Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Model zakażenia rany skóry myszy do badania odpowiedzi immunologicznej na patogen bakteryjny

1.6K wyświetleń

8 lipca 2025

W tym artykule

Streszczenie

Źródło: Anderson, L. S., et al. Mysi model do oceny wrodzonej odpowiedzi immunologicznej na zakażenie Staphylococcus aureus. J. Vis. Exp. (2019).

Ten film demonstruje technikę generowania mysiego modelu infekcji ran skóry. Po zakażeniu myszy – zmodyfikowanych do ekspresji białka fluorescencyjnego w neutrofilach – genetycznie zmodyfikowanym bioluminescencyjnym Staphylococcus aureus – bakterią chorobotwórcze. Obciążenie bakteryjne w miejscu zakażenia i dynamikę rekrutacji neutrofili można badać za pomocą obrazowania całego zwierzęcia.

Protokół

Wszystkie procedury dotyczące modeli zwierzęcych zostały sprawdzone przez lokalny instytucjonalny komitet opieki nad zwierzętami oraz weterynaryjną komisję rewizyjną JoVE.

1. Źródło i obudowa myszy

  1. Wyprowadź LysM-eGFP (wzmocnione białko zielonej fluorescencji (eGFP) wstawione do regionu promotora Lizozymu M (LysM)) myszy na tle genetycznym C57BL / 6J, jak opisano wcześniej. Wyprowadź myszy LysM-EGFP×MyD88-/- przez krzyżowanie myszy LysM-EGFP z MyD88-/- (białko odpowiedzi pierwotnej 88 szpiku) na tle C57BL / 6J.
  2. Myszy domowe w wiwarium. W tych badaniach zwierzęta były trzymane na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis w grupach przed operacją i pojedynczo po operacji. Używaj myszy w wieku od 10 do 16 tygodni.

2. Przygotowanie i kwantyfikacja bakterii

  1. Usunąć bioluminescencyjny szczep Staphylococcus aureus będący przedmiotem zainteresowania z przechowywania w temperaturze -80 °C do rozmrożenia na lodzie. Smuga na 5% płytce z agarem z krwią bydlęcą. Inkubować płytkę z prążkami w nawilżanym inkubatorze w temperaturze 37 °C przez noc (16 h).
    nuta: W protokole tym wykorzystano szczep ALC2906 SH1000. Szczep ten zawiera plazmid wahadłowy pSK236 z promotorami białka wiążącego penicylinę 2 połączonymi z kasetą reporterową luxABCDE z Photohabdus luminescens.
  2. Przygotuj tryptyczny bulion sojowy (TSB), mieszając 0,03 g proszku TSB na ml czystej wody i autoklaw TSB w celu sterylizacji. Po schłodzeniu dodaj wszelkie niezbędne antybiotyki przy użyciu sterylnej techniki. W tym protokole dodaj 10 μg/ml chloramfenikolu do TSB, aby wybrać do ekspresji plazmid wahadłowy pSK236, który zawiera kasetę bioluminescencji luxABCDE.
  3. Wybierz 3-4 oddzielne kolonie z płytki S. aureus do TSB z 10 μg/ml chloramfenikolu, aby rozpocząć hodowlę przez noc. Inkubować bakterie na wytrząsarce inkubacyjnej w temperaturze 37 °C przez noc (16 godzin).
  4. Rozpocznij nową hodowlę bakteryjną od hodowli nocnej, rozcieńczając próbkę w stosunku 1:50 do TSB za pomocą 10 μg/ml chloramfenikolu. Hodowla w wytrząsarce inkubacyjnej przy prędkości obrotowej 200 obr./min i temperaturze 37 °C.
  5. Dwie godziny po rozszczepieniu S. aureus monitorować gęstość optyczną przy 600 nm (OD600) na spektrofotometrze. Obserwuj OD600 w funkcji czasu, aby znaleźć wzrost w środkowej fazie logarytmicznej. Dla szczepu ALC2906 SH1000 OD600 wynosi średnio logarytmiczny i odpowiada stężeniu 1 x 108 CFU/ml (CFU = jednostka tworząca kolonię) (rysunek 1).
  6. Gdy OD600 wynosi 0,5, przemyj bakterie w stosunku 1:1 lodowatą solą fizjologiczną buforowaną fosforanami Dulbecco (DPBS). Odwirować bakterie przez 10 minut w temperaturze 3 000 x g i temperaturze 4 °C. Ostrożnie zdekantować supernatant i dodać dodatkowo schłodzony DPBS i dokładnie wymieszać. Odwirować ponownie przez 10 minut w temperaturze 3 000 x g i temperaturze 4 °C.
  7. Ostrożnie zdekantować supernatant. Zawiesić osad bakteryjny w żądanym stężeniu. Do tych badań należy zebrać 3 ml ALC2906 SH1000 i ponownie zawiesić w 1,5 ml soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (PBS), co odpowiada stężeniu bakterii około 2 x 108 CFU/ml. Trzymaj bakterie na lodzie do czasu użycia.
  8. Aby sprawdzić stężenie bakterii, rozcieńczyć 100 μl próbki bakteryjnej 1:10 000 i 1:100 000 w PBS. Umieścić 20 μl porcji na płytce agarowej. Inkubować w temperaturze 37 °C w wilgotnym inkubatorze przez 16 godzin. Policz jtk przez badanie ogólne i oblicz stężenie bakterii następnego dnia.

3. Wycinanie skóry i inokulacja S. aureus

  1. Podaj 100 μl 0,03 mg/ml chlorowodorku buprenorfiny (~0,2 mg/kg) każdej myszy we wstrzyknięciu dootrzewnowym.
  2. Dwadzieścia minut po wstrzyknięciu umieść 2-4 myszy w komorze z 2-3 l/min tlenu z 2-4% izofluranem. Gdy myszy zostaną w pełni znieczulone, przenieś myszy pojedynczo do stożka nosowego podłączonego do 2-3 l/min tlenu z 2-4% izofluranem. Sprawdź, czy myszy są w pełni znieczulone, mocno ściskając każdą tylną łapę między kciukiem a palcem wskazującym. Przejdź do następnego kroku, jeśli zwierzę nie reaguje na szczypanie.
  3. Ogol sekcję o wymiarach 1 cal na 2 cale z tyłu myszy za pomocą elektrycznych maszynek do strzyżenia i oczyść obszar ze ścinków futra za pomocą czystej ściereczki lub gazy. Unikaj stosowania balsamu do depilacji, ponieważ może on powodować nadmierny stan zapalny.
  4. Wyczyść tył myszy najpierw 10% gazą nasączoną jodonem powidonem, a następnie 70% gazą nasączoną etanolem. Oczyść obszar spiralnie, przesuwając się na zewnątrz od środka pola operacyjnego. Przed zabiegiem odczekaj około 1 minuty, aż obszar operacyjny wyschnie.
  5. Przytrzymaj ogolony grzbiet myszy luźno między dwoma palcami i mocno dociśnij sterylną biopsję dziurkowaną 6 mm na środku przygotowanego obszaru operacyjnego. Nie naciągaj skóry.
    1. Przekręć biopsję stempla, aby utworzyć okrągły kontur na skórze, który całkowicie przecina skórę w co najmniej jednej części konturu. Uważaj, aby nie przeciąć leżącej pod spodem powięzi lub tkanki.
    2. Użyj sterylnych nożyczek i kleszczy, aby przeciąć naskórek i skórę właściwą, postępując zgodnie z okrągłym wzorem odciśniętym przez biopsję stempla.

4. Szczepienie S. aureus

  1. Napełnij strzykawkę insulinową 28 G żądanym bioluminescencyjnym inokulantem bakteryjnym. W tym badaniu należy podać stężenie 1 x 108 jtk/ml (50 μl). Nie należy podawać więcej niż 100 μl objętości.
  2. Wstrzyknąć 50 μl inokulantu między powięź a tkankę w środku rany z tyłu myszy. Upewnij się, że inokulant tworzy pęcherzyk w środku rany z minimalnym wyciekiem lub dyspersją.
    1. Pociągnij skórę właściwą na bok, trzymaj strzykawkę prawie równolegle do tkanki i powoli wciskaj strzykawkę w tkankę, aż poczujesz nagły spadek oporu, co wskazuje na przekłucie powięzi. Ostrożnie wprowadzić strzykawkę do środka rany i powoli dozować inokulant. Powoli wyjąć strzykawkę ze zwierzęcia.
  3. Wstrzyknąć taką samą objętość sterylnego PBS w rany niezakażonych zwierząt, jak opisano powyżej.
  4. Umieść zwierzę z powrotem w klatce. Umieść klatkę pod lampą grzewczą lub na poduszce grzewczej i monitoruj zwierzę aż do wyzdrowienia ze znieczulenia.

