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방법 논문

레이저에 의해 폐 결핵 병 변에서 약의 공간 정량화 캡처 서 액체 착 색 인쇄기 질량 분석 (LCM-LC/MS)

8.6K 조회수

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DOI:

10.3791/57402

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2018년 4월 18일

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이 논문에서

요약

여기, 우리는 공간 계량 폐 결핵 육아 내 마약 배포판에 레이저 캡처 서 LC/MS 분석과 함께 사용 하 여 프로토콜을 설명 합니다. 접근은 광범위 한 적응성 높은 공간 세부 사항에서 조직 내의 약물 농도 측정 하는 있다.

초록

결핵은 여전히 병 적 상태와 사망률 전세계의 주요 원인. 기존 약물 regimens 개선 및 새로운 치료제의 개발 시급히 필요 됩니다. 도달 하 고 저조한 나가도록 괴 지역 (caseum) 폐 육아의 박테리아 살 균 약 복용된 결핵 약의 능력은 성공적인 치료 적 개입에 대 한 중요 합니다. 효과적인 치료 regimens 따라서 유리한 caseum 침투 특성을 가진 약물을 포함 해야 합니다. 생물 조직에 마약 수준 측정을 위한 현재 LC/MS 방법 제한 된 해상도 기능, 그 안에 발견 같은 작은 조직 구획 내에서 절대 약물 농도 정확 하 게 결정 하 고 어려운 괴 사 성 육아입니다. 여기 우리는 LC/MS 정량화와 병 적 별개 조직 영역의 레이저 캡처 기정 (LCM)를 결합 하는 프로토콜을 제시. 이 기술은 육아 caseum, 세포 병 변 및 uninvolved 폐 조직 내 약물의 절대 정량화 하며, 따라서, 정확 하 게 살 균 농도 달성 되 고 있는지 여부를 결정 합니다. 결핵 연구, 뿐만 아니라 기술 병 조직에 약물의 공간 해결 정량화에 대 한 많은 잠재적인 응용 프로그램을 하고있다.

서론

공간을 해결 하 고 마약 수준 계량 능력 결핵 약물 농도1살 균에서 폐 병 변 내의 박테리아 모집단에 도달 여부를 결정 하기 위한 중요 한 요구 사항입니다. 특별 한 중요성의 일반적으로 이십시오의 가장 높은 수를 포함 하 고 마약 vascularization의 부재 때문에 액세스할 수 있습니다 (caseum 라고) 하는 병 변의 괴 핵심으로 약물 침투를 결정 이다.

삭제 폐 병 변의 균질 화를 포함 하는 병 변 침투를 평가 하기 위해 전통적인 방법 뒤에 용 매 추출 및 액체 착 색 인쇄기 질량 분석 (LC/MS) 분석, 매우 민감하고의 마약에 대 한 선택적 관심입니다. 그러나,이 메서드는 원래 무 균된 조직의 크기를 제한 하는 불 쌍 한 공간 정보를 제공 합니다. 질량 분석 기반 이미징 등 방법을 매트릭스 보조 레이저 탈 착 이온화 (MALDI)2,3, desorption 분무 이온화 (DESI)4 또는 표면 추출 액체 강화 된5, 6 높은 공간 해....

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프로토콜

모든 동물 연구 관리 및 승인 기관 동물 관리에서 국립 보건원의 실험 동물의 사용 및 사용 위원회의 NIAID (NIH), 베 데스 다, 메릴랜드에 대 한 가이드에 따라 수행 했다

1. 동물 실험 및 조직 컬렉션

이 섹션은 프로토콜의 동물 절차 및 Biosafety 수준 3 (BSL3) 조건 하에서 샘플 컬렉션을 설명합니다. 토끼에서 프로토콜 되었습니다 결핵균 에 어로 졸 감염 절차 및 약물 관리의 상세한 프로토콜 기술 이전11,12.

  1. 뉴질랜드 백색 토끼 (남녀 4-5 개월에) M. 결핵 HN878 감염 앞11에서 설명한 코 전용에 어로 졸 시스템을 사용 하 여.
  2. 기본 루트를 통해 선택한 마약 (여기에 제시 된 예에서 Ethambutol)를 관리 하 고 2, 6, 및 24 시간 관리 다음에 동물을 안락사. 첫째, 5 mg/kg에서 35 mg/kg 및 Xylazine에서 케 타 민의 근육 주사로 토끼를 anesthetize. 10 분 기다립니다 고 적절 한 anesthetizatio....

