여기에 제시된 것은 미세 주입 및 비침습적 미세가브지에 의한 형광성 표지 혐기성 C. difficile로 얼룩말 유충을 감염하는 안전하고 효과적인 방법입니다.
방법 논문
여기에 제시된 것은 미세 주입 및 비침습적 미세가브지에 의한 형광성 표지 혐기성 C. difficile로 얼룩말 유충을 감염하는 안전하고 효과적인 방법입니다.
클로스트리디오이드 디피실 감염(CDI)은 미국에서 가장 흔한 의료 관련 위장 감염 중 하나로 간주됩니다. C. difficile에 대하여 타고난 면역 반응은 기술되었습니다, 그러나 CDI에 있는 호중구 및 대식세포의 정확한 역할은 보다 적게 이해됩니다. 현재 연구에서는, Danio rerio (zebrafish) 애벌레는 생체 내에서 이러한 선천적 면역 세포의 행동과 협력을 이미징하기 위한 C. difficile 감염 모델을 확립하는 데 사용됩니다. C. difficile을모니터링하기 위해 형광 염료를 사용하는 라벨링 프로토콜이 확립되었습니다. 국소화된 감염은 제브라피시 장관에서 활발하게 자라며 CDI의 장 상피 손상을 모방하는 C. difficile이라는 라벨이 붙은 마이크로주입에 의해 달성됩니다. 그러나, 이 직접적인 감염 프로토콜은 침략적이고 실험 결과에 영향을 미칠 수 있는 현미경 상처를 일으키는 원인이 됩니다. 따라서, 더 비침습적 마이크로게이지 프로토콜은 여기에 기술된다. 이 방법은 열린 입을 통해 삽관에 의해 제브라피시 유충의 장으로 직접 C. difficile 세포의 전달을 포함한다. 이 감염 방법은 C. difficile의자연 감염 경로를 밀접하게 모방합니다.
C. difficile는 그람 양성, 포자 형성, 혐기성 및 위장관에서 의 심한 감염의 주요 원인인 독소 생성 간균1. CDI의 전형적인 현상은 설사, 복부 고통 및 치명적인 pseudomembranous 대장염을 포함하고, 때때로 죽음으로 이끌어 낼 수 있습니다1,2. 증거는 호스트 면역 반응이 이 질병의 진행 그리고 결과 둘 다에 있는 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었습니다3. 면역 반응 이외에, 토착 창자 microbiota는 CDI4의개시 그리고 병인을 위해 결정적이다. 지난 10 년 동안, CDI의 케이스의 수와 사망률은 C. difficile (BI/NAP1/027)의 hypervirulent 긴장의 출현 때문에 현저하게 증가했습니다5,6. 근본적인 면역 기계장치의 더 나은 이해 및 CDI 도중 microbiota의 역할은 이 전염병의 더 나은 통제를 가능하게 하는 새로운 치료 발달 및 어드밴스로 이끌어 낼 것입니다.
햄스터 및 마우스와 같은 몇몇 동물 모델은 C. difficile7,8에대하여 면역 방어에 대한 통찰력을 제공하기 위하여 개발되었습니다. 그러나, 선천성 면역 세포의 역할은 여전히 제대로 이해되지 못하며, 특히 선천성 면역 세포 행동은 주로 조직학적 분석 또는 시험관 내 배양 세포로부터 유래되기 때문에. 따라서, 살아있는 척추동물 유기체의 내부 C. difficile에 대한 선천적인 면역 반응을 밝히기 위해 투명한 제브라피시 모델을 확립하는 것은 그러한 연구를 용이하게 할 것이다. Zebrafish 유충은 기능성 선천성 면역 계통을 가지고 있지만, 수정 후 4-6주까지 적응면역계가결여되어 있다 9. 이 독특한 특징은 제브라피쉬 애벌레를 CDI에서 선천적인 면역 세포의 고립된 반응과 기능을 연구하는 훌륭한 모델로 만듭니다.
이 보고서는 대식세포와 호중구와 같은 C. difficile과 선천적인 면역 세포 사이의 상호 작용을 연구하기 위해 제브라피쉬 애벌레를 사용하는 새로운 방법을 설명합니다. 첫째, C. difficile 접종 및 염색을 포함하는 국소화된 미세 주입 프로토콜이 제시된다. 생체 내 공초점 시간 경과 이미징을 사용하여 감염 부위를 향한 호중구 및 대식세포의 반응이 기록되고 호중구 및 대식세포에 의한 박테리아의 식세포가 관찰됩니다. 그러나, 주사 자체가 조직 손상을 일으키고박테리아(10)와무관하게 백혈구의 모집을 유도하는 것으로 보고되었다. 따라서, 제브라피시 유충의 장으로 C. 디피실을 전달하는 비침습적 마이크로개지 프로토콜이 이어서 기술된다. 이전 연구는 토착 위장 미생물C. difficile의식민지에 대 한 호스트를 보호 하는 것을 입증했다 11. 따라서, 그놈제브라피쉬 유충은 또한 12개의감염된 제브라피시를 걸리기 위해 사용된다. 그 후, 장 해부는 실행 가능한 C. difficile을 복구하고 제브라피시 장관에서 자신의 존재의 기간을 확인하기 위해 수행됩니다.