5. Obrazowanie bioluminescencyjne in vivo (BLI) i obrazowanie fluorescencyjne (FLI)

  1. Zainicjuj cały program do obrazowania zwierząt za pomocą oprogramowania instrumentu. Znieczulenie myszy w komorze otrzymującej 2-3 LPM tlenu z 2-4% izofluranem. Dostarczyć znieczulenie do stożków wewnątrz wywoływarki.
  2. Umieść zranioną i zainfekowaną mysz w kamerze. Ustaw mysz tak, aby rana była jak najbardziej płaska. Użyj następującej konfiguracji sekwencji, aby zobrazować myszy.
    1. Wybierz Luminescencja i Fotografia jako tryb obrazowania. Czas naświetlania wynosi 1 minutę przy małym binningu i F/stop 1 (luminescencja) i F/stop 8 (zdjęcie). Filtr emisji jest otwarty. Kliknij przycisk Acquire, aby nagrać obraz.
    2. Wybierz Fluorescencja i Fotografia jako tryb obrazowania. Czas naświetlania wynosi 1 s przy małym binningu i F/stop 1 (fluorescencja) i F/stop 8 (zdjęcie) przy długości fali wzbudzenia 465/30 nm i długości fali emisji 520/20 nm przy dużym natężeniu lampy. Kliknij przycisk Acquire, aby nagrać obraz.
  3. Umieść zwierzę z powrotem w klatce i monitoruj je, aż dojdzie do siebie po znieczuleniu.
  4. Obrazuj myszy codziennie, jak opisano powyżej.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

figure-results-1
Rysunek 1: Korelacja między OD600 a liczbą CFU dla ALC2906. 3-4 ALC2906 kolonie SH1000 pobrano z płytki agarowej i przeniesiono do TSB z 10 μg/ml chloramfenikolu w celu hodowli przez noc. Następnego dnia zawiesinę podzielono w stosunku 1:50 na TSB z 10 μg/ml chloramfenikolu i wyhodowano. Gęstość optyczną przy 600 nm (OD600) mierzono w regularnych odstępach czasu po 2 godzinach ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
14 ml polipropylenowa probówka okrągłodennasokół352059
Jednorazowy dziurkacz do biopsji 6 mmIntegra Miltex33-36 Rozdział 33-36
Bioluminescencyjny S. aureusLloyd Miller, Johns HopkinsALC 2906 SH1000
Agar z krwią bydlęcą, 5%, Hardy DiagnosticsFirma VWRNumer katalogowy: 10118-938
Chlorowodorek buprenoprhiny do wstrzykiwańZachodnie zaopatrzenie medyczneZobacz materiał 72920,3 mg/ml
Myszy C57BL/6JLaboratorium Jacksona664
Chloramfenikol (krystaliczny proszek)Odczynniki biologiczne FisherZobacz materiał BP904-100
DPBS (1x)Gibco (firma Gibco)Nr kat. 14190-144
Strzykawki insulinoweBecton, Dickson i spółka329461.35 mm (28 G) x 12,7 mm (1/2'')
System obrazowania in vivo IVIS SpectrumPerkin Elmer124262
Oprogramowanie do obsługi żywego obrazu – seria IVIS SpectrumPerkin Elmer128113
Myszy LysM-eGFPThomas Graff, Albert Einstein College, Nowy Jorknie
Spektrofotometr mikroobjętościowyThermoFisher NaukowyZobacz materiał ND-2000
Myszki MyD88 KOLaboratorium JacksonaNumer katalogowy 9088
Gąbki włókninoweAMD- Ritmed IncA2101-CH5 cm x 5 cm
Jod powidonu 10% roztwórAplicare697731
Tryptyczny bulion sojowyBecton, Dickson i spółka211825
TGL TGL

Tagi

Zakażenie Staphylococcus aureusśledzenie fluorescencyjne neutrofiliobrazowanie bioluminescencyjne bakteriiiniekcja w tkankę powięziowąwrodzona odpowiedź immunologicznafagocytoza i produkcja ROSczynniki wirulencji bakteryjnejanaliza tworzenia się ropniobrazowanie całego organizmu zwierzęcia