Use in a well-ventilated area and minimize inhalation. - Remove the mouse from the jar/vaporizer and place it on its back on a paper towel and spread the legs.
- Cover the nose of the mouse with a nose cone (a tube connected to the vaporizer that provides a controlled isoflurance dose that comes equipped on some vaporizer units) or 50 ml conical tube with a cotton ball containing a small amount (approximately 1-2 ml) of isoflurane.
- Gently palpitate the bladder to induce urination and ensure a voided bladder. Wipe the periurethral area with 100% ethanol wipe. Dab the inoculation needle/syringe, point first, into the surgical lubricant.
- Inoculate each mouse with 50 µl of the bacteria solution by inserting the inoculation needle transurethrally, approximately 12 mm, and pressing down on the syringe plunger gently to dispense the inoculum into the bladder gently (10 µl/sec). Remove the inoculation needle from the mouse.
NOTE: Immediate return of inoculum at the urethral opening when beginning to inoculate indicates improper or incomplete insertion of the needle. - Remove the mouse from nose cone and return it to its cage. Repeat steps 3.3-3.8 for each mouse. When/if switching inoculum conditions/strains, dispose of the syringe and inoculation needle in an approved sharps container and start again step 3.2.
NOTE: Inoculation with uropathogenic organisms generally does not cause severe pain symptoms. However, in rare instances, administering large doses of pathogens may cause fever, reduction in food and water intake and abnormal behavior. Animal health should be monitored throughout the experiment. If overt pain symptoms are notice, an analgesic, such as Buprenorphine (0.05−0.1 mg/kg given subcutaneously), can be applied. Procedures should be in accordance with each institution’s IACUC.
to:
3. Bacterial Inoculation
- Clean the workstation with 70% ethanol and cover area with absorbent paper (or use sterile flow hood).
- Draw up to 0.9 ml of the prepared bacterial inoculum into a 1 ml (TB) syringe (remove air bubbles). Attach a prepared sterile inoculation needle with PE10 tubing, onto the syringe containing the inoculum, then sterilely trim the polyethylene tubing.
NOTE: Leave 1 mm of tubing above the tip of the needle to avoid puncturing the bladder. - Cut a 1 inch square piece of parafilm and put a dab of surgical lubricant (approximately the size of a dime) on top.
- Anesthetize female C3H/HeN mice by putting them in a vaporizer chamber (following manufactures protocol) until unconscious but still breathing normally (1 breath/sec).
NOTE: Some IACUC committees do not approve the use of a vaporizer. Please follow the indication of the IACUC committee of your institution.
CAUTION: Isoflurane is an inhalation anesthetic. Use in a well-ventilated area and minimize inhalation. - Remove the mouse from the vaporizer and place it on its back on a paper towel and spread the legs.
- Cover the nose of the mouse with a nose cone (a tube connected to the vaporizer that provides a controlled isoflurance dose that comes equipped on some vaporizer units) to maintain anesthetization.
- Gently palpitate the bladder to induce urination and ensure a voided bladder. Wipe the periurethral area with 100% ethanol wipe. Dab the inoculation needle/syringe, point first, into the surgical lubricant.
- Inoculate each mouse with 50 µl of the bacteria solution by inserting the inoculation needle transurethrally, approximately 12 mm, and pressing down on the syringe plunger gently to dispense the inoculum into the bladder gently (10 µl/sec). Remove the inoculation needle from the mouse.
NOTE: Immediate return of inoculum at the urethral opening when beginning to inoculate indicates improper or incomplete insertion of the needle. - Remove the mouse from nose cone and return it to its cage. Repeat steps 3.3-3.8 for each mouse. When/if switching inoculum conditions/strains, dispose of the syringe and inoculation needle in an approved sharps container and start again step 3.2.
NOTE: Inoculation with uropathogenic organisms generally does not cause severe pain symptoms. However, in rare instances, administering large doses of pathogens may cause fever, reduction in food and water intake and abnormal behavior. Animal health should be monitored throughout the experiment. If overt pain symptoms are notice, an analgesic, such as Buprenorphine (0.05−0.1 mg/kg given subcutaneously), can be applied. Procedures should be in accordance with each institution’s IACUC.