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여기에 설명된 모든 동물 작업은 법적 규정(EU-지침 2010/63, 라이센스 AZ 325.1.53/56.1-TUBS 및 라이센스 AZ 33.9-42502-04-14/1418)에 따라 수행되었습니다.
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C. difficile는 엄격하게 혐기성입니다, 그러나 형광성 단백질의 발색단은 일반적으로 성숙하기 위하여 산소를 요구합니다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 형광염료를 활발히 성장시킨 살아있는 C. 디피실 세포를 염색하는 데 사용되었다(R20291, 리보형 027 균주; 그림 1A). Gal4/UAS 시스템을 사용하여, mpeg1.1 또는 lyZ 프로모터가 Gal4 의존적 방식으로 대식세포 및 호중구(각각)에서 EGFP 형광 단백질의 발현을 유도하는 살아있는 이미징을 위해 안정적인 형질전환 제브라피시 라인이 생성되었습니다.
염색된 C. 디피실을 5 dpf에서 제브라피쉬 장관내로 주입하고, 감염된 부위를 1시간 배양 후에 이미지화시켰다. 시간 경과 화상 진찰은 호중구와 대식세포 둘 다 감염 사이트에 도달했다는 것을 보...
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제시된 방법은 주사 및 마이크로게이지10,14를모두 수행함으로써 제브라피시 유충을 감염시키기 위한 기존의 접근법을 수정하고 확장한다. 또한 제브라피시 유충22를사용하여 혐기성 병원체를 연구하는 접근법을 입증한다. 또한, 이 프로토콜은 CDI시 및 제브라피시에서 C. 디피실의 식민지화 시 생체 내 선천성 면역 세포 반응의 분석을 용이하게 한다. 이 방법은 재현 가능하고 일상적인 실험실 또는 임상 환경에서 수행하기 쉽습니다.
백혈구에 의한 C. 디피실의 식세포증을 모니터링하기 위해, 두 개의 안정적인 형질전환 제브라피쉬 라인(예를 들어, Tg[mpeg1.1: KalTA4] bz16)을 사용하여 대식세포(KalTA4: 제브라피쉬에 최적화된 Gal4-variant)와 Tg(lyz:KalTA4)...
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저자는 공개 할 것이 없다.
우리는 훌륭한 동물 관리를 위한 티모 프리치에게 감사드립니다. 우리는 Köster와 Steinert 연구소의 회원들에게 지원과 도움이 되는 토론에 감사드립니다. 원고를 비판적으로 읽어주신 한단 박사께 감사드립니다. 우리는 감사하 중 낮은 작센의 연방 국가에 의해 자금 을 인정, 니더샤치쉬 보랍 (VWZN2889).
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 아가 로스 | Sigma-Aldrich | A2576 | 초저 겔화 아가로 스 |
| 아가 로스 저융점 (LM) | Pronadisa | 8050 | 아가로 스 플레이트에 사용됩니다 |
| BacLight Red Bacterial Stain | Thermo Fisher Scientific | B35001 | 형광 염료 |
| Brain-Heart-Infusion Broth | Carl Roth GmbH | X916.1 | |
| Brass (야생형) | 멜라닌 합성이 부족하여 안정적인 형질전환 라인을 생성하는 데 사용됨 | ||
| 질산칼슘(Ca(NO3)2) | Sigma-Aldrich | C1396 | |
| Capillary Glass | Harvard Apparatus | 30-0019 | 주사 바늘 |
| Clostridioides difficile | R20291,, 리보타입 027 균주, TcdA+/TcdB+/CDT+ 생산 | ||
| DMSO | Carl Roth GmbH | A994 | |
| FIJI | 오픈 소스 플랫폼 | 이미지 처리 | |
| HEPES | Carl Roth GmbH | 6763 | |
| 수평 니들 풀러 | Sutter instrument Inc | P-87 | |
| L-시스테인 | Sigma-Aldrich | 168149 | |
| Leica Application Suite X (LAS X) | Leica | 이미지 처리 | |
| 황산마그네슘(MgSO4) | Carl Roth GmbH | P026 | |
| 마이크로 인젝터 | 에펜도르프 | 5253000017 | |
| 미세 사출 금형 | Adaptive Science Tools | TU1 | |
| Leica SP8 컨포칼 현미경 | Leica | ||
| Phenol Red | Sigma-Aldrich | P0290 | |
| 염화칼륨(KCl) | Carl Roth GmbH | 5346 | |
| 염화나트륨 (NaCl) | Carl Roth GmbH | 9265 | |
| 타우로콜레이트 | Carl Roth GmbH | 8149 | |
| Tg(lyZ: KalTA4)bz17/Tg(4xUAS-E1b:EGFP)hzm3 | stable 형질전환 계통에서 lyZ 프로모터가 호중구 | ||
| 에서 EGFP 형광 단백질의 발현을 주도합니다.Tg(mpeg1.1: KalTA4)bz16/Tg(4xUAS-E1b:EGFP)hzm3 | 안정적인 형질전환 라인에서 mpeg1.1이 대식세포에서 EGFP 형광 단백질의 발현을 주도 | ||
| 카인 | 시그마-알드리치 | E10521 | |
| 효모 추출물 | BD Bacto | 212750 |
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