$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Dit protocol gebruikt twee opstellingen (figuur 1) te verwerven vier verschillende uitlezingen vanuit vliegen aan een bacteriële infectie. Deze uitgangen zijn 1) slaap / waak gedrag; 2) uitkomst van overleving; 3) bacteriële belasting in de vlieg, en 4) real-time meting van NFKB reporter activiteit in vivo. In combinatie met de genetische technieken die beschikbaar zijn in Drosophila, deze metingen geven inzicht in de mechanistische moleculair verband tussen het immuunsysteem en gedrag.
1. Meet bewegingsactiviteit en Slaap in Flies
- De setup wordt gebruikt om bewegingsactiviteit te meten en in vliegen slapen, waaronder de Drosophila Activity Monitoring-systeem (DAM2, Trikinetics), incubators, donkere kamer, en de voorbereiding van proefdieren en activiteit buizen, is eerder 6 beschreven. Dezelfde aanpak wordt hier gebruikt, met enkele kleine wijzigingen.
- De verlichting van de incubator wordt geregeld door de incubator zelf. Daarom is het belangrijk om de tijdinstelling synchroniseren van computer en incubators.
- Activiteit buizen worden gereinigd voor hergebruik door koken op een hete plaat in gedeïoniseerd water. Een kleine hoeveelheid reinigingsmiddel wordt toegevoegd voor het eerst koken worden de buizen goed gespoeld en tweemaal gekookt. Als garen wordt toegepast om de buis steekt, kan gebruikt activiteit tubes (met voedsel, wax, vliegen en garen) worden gereinigd zonder voorafgaande verwijdering van het garen.
- Voorafgaand aan de behandeling van een experiment, plaats kweken die laat popstadium opgevoerd vliegen in incubators voor drie tot vier dagen aan te passen aan experimentele verlichting en andere omgevingsfactoren. Licht: donker of constante omstandigheden zijn vaak gebruikt om slaapgedrag meten. In dit voorbeeld worden gewend aan vliegen constant licht de invloed van de circadiane klok op de immuunrespons en het gedrag 2,7,8 elimineren. Zoals beschreven in figuur 1A , load 1-4 dagen oude vliegen in de Trikinetics DAM2 activiteitsmonitoren zoals 6 en record voor minimaal drie dagen voor de infectie.
2. Infect Vliegen met een pathogene stam van bacteriën
- De hier beschreven protocol specifiek is voor S. marcescens, die gemakkelijk te kweken en te onderhouden. Protocollen voor langdurige opslag en kweekomstandigheden voor andere bacteriële species variëren. S. marcescens opgeslagen in 15-50% glycerol bij -80 ° C. Ter voorbereiding langdurige opslag, 2 volumes overnacht bacteriecultuur (OD 600 = 0,5 - 1,0) te mengen om een volume van autoclaaf 50% glycerol in 1,5 ml microcentrifugebuizen. Dit resulteert in een uiteindelijke glycerolconcentratie van 17%. Bewaar buizen bij -80 ° C. Om een korte termijn voor te bereiden in-use bron van bacteriën, schraap de bevroren voorraad met een steriele 200 ul pipet tip en het uitvoeren van een drie-weg streak op een LB-agar plaat. 'S nachts Incubeer de plaat bij 37 & dbijvoorbeeld, C tot geïsoleerde kolonies te krijgen. Bewaar de plaat bij 4 ° C.
Een dag voor de geplande infectie, kies een enkele kolonie van de LB-agar plaat met een steriele 200 ul pipet en dompel de punt in een cultuur buis met 5 ml LB-medium. Bacteriën groeien nacht of tot 16 uur in een incubator shaker bij 37 ° C en 250 rpm tot in de exponentiële groeifase. Meten van de concentratie fotometrisch bij OD 600. De concentratie in deze fase varieert van 0,5 tot 1. Als de concentratie te hoog is, subcultuur de bacteriën groeien en nog enkele uren een optimale concentratie te krijgen. Voer de procedure uit in de buurt van een vlam bron. Sommige bacteriestammen zijn ontworpen voor antibioticaresistentie en worden gekweekt en geselecteerd op geschikte antibioticum aan het medium toegevoegd. S. marcescens (ATCC # 8100) niet antibiotica resistent en worden dus gekweekt in steriel medium zonder antibioticum. Om steriele techniek te controleren, doe een mock cultuopnieuw zonder bacteriën als controle.
De oplossing vliegen infecteren bacteriën bevat (verdund tot OD 600 = 0,1) en 1% kleurstof (Brilliant Blue FCF) in PBS. Bereid een oplossing voor injectie controle door toevoeging van een equivalente hoeveelheid LB medium gebruikt infectie oplossing en 1% blauwe kleurstof in PBS. Bewaar oplossingen op ijs. - Bereid glas naalden voor het injecteren van de vliegen. Trek glazen capillairen (OD = 1 mm, id = 0,58 mm, WPI) om een fijne punt met behulp van een micropipet trekker (Narishige). Onder een dissectiemicroscoop gebruikt fijne tang afbreken van de punt van de naald met de opening is groot genoeg om met injectievloeistof vullen door te zuigen met een spuit, maar klein genoeg om beschadiging van de vlieg tijdens de injectie te minimaliseren. Na het breken van de tip, moet de punt groot zijn ongeveer 40-50 micrometer. De glazen naald is bevestigd aan een 3 cc spuit met een plastic buisje. De stroom van injectiemedium wordt geregeld handmatig die positieve druk of sWanneer kunt met de spuit. Contaminatie van de rubber buis met injectievloeistof, de spuit inrichting zowel voor infectie en controle injecties.
- Verdoof vliegen door ze op een CO 2 pad. CO 2 wordt door een verzegelde container water aan de pad bevochtigen en om statische elektriciteit, die manipulatie van vliegen kan bemoeilijken het pad verminderen. Injecteer vliegen door rond te snuffelen het glas naald in het gebied boven de schildje van de dorsale thorax. Het doorgeven van injectie medium in de vlieg wordt gecontroleerd door de kleurstof - vliegen blauw als de kleurstof verspreidt zich via het systeem. De dosering van bacteriën die vliegen ontvangen kan worden gekwantificeerd zoals beschreven in paragraaf 3 hieronder. Sommige experimentele ontwerpen omvatten een controle groep die aseptische letsel ontvangt door het injecteren van vliegen met PBS en kleurstof, maar zonder bacteriën.
3. Bepaal de bacteriële verontreiniging
Een benadering om evaluating de immuunrespons tegen bacteriële infectie is het bepalen van de hoeveelheid bacteriën na infectie. D. melanogaster is een groot model om deze parameter te bepalen, omdat de hele vlieg kan worden gehomogeniseerd om de totale bacteriële aantallen te schatten binnen een individu. De rationale achter dit protocol is dat bij groei op een vast medium zoals Luria bouillon (LB) agar op een petrischaal (LB plaat), een bacterie zichtbaar onderscheiden kolonie vormt. Derhalve homogeniseren geïnfecteerde vliegen in vloeibaar LB medium, genereren seriële verdunningen van het homogenaat en verspreiden van de verdunde homogenaat op LB platen, kan het aantal bacteriële cellen infecteren van een vlieg worden bepaald. Een controlegroep van vliegen geïnjecteerd met PBS en kleurstof zonder bacteriën worden gebruikt om te controleren of de infectie niet verontreinigd met andere bacteriële species. Er mogen geen kolonies op de LB agar plaat in deze toestand.
- Autoclave alle materialen die worden gebruikt voor dezeprocedure voordat de eigenlijke homogenisatiestap. Dit omvat 200 ul pipetpunten geknipt met een schaar, LB media, en stampers voor het homogeniseren. Bereid platen door het gieten van geautoclaveerd LB / agarmedium in 10 cm steriel Petri schalen ten minste 1 dag voor het homogeniseren vliegen.
- Verdoven en verzamel vliegen in 1,5 ml microcentrifuge buizen en tubes slaan op ijs.
- Voer de homogenisering in de buurt van een vlam om besmetting te voorkomen. Een controle homogenisatie met vliegen zonder infectie wordt vooral aanbevolen bij gebruik van een bacteriële stam als S. marcescens, die geen antibioticaresistente. Meng minimaal 2 groepen van 10 elk vliegen per experimentele conditie. Het aantal vliegen gebruikt per homogenaat wordt bepaald door de experimentator. Sommige groepen hebben gebruikt een vlieg per homogenaat, wat handig is voor het evalueren van variatie in bacteriële verontreiniging tussen individuele vliegen 8, terwijl anderen hebben gebruikt 3-10 vliegen per homogenaatte vergelijken over genotype of experimentele conditie 9-12.
- Voeg 400 ul LB-medium aan elk microcentrifugebuis met vliegen en homogeniseren met behulp van een kleine motor en een stamper (Kontes).
- Met behulp van gesteriliseerde gesneden pipetpunten, seriële verdunnen het homogenaat 01:10 door toevoeging van 20 ul gehomogeniseerde LB / bacteriële medium tot 1,5 pl microcentrifugebuis met 180 ul LB-medium. Snijden pipetpunten voorkomt verstopping van vlieg vuil en zorgt ervoor dat een geschikt volume wordt overgedragen.
- Verdunningsfactor wordt empirisch bepaald en afhankelijk van het genotype van de vlieg, de gebruikte bacteriestam en experimentele conditie. Voor wild type vliegen geïnfecteerd met S. marcescens, gebruik verdunningen van 1:10 of 1:10 2 3 voor vliegen direct gehomogeniseerd na infectie en verdunningen van 1:10 of 1:10 4 5 voor vliegen gehomogeniseerd 24 uur na infectie.
- Voeg 100 pl LB / bacteriële medium van de microfoonrocentrifuge buizen die de uiteindelijke verdunning en verdeel het medium op een LB plaat met glasbolletjes (VWR) om een gelijkmatige verdeling te verzekeren.
- Gooi de glazen ballen in 100% EtOH oplossing. Plaats de LB platen in een 37 ° C incubator overnacht.
- Als optionele stap, een beeldvormend systeem met zichtbaar licht een beeld van de LB platen (Fluorchem 8900; Alpha Innotech) te verkrijgen. Tel het aantal kolonies hetzij op de plaat zelf of van het beeld van de plaat met het telapparaat gereedschap in Photoshop software (Adobe Photoshop CS3).
- Bereken het aantal kolonievormende eenheden per vlieg met de formule: [n / (N * D * v)] * V; waarbij n = aantal kolonies gegroeid op de LB plaat, N = het aantal vliegen samen in een microcentrifugebuis, D = verdunningsfactor en v = volume van de oplossing uitgespreid op elke plaat, V = volume van het homogenaat.
4. Evalueer Slaap en Survival Duur na infectie
- Voorvliegen die niet worden geoogst voor het meten van bacteriële verontreiniging, blijven volgen gedrag voor een ander 7-10 dagen. Survival duur wordt beïnvloed door het genotype van de vlieg, de omgevingsomstandigheden, en bacteriële soorten die voor infectie.
- Na ~ 10 dagen, te beëindigen van het experiment, downloaden en verwerken gedragsgegevens zoals eerder beschreven 6. Insomniac2 aangepaste software, dat gevestigd is in Matlab, wordt gebruikt om de slaap parameters te analyseren. Het is belangrijk om dode vliegen elimineren uit de gedragsanalyse. Normaal is beperkt analyses binnen de eerste dag na infectie, afhankelijk van het type infectie en fly genotype. Dood in de assay wordt aangegeven door de tijd telt alle activiteiten zijn verstreken. Om de analyse van de overleving te vergemakkelijken, Drosonex, software op maat geschreven in Microsoft Visual C + + 6.0, wordt gebruikt om ruwe data bestanden van het Trikinetics DAM-systeem te verwerken. De software rapportages als Excel-bestanden, overleven duur van elke vlieg (in uren), stelt de activiteit DATeen van alle monitoren in een spreadsheet, en rapporteert het percentage vliegt overgebleven na verloop van tijd zoals ingesteld door de gebruiker. De Excel bestanden zijn ontworpen om in andere statistische software-pakketten integreren voor verdere analyse.
5. Meet NFKP activiteit tijdens infectie met behulp van een luciferase reporter assay
Transgene KB-luc vliegen die in deze assay werden gegenereerd zoals eerder beschreven in Kuo et al.. 2010 2. Kortom, de KB-luc reporter bevat 8 herhalingen van NFKB binding sequentie die zijn ingevoegd in een promoter stroomopwaarts van een luciferase open reading frame.
