Hier presenteren we de nematode Caenorhabditis elegans als een veelzijdig hostmodel aan de studie van microbiële interactie.
Methodenartikel
Hier presenteren we de nematode Caenorhabditis elegans als een veelzijdig hostmodel aan de studie van microbiële interactie.
We tonen een methode met behulp van Caenorhabditis elegans als een host model aan de studie van microbiële interactie. Microben worden ingevoerd via de voeding de primaire locatie voor ziekte van de darm te maken. De nematode darm structureel en functioneel bootst zoogdieren darmen en is transparant waardoor het vatbaar voor microscopisch onderzoek van de kolonisatie. Hier laten we zien dat ziekteverwekkers leiden ziekte en dood tot kunnen. We kunnen identificeren van de microbiële mutanten die aantonen dat veranderde virulentie. Haar geconserveerde aangeboren reactie op biotische onderstreept maakt C. elegans een uitstekend systeem om te sonderen facetten van gastheer aangeboren immuun-interacties. We laten zien dat hosts met mutaties in het gen dual oxidase geen reactieve zuurstof soorten en zijn niet in staat om te weerstaan microbiële belediging. Wij tonen verder de veelzijdigheid van de bepaling van de gepresenteerde overleven door aan te tonen dat het kan worden gebruikt om het bestuderen van de effecten van remmers van microbiële groei. Deze test kan ook worden gebruikt om schimmel virulentiefactoren als doelen voor de ontwikkeling van nieuwe antischimmel agenten ontdekken, evenals de gelegenheid bieden om de host-microbe interacties verder te ontdekken. Het ontwerp van deze bepaling leent zich goed voor hoge doorvoer geheel-genoom schermen, terwijl de mogelijkheid om cryo-preserve wormen voor toekomstig gebruik het een kosteneffectieve en aantrekkelijk geheel diermodel maakt te bestuderen.
C. elegans is gebruikt als een krachtige modelorganisme voor meer dan 50 jaar. In de jaren 1960, een Zuid-Afrikaanse bioloog Sydney Brenner pionier het gebruik van C. elegans om te studeren van neuronale ontwikkeling, de weg vrijmaakt voor een lange lijn van wetenschappers te bestuderen van de verschillende aspecten van de biologie van de cel en dier in nematoden. Dit geslacht omvat Nobelprijswinnaars Craig Mello en Andrew Fire voor hun RNAi werk1, Robert Horvitz en John Sulston voor hun werk op orgel ontwikkeling en apoptosis2,3,4, Martin Chalfie voor zijn werk aan groen fluorescent proteïne5. Hoewel dit model-organisme traditioneel gebruikt is voor het bestuderen van de moleculaire en ontwikkelingstoxiciteit biologie, in de afgelopen 15 jaar, zijn onderzoekers begonnen met het gebruiken van C. elegans om te onderzoeken van de biologie van verschillende menselijke pathogenen waaronder Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Salmonella entericaen Serratia marcescens6,7,8,9,10. Deze studies is gebleken dat veel van de mechanismen die betrokken zijn bij de mens-pathogen interactions zijn geconserveerd in nematoden, maar ook dat er zijn sommige immuniteit mechanismen die uniek voor dit model organisme11,12 zijn. In de natuur, heeft C. elegans ontmoetingen een verscheidenheid van bedreigingen van de geconsumeerde ziekteverwekkers aanwezig in de bodem en dit een sterke selectieve druk om te evolueren en handhaven van een verfijnde ingeboren immune systeem in de intestinale lumen. Veel van de genen en de mechanismen die betrokken zijn bij de bescherming van intestinale lumen zijn georkestreerd door zeer geconserveerd elementen die ook bestaan in hogere zoogdieren11,13. C. elegans vertegenwoordigt daarom een groot model te bestuderen van de gastro-intestinale ziekteverwekkers zoals Salmonella enterica14, Shigella boydii15of Vibrio cholera16.
We benadrukken hier de opmerkelijke veelzijdigheid van C. elegans als een host model te bestuderen van infectieuze agentia zoals C. albicans. C. elegans als een host model zorgt voor hoge throughput screening voor virulentie die is minder duurder en tijdrovender dan een muismodel, dat wordt gebruikt bij het bestuderen van candidiasis42.