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결과

LCM-LC/MS 접근에 대 한 개요는 그림 1에 표시 됩니다. 감마-방사선에 의해 조직 살 균, 후 (조직 단면 이후)에서 모든 후속 단계 BSL3 조건 이상으로 일어난다. 그림 2 조직 격리 LCM 전후 생 섹션 병 변이 보여준다. 결핵 병 변 괴과 세포 분야를 쉽게 식별 하 고 광학 이미지 (인접 조직 조직학 얼룩이 섹션을 참조 하십시오 요구) 없이 혼자의 검사에 의해 분리 될 수 있습니다. 해 부 과정 생성 주변 조직에 최소한의 소란와 함께 깨끗 한 컷 하 고 해 부 3 백만 µ m2 (3 m m2) 병 변에서 각 지역의 총에서 약 1 시간 걸립니다.

추출 효율과 LCM-LC/MS 방법의 안정성은 Ethambut.......

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토론

공간 해결 정량화 폐 결핵 병 변 내 약물의 약물 노출에 다른 병 변 구획 내에서 거주 하는 세균성 인구에 살 균 농도 도달 여부를 확인 하기 위해 필요 합니다. 여기에 설명 된 LCM-LC/MS 메서드는 총에서만 1-3 조직 단면도 사용 하 여 박테리아-부유한 caseum를 포함 하 여 모든 병 변 구획 내에서 안티-결핵 약물의 절대 정량화를 수 있습니다. 전통적인 조직 균질 및 LC/MS 방법 조직에 마약 정량화 종종 특정 병 변 구획을 해결 하려면 공간 특이성 부족 이며, 경우에 상당한 잠재력을 교차 오염 휴대 하 고 수동 추출 과정에서 괴 사 성 병 변 지역입니다.

LCM-LC/MS 접근 이미징 기술과 질량 분석을 기반으로 몇 가지 주요 장점이 있습니다. 이 중 기본 방법의 완전히 양적 기능과 해결 컬럼에 분리를 통해 내 생 종 방해 억제 약물 인 LC/MS 분석의 추가 감도 있습니다. 그러나, MALDI-MSI 자세한 마약 유통에 관한 공간 정보를 제공 합니다. MALD.......

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

우리 폴 오 브라이언, 감사 미 나 Marizel와 동물 실험에 대 한 이자벨 프리먼, Jacquie 곤잘레스 NIH/NIAID에서 다니엘 이너 원고에 대 한 레이저 캡처 기정 Jansy Sarathy 이전 토끼 조직의 감마 방사선에 대 한 생각과 조언입니다. 이 작품은 법안에서 자금에 의해 지원 되었다 고 멜 린다 게이츠 재단 (OPP1174780)와 공유 하는 NIH 계측 1S10OD018072를 부여 합니다. 우리 감사 Eliseo A. Eugenin Leica LMD 6500 현미경에 대 한 액세스를 제공 하 고 전문 지식 및 조언을 공유. 구입, 그리고 지속적인 지원, LMD 6500는 국립 정신 건강 연구소 그랜트, MH096625, 신경 성 질환의 국가 학회 및 치기, NS105584, PHRI (E.A.E)에 자금와 GSK 기여 (E.A.E)에 의해 투자 되었다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
뉴질랜드 흰 토끼CovanceN / A
HN878 Mycobacterium tuberculosisBEI ResourcesNR-13647
Ketathesia (Ketamine) 100 mg / mL C3NHenry Schein Animal Health56344
Anased (Xylazine) 100 mg / mLHenry Schein Animal Health33198
Euthasol (펜토 바르비탈 나트륨 및 페니토인 나트륨) 용액Virbac710101
Acetonitrile (LC-MS grade)FisherA955-212
Methanol (LC-MS grade)FisherA456-212
Formic Acid (LC-MS grade)FisherA117-50
Water (LC-MS grade)FisherW6212
0.2 mL flat-cap PCR tubesCorning07-200-392
스틸 프레임, PET-멤브레인Leica11505151
프리미엄 서리 현미경 슬라이드Fisher12-544-2
96 딥 웰 플레이트 2.0ML PP RBFisherNC0363259
Zorbax SB-C8 컬럼 (4.6 by 50 mm; 입자 크기, 3.5 μ m)애질런트820631-001D
"지퍼" 밀봉 샘플 백Fisher01-816-1B
NameCompany카탈로그 번호Comments
Equipment
CM1850 cryostatLeicaDiscontinuedLeica CM1860은 현재 모델
레이저 미세해부 시스템 6500Leica단종Leica LMD 6은 현재 모델인
Agilent 1260 Infinity II, HPLC, Agilent
API 4000, QTRAP 질량 분석기, Sciex
입니다.입니다.

참고문헌

  1. Dartois, V. The path of anti-tuberculosis drugs: From blood to lesions to mycobacterial cells. Nat Rev Microbiol. 12 (3), 159-167 (2014).
  2. Prideaux, B., et al. The association between sterilizing activity and drug distribution into tu....

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