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방법 논문

요로 감염의 세로 후속 및 생물 발광 이미징을 사용하여 마우스에서의 치료

2.7K 조회수

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DOI:

10.3791/62614

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2021년 6월 14일

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이 논문에서

요약

이 원고는 생물 발광 이미징을 사용하여 세균 부하의 생체 내 분석에서 마우스의 요로 감염을 유도하기 위해 호화 요법 을 가진 비뇨기과 박테리아의 내막 투여를 설명합니다.

초록

요로 감염 (UTI) 인간에서 가장 일반적인 세균 성 감염 중 순위 와 정기적으로 경험적 항생제로 치료. 그러나, 미생물 저항증가 때문에, 가장 많이 사용된 항생제의 효험은 쇠퇴했습니다. 대체 치료 옵션을 찾기 위해, UTI 병인및 UTI 감수성을 결정하는 기계장치의 더 나은 이해를 위한 중대한 필요가 있습니다. 동물 모델에서 이를 조사하기 위해, UTI의 과정을 연구하는 재현 가능한 비침습적 분석은 필수적입니다.

수년 동안, 세균 부하의 열거에 대한 금 본위제는 특정 시료 부피에 대한 콜로니 성형 유닛(CFU)의 결정이었다. 이 기술은 사후 장기 균질화 및 직렬 희석을 요구하여 데이터 출력과 재현성을 제한합니다. 대안으로, 생물 발광 화상 진찰 (BLI)는 세균 부하를 결정하기 위하여 인기를 얻고 있습니다. 럭스 오페론을 가진 병원체를 라벨링하면 비침습적 방식으로 민감한 검출 및 정량화를 허용하여 세로 후속 조치를 가능하게 합니다. 지금까지, UTI 연구에서 BLI의 채택은 제한 남아.

이 원고는 마우스 요로 감염 모델에서 BLI의 실제 구현을 설명합니다. 여기에서, 박테리아를 배양하기위한 단계별 가이드, 내장 주입 및 이미징이 제공됩니다. CFU와의 생체 내 상관 관계를 검사하고 항생제 치료 동물과 치료되지 않은 감염된 동물의 세균 부하를 비교하여 개념 증명이 제공됩니다. 또한 생체 내 UTI 모델에서 BLI 구현과 관련된 장점, 제한 및 고려 사항에 대해 논의합니다. UTI 연구 분야에서 BLI의 구현은 크게 UTI의 병인에 대한 연구와 요로 감염을 예방하고 치료하는 새로운 방법의 발견을 용이하게 할 것입니다.

서론

요로 감염 (UTI)은 인간에서 가장 흔한 세균 감염 중 하나입니다. 모든 여성의 거의 절반은 일생 동안 증상 UTI를 경험하게 될 것입니다1. 방광에 국한된 감염은 오줌 주파수, 긴급성, 혈뇨증, 요실금 및 고통의 증가와 같은 오줌 현상을 초래할 수 있습니다. 감염이 위요로 올라갈 때, 환자는 불쾌감, 발열, 오한 및 허리 통증으로 열성염을 일으킵니다. 더욱이, UTI를 가진 환자의 최대 20%는 항생감2,3,4의극적인 감소의 결과로 재발성 감염 때문에 손해를 입습니다. 최근 몇 년 동안, 재발성 UTI의 치료 및 예방을위한 새로운 치료에 대한 관심이 증가하고있다. 하부 요로의 선천적이고 적응력있는 면역력과 침략과 식민지화에 필요한 세균성 독성 요인에 대한 더 나은 이해에도 불구하고, 치료 정권의 급진적인 변화는 매일 비뇨기과 연습2로번역되지 않았다. 유로병증과 생체내감수성을 연구하기 위해서는 재현 가능한 비침습적 분석이 필수적입니다.

여러 동물 UTI 모델은 선충에서 영장류....

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프로토콜

모든 동물 실험은 유럽 연합 지역 사회 위원회 지침에 따라 수행되었으며 KU Leuven의 동물 윤리위원회 (P158/2018)의 승인을 받았습니다.

1. 배양 박테리아(7,13,14에서적응)

  1. 준비
    1. 실험적 요구에 가장 적합한 발광 UPEC 변형을 선택하십시오.
      참고: 여기서, 임상 방광염 분리, UTI89(대장균)는인간과 설치류 모두에서 비뇨기과증 용량, 그리고 뮤린 UTI 모델5,7,15에서의일반적인 사용으로 인해 선택되었다. 완전한 럭스 오페론(luxCDABE)을 운반하는생물발광 동종 균주는 UTI89-럭스라고 더 합니다. 이 오페론은 또한 카나마이신 황산염 (Km) 저항 유전자를 운반합니다. 따라서, Km은 생물 발광콜로니(13)를선택하는 데 사용할 수 있다.

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결과

생체 내 BLI는 주입 시 접종시 접종의 CFU와 상관관계가 있습니다.
생체 내 BLI의 검출 한계및 접종의 CFU와의 상관관계를 평가하기 위해, 마우스는 음의 대조군으로서 UTI89-럭스 및 PBS의 상이한 농도에 감염되었다. 주입하기 전에 감염되지 않은 동물을 스캔하여 배경 발광을 결정했습니다. 후속 이미지는 즉시 주입 후(도1A)을얻었다. UTI89-lux의 주입 후, 생체 발광은 2 x 104 CFU 이상으로 강력하게 검출가능하고 접종과 생물 발광의 CFU 사이의 선형 상관관계가 확립되었다(도1B). 대조적으로, 총 광자 플럭스는 PBS로 주입된 동물및 2 x 103 CFU의 가장 낮은 세균 성 농도에 있는 동물을 위한 배경 신호와 비교되었습니다........

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토론

CFU 수에 비해 BLI의 장점
세로 데이터
미생물 부담을 정량화하기 위해 CFU를 세는 전통적인 방법의 주요 단점은 동물 당 단면 데이터 포인트만 제공하는 사후 조직 균질화의 요구 사항입니다. 반대로 BLI는 감염된 동물의 비침습적 종방향 후속 조치를 가능하게 합니다. 동물은 감염의 역학에 대한 자세한 통찰력을 제공, 하루에 2 ~ 3 번 이미지 할 수 있습니다. 또한 동일한 동물의 반복적인 측정은 적절하게 구동되는 실험에 필요한 동물의 수를 크게 줄입니다. 또한, 연구원은 개별 간 가변성에 초점을 맞출 수 있고 새로운 에이전트로 동물을 검사하거나 취급하기 전에, 실시간 데이터를 사용하여 미리 지정된 세균 부하를 가진 동물을 선택할 수 있습니다. 다른 한편으로는, 실험의 AUC를 사용하여 연구원은 단단 값이 아니라 전반적인 세균 부하에 집중할 수 있습니다. UTI 설정에서 세로 및 실시간 데이터의 부가 가치를 과대 평가할 수 없습니다.

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공개 사항

저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다.

감사의 글

이 작품은 연구 재단의 보조금에 의해 지원되었다 - 플랑드르 (FWO 블라안데렌; G0A6113N, KU 루벤 연구 위원회 (C1-TRPLe; T.V. 및 W.E.) 및 VIB (T.V.에). W.E.는 연구 재단의 수석 임상 연구원입니다 - 플랑드르 (FWO 블라안데렌). 변형 UTI89-럭스는 교수 의 실험실에서 관대 한 선물이었다13.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
96웰 블랙 플랫 바닥 폴리스티렌 플레이트Corning3925in vitro 이미징
Aesculap ISISAesculapGT421헤어 트리머, GT608 캡
포함 마취 기화기하버드 장치 제한N/Ahttps://www.harvardapparatus.com/harvard-apparatus-anesthetic-vaporizers.html
Baytril 100 mg/mLBayerN/AEnrofloxacin
BD Insyte Autoguard 24 GABD382912노란색 혈관 카테터, 주입용 멸균 플라스틱 팁 사용
C57Bl/6J 마우스JanvierN/A
원심분리기 5804REppendorfEP022628146
Dropsense 16Unchained LabsTrinean, OD 600nm
Dulbecco의 인산염 완충 측정 식염수, GibcoThermoFisher ScientificREF 14040-083
에탄올 70% 변성 5LVWR 국제85825360
Falcon 14ml 라운드 바닥 폴리스티렌 튜브, Snap-CapCorning352057
Falcon 50ml cellstartGreiner227285
Hamilton GASTIGHT 주사기, PTFE luer lock, 100 µ LSigma-Aldrich26203은 50 µ의 느린 박테리아 주입을 보장합니다. L
접종 루프Roth6174.1홀더: Art. No. 6189.1
Iso-Vet 1000mg/gDechra 수의학 제품N/AIsoflurane
IVIS 스펙트럼 In Vivo 이미징 시스템PerkinElmerREF 124262이미징 장치
Kanamycine 용액 50 mg/mLSigma-AldrichCAS 25389-94-0
리빙 이미징 소프트웨어PerkinElmerN/ABLI 수집 소프트웨어, 버전 4.7.3
Luria Bertani BrothSigma-AldrichREF L3022는 한
천으로 Luria Bertani BrothSigma-AldrichREF L2897은
Petri dish Sterilin 90mmThermoFisher Scientific101VR20보충된 LB 한천으로 채울
. SLW1141/08-20EA
Slide 200 TrineanUnchained Labs701-2007OD 600nm
UTI89-lux측정 N/A/A
를 만들 수 있습니다 를 만들 수 있습니다. 은 Km Pyrex Culture 플라스크 250 mL Sigma-Aldrich로 수 있습니다 N Seed Vortex VWR international 444-1372 교수의 관대한 선물

참고문헌

  1. Foxman, B. Epidemiology of urinary tract infections: incidence, morbidity, and economic costs. American Journal of Medicine. 113 (1), 5-13 (2002).
  2. O'Brien, V. P., Hannan, T. J., Nielsen, H. V., Hultgren, S. J. Drug ....

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재인쇄 및 허가

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