- Stel vliegen naar experimentele lichtomstandigheden zoals beschreven in paragraaf 1.2. In dit voorbeeld worden 1-4 dagen oud KB-luc vliegen gehuisvest in flesjes met een 5% sucrose, 2% agar medium en voedsel in constant licht (LL) voor 2 dagen dezelfde leeftijd als andere vliegen tijdens infectie bereiken.
- Bereid een 96-well microplaat voor vliegen. Elk putje bevat 2 lagen voedsel medium (figuur 2), de bovenste laag bevat luciferine, het substraat van luciferase. Voeg 300 ul van een 5% sucrose, 2% agar aan elke well en laat stollen. Voeg daarna een 50 ul toplaag aan elk putje met 5% sucrose, 1% agar en 2 mM luciferin (Gold BioTechnology, Inc.) Luciferine concentraties gebruikt voor het meten reporter-activiteit in Drosophila hebben gevarieerd in de literatuur en zijn zo laag als 100 pM 13. De vereiste concentratie kan empirisch worden bepaald. Tussen toedienen voedsel lagen bedekken de plaat met een fijnmazige doek vergemakkelijken drogen met behoud van steriliteit. De plaat moet grondig drogen, tot een uur, om vliegen voorkomen vastlopen in condensdruppels. Omdat luciferine is lichtgevoelig, niet bloot te stellen platen om meer dan nodig branden.
- Breng een duidelijke zelfklevende film (Top-Seal-A, Perkin Elmer) een 96-well plaat en geperforeerde microwell met een fijne naald in een hoeveelheid van 2 gaten per well. Deze gaten zullen niet alleen toe luchtverversing aan elk putje, maar zal ook een manier om vliegen op individuele basis verdoven. Met behulp van een scherp mes en rechte rand, de invoering van een cut tussen elke kolom. Dit zal een eenvoudige manier te laden / lossen vliegen in groepen van 8 tegelijk.
Om vliegen te laden in de microwell plaat, neem dit aantal flacons uit de incubator en Anesthetize vliegen op een CO 2 pad. Load vliegt een voor een aan elk putje kolom per kolom. Indien een per ongeluk vliegen vast komen te zitten aan de lijm afdichting, laat de vlieg als ze zijn vaak in staat om zichzelf te bevrijden, zonder interventie. Zet de microwell plaat naar de incubator in LL 8 tot 24 uur aan te passen aan de nieuwe omgeving en aan de luciferine substraat consumeren. - Cultuur bacteriën, S. marcescens, en met een oplossing voor infectie zoals hierboven beschreven.
- Algemene Chirurgie tvliegt hij met behulp van een micropipet tip aan een lage druk CO 2 lijn. Plaats de micropipet tip direct boven de ventilatieopeningen die voor elk putje. Wees voorzichtig dat de CO 2 druk hoog genoeg om de fly verdoven, maar laag genoeg om letsel bij de vlieg. In groepen van acht, afzonderlijk breng elke fly een CO 2 pad, en infecteren zoals hierboven beschreven. Na infectie, elke vlieg en terug te keren naar zijn oorspronkelijke en verzegelt de microplaat.
- Meet luminescentie (TopCount-NXT Luminescentie en scintillatieteller, Perkin-Elmer). De TopCount luminescentie teller bevat een stapeling cassette voor platen, die het mogelijk maakt voor de geprogrammeerde en geautomatiseerde metingen continu op de gewenste stappen voor elke lengte van de tijd (meestal maximaal vijf dagen). Deze functie is niet beschikbaar op alle instrumenten, en het verzamelen van gegevens voor experimenten uitgevoerd met andere instrumenten kan dus minder frequent. De luminescentie teller is ondergebracht in een roOm met een gecontroleerde temperatuur en verlichting schema. Bij het laden van platen in de cassette stapelen, stapelen de platen met de vliegen tussen heldere lege platen om ervoor te zorgen dat vliegen licht te ontvangen. Programma luminometer volgens de specificaties te verzamelen metingen per uur ten minste 24 uur. In dit voorbeeld zijn de detectoren geprogrammeerd om goed te lezen 10 seconden en het resultaat als tellingen (arbitraire eenheden) per seconde drukken. Deze waarde is een gemiddelde over 3 metingen per putje. Exporteer de gegevens bestanden naar een spreadsheet en het uitvoeren van een standaard analyse, grafieken de resultaten van luminescentie.