In deze studie, laten we zien dat dit model en de bijbehorende overleving assay betrouwbaar inzetbaar voor het bestuderen van de host aangeboren immuun effectoren belangrijk om infecties, pathogen determinanten die virulentie rijden, tegen te gaan en farmacologische verbindingen die kunnen ingrijpen in de pathogenese. Ongelijk aan eerder beschreven tests, deze methode biedt een middel van het bestuderen van de blootstelling aan een ziekteverwekker gedurende de levensduur van het dier, van het larvale stadium naar volwassenheid, in plaats van alleen volwassenheid dood43,44. Kortom, onze C. elegans - is C. albicans model een veelzijdige en krachtige tool die gebruikt kan worden, niet alleen om te bestuderen van de genetische basis dat station infectie en immuniteit, maar ook voor het identificeren van nieuwe compounds voor therapeutische interventie.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
1. voorbereiding van Nematode groei Medium (NGM)
2. Maken van een Worm Pick
3. Voorbereiding van E. coli cultuur
4. Essentiële C. elegans onderhoud
5. Chunking en plukken wormen
Opmerking: " Chunking, " verwijst naar een praktijk die is gebruikelijk in C. elegans onderhoud. Dit betekent snijden van een deel van de NGM agarplaat waarin wormen, en overdracht van dit stuk op een nieuwe plaat, dus ook het overbrengen van een groot aantal wormen in het proces. Besmetting kan ook worden gesneden uit de plaat op deze manier. Bij het afhalen van wormen, is het belangrijk om de integriteit van de agar omdat wormen in gaten in de agar kunnen worden verloren. Daarnaast is het belangrijk dat de pick afkoelen voordat het aanraken van de plaat om te voorkomen dat de agar smelten of verbranden van de wormen.
6. Bereiding ei
7. Infectie plaat Set-up
8. Analyse van de vervormd anale regio (Dar) fenotype en Survival Assay
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Een pathogenese assay (Figuur 1) met C. albicans en C. elegans is eerder beschreven door onze lab17,18 en andere labs19,20. We tonen de inschikkelijkheid van het gebruik van C. elegans om te studeren C. albicans virulentie waaruit bleek dat C. albicans cellen snel door de wormen zijn ingenomen en zi...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De methoden voor de keuring van C. elegans infectie en overleving over levenslange blootstelling aan C. albicans die wij hebben beschreven kunnen worden aangepast voor het testen van een ander pathogeen. Vloeibare culturen van andere bacteriën of schimmels kunnen worden gemaakt en geschikt voor vervoedering aan C. elegans op een vergelijkbare manier. Bovendien, seriële infecties kunnen worden bepaald door eerst de larve tot een pathogeen bloot te stellen zoals beschreven, en vervolgens de diere...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dit werk werd uitgevoerd en ondersteund door Worcester Polytechnic Institute.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Agar (gegranuleerd, bacteriologisch kwaliteit) | Apex BioResearch Products | 20-248 | |
| Aluminiumdraad (95% Pt, 32 Gauge) | Genesee Scientific | 59-1M32P | |
| Axiovision Zeiss Inverted Microscoop | Axiovision Zeiss | ||
| Bacto-Pepton | Fisher BioReagents | BP1420-500 | |
| C. elegans stam Bli-3 | Caenorhabditis Genetics Center | Bli-3(e767) CB767 | |
| Calcium Chloride | Fisher Scientific | BP51-250 | |
| Cholesterol, Sigma Kwaliteit, minimaal 99% | Sigma | C8667-25G | |
| Disposable Cultuurbuizen (20 x 150 mm) | FIsherBrand | 14-961-33 | |
| Dissectie Microscoop (NI-150 High Intensity Illuminator) | Nikon Instrument Inc. | ||
| E. coli | Caenorhabditis Genetics Center | OP50 | |
| GraphPad Prism (Overlevingscurve Analyse Software) | GraphPad Software | ||
| LB Broth (Miller's) | Apex BioResearch Products | 11-120 | |
| Magnesium Sulfaat | Fisher Scientific | 10034-99-8 | |
| Medium Petri Schaaltjes (35 X 10 mm) | Falcon | 353001 | |
| Kaliumfosfaat monobasic | Sigma | P0662-500G | |
| Natriumchloride | Fisher Scientific | BP358-1 | |
| Natriumfosfaat | Fisher Scientific | BP332-500 | |
| Wildtype C. albicans SC5314 | ATCC | SC5314 | |
| Wildtype C. elegans | Caenorhabditis Genetics Center | N2 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen