Name: Mysi model przewlekłego stanu zapalnego wywołanego przez patogeny w miejscach lokalnych i ogólnoustrojowych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-08-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 52 s
Description: Poznaj model myszy z przewlekłym zapaleniem wywołanym przez Porphyromonas gingivalis. Metoda pozwala badać lokalne i ogólnoustrojowe odpowiedzi zapalne przy użyciu MRI i mikro-CT.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez National Institutes of Allergy and Infectious Diseases Grant P01 A1078894 dla C.A.G.

<ol><li>Nathan, C., Ding, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonresolving+Inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Nonresolving Inflammation.</a> Cell. 140 (6), 871-882 (2010).</li>
<li>Karin, M., Lawrence, T., Nizet, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Innate+immunity+gone+awry%3A+linking+microbial+infections+to+chronic+inflammation+and%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Innate immunity gone awry: linking microbial infections to chronic inflammation and.</a> 124, 823-835 (2006).</li>
<li>Connor, S. M., Taylor, C. E., Hughes, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+infectious+determinants+of+chronic+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Emerging+Infectious+Diseases%22%5BJournal%5D)">Emerging infectious determinants of chronic diseases.</a> Emerging Infectious Diseases. 12 (7), 1051-1057 (2006).</li>
<li>Barth, K., Remick, D. G., Genco, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disruption+of+immune+regulation+by+microbial+pathogens+and+resulting+chronic+inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cellular+Physiology%22%5BJournal%5D)">Disruption of immune regulation by microbial pathogens and resulting chronic inflammation.</a> Journal of Cellular Physiology. , (2012).</li>
<li>Hayashi, C., Gudino, C. V., Gibson, F. C. 3rd, Genco, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review%3A+Pathogen-induced+inflammation+at+sites+distant+from+oral+infection%3A+bacterial+persistence+and+induction+of+cell-specific+innate+immune+inflammatory+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Oral+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Review: Pathogen-induced inflammation at sites distant from oral infection: bacterial persistence and induction of cell-specific innate immune inflammatory pathways.</a> Molecular Oral Microbiology. 25 (5), 305-316 (2010).</li>
<li>Gibson, F. C. 3rd, Ukai, T., Genco, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engagement+of+specific+innate+immune+signaling+pathways+during+Porphyromonas+gingivalis+induced+chronic+inflammation+and+atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Bioscience%3A+a+Journal+and+Virtual+Library%22%5BJournal%5D)">Engagement of specific innate immune signaling pathways during Porphyromonas gingivalis induced chronic inflammation and atherosclerosis.</a> Frontiers in Bioscience: a Journal and Virtual Library. 13, 2041-2059 (2008).</li>
<li>Pihlstrom, B. L., Michalowicz, B. S., Johnson, N. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Periodontal+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Periodontal diseases.</a> Lancet. 366 (9499), 1809-1820 (2005).</li>
<li>Baker, P. J., Evans, R. T., Roopenian, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oral+infection+with+Porphyromonas+gingivalis+and+induced+alveolar+bone+loss+in+immunocompetent+and+severe+combined+immunodeficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Oral+Biology%22%5BJournal%5D)">Oral infection with Porphyromonas gingivalis and induced alveolar bone loss in immunocompetent and severe combined immunodeficient mice.</a> Archives of Oral Biology. 39 (12), 1035-1040 (1994).</li>
<li>Baker, P. J., Carter, S., Dixon, M., Evans, R. T., Roopenian, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serum+antibody+response+to+oral+infection+precedes+but+does+not+prevent+Porphyromonas+gingivalis-induced+alveolar+bone+loss+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Oral+Microbiology+and+Immunology%22%5BJournal%5D)">Serum antibody response to oral infection precedes but does not prevent Porphyromonas gingivalis-induced alveolar bone loss in mice.</a> Oral Microbiology and Immunology. 14 (3), 194-196 (1999).</li>
<li>Gibson, F. C. 3rd, Hong, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Innate+immune+recognition+of+invasive+bacteria+accelerates+atherosclerosis+in+apolipoprotein+E-deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Innate immune recognition of invasive bacteria accelerates atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice.</a> Circulation. 109 (22), 2801-2806 (2004).</li>
<li>Hayashi, C., Viereck, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porphyromonas+gingivalis+accelerates+inflammatory+atherosclerosis+in+the+innominate+artery+of+ApoE+deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Atherosclerosis%22%5BJournal%5D)">Porphyromonas gingivalis accelerates inflammatory atherosclerosis in the innominate artery of ApoE deficient mice.</a> Atherosclerosis. 215 (1), 52-59 (2011).</li>
<li>Hayashi, C., Madrigal, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathogen-mediated+inflammatory+atherosclerosis+is+mediated+in+part+via+Toll-like+receptor+2-induced+inflammatory+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Innate+Immunity%22%5BJournal%5D)">Pathogen-mediated inflammatory atherosclerosis is mediated in part via Toll-like receptor 2-induced inflammatory responses.</a> Journal of Innate Immunity. 2 (4), 334-343 (2010).</li>
<li>Hayashi, C., Papadopoulos, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protective+role+for+TLR4+signaling+in+atherosclerosis+progression+as+revealed+by+infection+with+a+common+oral+pathogen%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Immunology+%28Baltimore%2C+Md.%3A+1950%29%22%5BJournal%5D)">Protective role for TLR4 signaling in atherosclerosis progression as revealed by infection with a common oral pathogen.</a> Journal of Immunology (Baltimore, Md.: 1950). 189 (7), 3681-3688 (2012).</li>
<li>Papadopoulos, G., Weinberg, E. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macrophage-Specific+TLR2+Signaling+Mediates+Pathogen-Induced+TNF-Dependent+Inflammatory+Oral+Bone+Loss%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Immunology%22%5BJournal%5D)">Macrophage-Specific TLR2 Signaling Mediates Pathogen-Induced TNF-Dependent Inflammatory Oral Bone Loss.</a> The Journal of Immunology. , (2012).</li>
<li>Gibson, F. C. 3rd, Hong , C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Innate+immune+recognition+of+invasive+bacteria+accelerates+atherosclerosis+in+apolipoprotein+E-deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Innate immune recognition of invasive bacteria accelerates atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice.</a> Circulation. 109 (22), 2801-2806 (2004).</li>
<li>Miyamoto, T., Yumoto, H., Takahashi, Y., Davey, M., Gibson, F. C. 3rd, Genco, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathogen-accelerated+atherosclerosis+occurs+early+after+exposure+and+can+be+prevented+via+immunization%5BTitle%5D)+AND+%22Infection+and+Immunity%22%5BJournal%5D)">Pathogen-accelerated atherosclerosis occurs early after exposure and can be prevented via immunization.</a> Infection and Immunity. 74 (2), 1376-1380 (2006).</li>
<li>Baker, P. J., Dixon, M., Roopenian, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+control+of+susceptibility+to+Porphyromonas+gingivalis-induced+alveolar+bone+loss+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Infection+and+Immunity%22%5BJournal%5D)">Genetic control of susceptibility to Porphyromonas gingivalis-induced alveolar bone loss in mice.</a> Infection and Immunity. 68 (10), 5864-5868 (2000).</li>
<li>Baker, P. J., Dixon, M., Evans, R. T., Roopenian, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heterogeneity+of+Porphyromonas+gingivalis+strains+in+the+induction+of+alveolar+bone+loss+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Oral+Microbiology+and+Immunology%22%5BJournal%5D)">Heterogeneity of Porphyromonas gingivalis strains in the induction of alveolar bone loss in mice.</a> Oral Microbiology and Immunology. 15 (1), 27-32 (2000).</li>
<li>Daugherty, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+models+of+atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+the+Medical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Mouse models of atherosclerosis.</a> The American Journal of the Medical Sciences. 323 (1), 3-10 (2002).</li>
<li>Weinreb, D. B., Aguinaldo, J. G. S., Feig, J. E., Fisher, E. A., Fayad, Z. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+MRI+of+mouse+models+of+atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+in+Biomedicine%22%5BJournal%5D)">Non-invasive MRI of mouse models of atherosclerosis.</a> NMR in Biomedicine. 20 (3), 256-264 (2007).</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Model infekcji jamy ustnej P. gingivalis stanowi cenne narzędzie do badania przewlekłego stanu zapalnego wywołanego przez patogen w miejscach lokalnych i ogólnoustrojowych. Ten unikalny model pozwala na scharakteryzowanie zarówno mechanizmów specyficznych dla gospodarza, jak i patogenu, przyczyniających się do przewlekłego stanu zapalnego i immunopatologii. Ponadto model może być wykorzystywany do badań przesiewowych pod kątem nowych strategii terapeutycznych, w tym immunizacji i interwencji farmakologicznej. Kr...

Przewlekłe zapalenie jest głównym czynnikiem powodującym patologiczne uszkodzenia tkanek i cechą jednoczącą wiele przewlekłych chorób u ludzi. Choroby te obejmują choroby nowotworowe, autoimmunologiczne i przewlekłe choroby zapalne1. Etiologia wielu chorób przewlekłych pozostaje niejasna, ale uważa się, że jest złożona i wieloczynnikowa, obejmująca zarówno predyspozycje genetyczne, jak i wprowadzenie czynników środowiskowych. Podczas gdy utrwalacze stanu zapalnego pozostają nieuchwytne, profile komórkowe i molekularne aktywacji immunologicznej w znacznym stopniu pokrywają się z wzorcami obserwowanymi w odpowiedziach gospodarza na patogeny2. 
Coraz więcej dowodów wskazuje na to, że infekcja patogenami mikrobiologicznymi wpływa na rozwój i postęp przewlekłego stanu zapalnego oraz jego różnorodnych objawów klinicznych2,3. Patogeny mogą wywoływać i utrzymywać przewlekły stan zapalny bezpośrednio poprzez osłabienie układu odpornościowego gospodarza i tworzenie uporczywych infekcji4. W przypadku braku trwałości drobnoustrojów infekcja może przyspieszyć przewlekły stan zapalny spowodowany reakcjami autoimmunologicznymi wywołanymi przez mimikrę molekularną na własne antygeny, zmianami w samoantygenach, które czynią je immunogennymi, lub uszkodzeniem, które uwalnia wcześniej zamaskowane antygeny gospodarza. Rzadko jednak identyfikowano konkretne patogeny jako uniwersalną przyczynę danej choroby przewlekłej. Większość dostępnych danych sugeruje raczej, że patogeny wykorzystują różne mechanizmy do wywoływania przewlekłego stanu zapalnego o szerokim spektrum objawów klinicznych i wyników choroby u genetycznie podatnego gospodarza3. W związku z tym szczegółowe zrozumienie mechanizmów, za pomocą których określone patogeny wywołują przewlekły stan zapalny, może mieć poważne implikacje dla zdrowia publicznego, a także leczenia i zapobiegania wielu chorobom przewlekłym. 
Chociaż mechanizmy specyficzne dla gospodarza i patogenu przyczyniające się do indukcji i utrzymywania przewlekłego stanu zapalnego są słabo poznane, postępy w modelowaniu przewlekłego zapalenia wywołanego przez patogeny zaczęły pogłębiać nasze zrozumienie tych procesów. Model zakażenia jamy ustnej P. gingivalis jest unikalnym, dobrze scharakteryzowanym mysim modelem przewlekłego zapalenia wywołanego przez patogeny, który umożliwia analizę mechanizmów specyficznych dla gospodarza i patogenu przyczyniających się do przewlekłego stanu zapalnego w miejscach miejscowych (utrata masy ustnej) i ogólnoustrojowych (miażdżyca)5,6. 
P. gingivalis to Gram-ujemny, beztlenowy patogen jamy ustnej związany z ludzką chorobą przyzębia, przewlekłą chorobą zapalną spowodowaną infekcją, charakteryzującą się niszczeniem tkanki podporowej zębów7. Oprócz patologii w początkowym miejscu zakażenia, coraz więcej dowodów wskazuje na to, że przewlekły stan zapalny wywołany przez P. gingivalis przyczynia się do rozwoju i progresji chorób ogólnoustrojowych, w tym miażdżycy5, choroby charakteryzującej się przewlekłym zapaleniem ściany naczynia tętniczego. Zakażenie jamy ustnej myszy P. gingivalis wolnych od specyficznych patogenów wywołuje miejscową reakcję zapalną, która prowadzi do zniszczenia kości wyrostka zębodołowego8. P. gingivalis można odzyskać z pyska zakażonych myszy do 42 dni po zakażeniu8 i myszy rozwijają wysoki poziom miana przeciwciał w surowicy swoistych dla patogenu9. W ustalonym mysim modelu miażdżycy przy użyciu myszy Apolipoproteina-E-/- (ApoE-/-), zakażenie jamy ustnej P. gingivalis wywołuje przewlekły stan zapalny, który napędza odkładanie się blaszki zapalnej w zatoce aortalnej10 i tętnicy nienazwanej11. Postępujący stan zapalny w tętnicy nienazwanej myszy zakażonych P. gingivalis można monitorować u żywych zwierząt za pomocą rezonansu magnetycznego in vivo. Histologicznie zmiany tętnicze u myszy zakażonych P. gingivalis wykazują zwiększoną akumulację lipidów, której towarzyszy aktywacja śródbłonka naczyniowego, zwiększony naciek komórek odpornościowych i zwiększona ekspresja mediatorów stanu zapalnego12. Zastosowanie tego modelu u myszy z nokautem wyjaśniło rolę składników sygnalizacyjnych gospodarza i mediatorów stanu zapalnego, a także specyficznych interakcji komórkowych, które napędzają immunopatologię indukowaną przez P. gingivalis 12. Ponadto eksperymenty z wykorzystaniem zdefiniowanych mutantów bakteryjnych zidentyfikowały krytyczne czynniki wirulencji P. gingivalis przyczyniające się do przewlekłego stanu zapalnego w miejscach lokalnych i ogólnoustrojowych15. 
Ten artykuł szczegółowo opisuje metodologie oceny przewlekłego stanu zapalnego wywołanego przez P. gingivalis w miejscach lokalnych i ogólnoustrojowych. Udostępniamy szczegółowy protokół analizy zaniku kości wyrostka zębodołowego za pomocą mikrotomografii komputerowej przy użyciu oprogramowania Amira. Ponadto określamy przydatność seryjnego rezonansu magnetycznego żywych zwierząt in vivo do oceny postępującego stanu zapalnego w obrębie tętnicy nienazwanej. Uwzględniamy metodologie wizualizacji i kwantyfikacji blaszki zapalnej w zmianach tętniczych oraz opisujemy ich charakterystykę histologiczną. Wykorzystanie myszy transgenicznych i zdefiniowanych mutantów bakteryjnych sprawia, że model ten jest szczególnie odpowiedni do identyfikacji zarówno czynników gospodarza, jak i drobnoustrojów zaangażowanych w inicjację, progresję i wynik choroby. Ponadto model może być wykorzystywany do badań przesiewowych pod kątem nowych strategii terapeutycznych, w tym szczepień i interwencji farmakologicznej.

<table><tbody><tr><td>Oprogramowanie do analizy Amira</td><td>Visualization Sciences Group</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Komora beztlenowa DW Model naukowy MG500&nbsp;</td><td>Mikrobiologia Międzynarodowa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>BHI&nbsp;</td><td>Becton-Dickinson&nbsp;</td><td></td><td></td>211059</tr><tr><td>Hemin&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>51280-5G</td><td></td></tr><tr><td>Menadion (witamina K)</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp; &nbsp;</td><td>M5625-25G</td><td></td></tr><tr><td>Ekstrakt drożdżowy</td><td>Becton-Dickinson&nbsp;</td><td>212750</td><td></td></tr><tr><td>Karboksymetyloceluloza (średnia lepkość)&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>C-4888</td><td></td></tr><tr><td>Sulfametoksazol i trimetoprim zawiesina doustna 200 mg/40 mg na 5 ml</td><td>Hi-Tech Pharmacal</td><td>NDC 50383-823-16</td><td></td></tr><tr><td>&mu; CT 40&nbsp;</td>Utrwalacz tkankowy <td>Scanco</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HistoChoice</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>H2904</td><td></td></tr><tr><td>Sudan IV</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>S4261-25G</td><td></td></tr><tr><td>Spektrometr Avance 11,7T z pionowym otworem&nbsp;</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Paravision</td><td>Paravision</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>NIH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Szczur anty-myszy F4/80</td><td>Serotec</td><td>MCA497R</td><td></td></tr><tr><td>Szczur anty-mysz TLR2</td><td>eBioscience</td><td>13-9021-80</td><td></td></tr><tr><td>Luneta sekcyjna Leica</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>S4 Kriostat HM 550</td><td>Microm</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

mysi model przewlekłego stanu zapalnego wywołanego przez patogeny w miejscach lokalnych i ogólnoustrojowych

A Mouse Model for Pathogen-induced Chronic Inflammation at Local and Systemic Sites

Przewlekły stan zapalny jest głównym czynnikiem powodującym patologiczne uszkodzenia tkanek i cechą jednoczącą wiele przewlekłych chorób u ludzi, w tym nowotworowych, autoimmunologicznych i przewlekłych chorób zapalnych. Pojawiające się dowody wskazują na to, że przewlekły stan zapalny wywołany przez patogen przyczynia się do rozwoju i progresji chorób przewlekłych o wielu różnych objawach klinicznych. Ze względu na złożoną i wieloczynnikową etiologię chorób przewlekłych, projektowanie eksperymentów w celu udowodnienia związku przyczynowego i ustanowienia powiązań mechanistycznych jest prawie niemożliwe u ludzi. Zaletą stosowania modeli zwierzęcych jest to, że można kontrolować zarówno czynniki genetyczne, jak i środowiskowe, które mogą wpływać na przebieg danej choroby. W związku z tym zaprojektowanie odpowiednich zwierzęcych modeli infekcji stanowi kluczowy krok w identyfikacji mechanizmów specyficznych dla gospodarza i patogenu, które przyczyniają się do przewlekłego stanu zapalnego.
Tutaj opisujemy mysi model przewlekłego stanu zapalnego wywołanego przez patogen w miejscach lokalnych i ogólnoustrojowych po zakażeniu doustnym patogenem Porphyromonas gingivalis, bakterią ściśle związaną z ludzką chorobą przyzębia. Zakażenie jamy ustnej myszy wolnych od specyficznych patogenów wywołuje miejscową reakcję zapalną powodującą zniszczenie zęba podtrzymującego kość wyrostka zębodołowego, co jest cechą charakterystyczną chorób przyzębia. W ustalonym mysim modelu miażdżycy zakażenie P. gingivalis przyspiesza odkładanie się blaszki zapalnej w zatoce aortalnej i tętnicy bezimiennej, czemu towarzyszy aktywacja śródbłonka naczyniowego, zwiększony naciek komórek odpornościowych i zwiększona ekspresja mediatorów stanu zapalnego w obrębie zmian. Szczegółowo opisujemy metodologie oceny stanu zapalnego w miejscach miejscowych i ogólnoustrojowych. Wykorzystanie myszy transgenicznych i zdefiniowanych mutantów bakteryjnych sprawia, że model ten jest szczególnie odpowiedni do identyfikacji zarówno czynników gospodarza, jak i drobnoustrojów zaangażowanych w inicjację, progresję i wynik choroby. Ponadto model może być wykorzystywany do badań przesiewowych pod kątem nowych strategii terapeutycznych, w tym szczepień i interwencji farmakologicznej.

Przy zastosowaniu odpowiedniego modelu mysiego i schematu infekcji doustnej, P. gingivalis wywołuje przewlekły stan zapalny i immunopatologię w miejscach lokalnych (jama ustna) oraz systemicznych (tętnice) (Rysunek 1).
U myszy infekcja doustna P. gingivalis wywołuje miejscową odpowiedź zapalną, która prowadzi do destrukcji wspierającej zęby kości jamistej8. Myszy zainfekowane P. gingivalis wykazują odpowiedzi przeciwciał w surowicy przeciw...

Modele zwierzęce okazały się nieocenionymi narzędziami w definiowaniu mechanizmów specyficznych dla gospodarza i patogenu, które przyczyniają się do rozwoju przewlekłego stanu zapalnego. W tym miejscu opisujemy mysi model zakażenia jamy ustnej ludzkim patogenem Porphyromonas gingivalis i szczegółowo opisujemy metodologie oceny postępu stanu zapalnego w miejscach miejscowych i ogólnoustrojowych.

Mysi model przewlekłego stanu zapalnego wywołanego przez patogeny w miejscach lokalnych i ogólnoustrojowych

Chronic inflammation is a major driver of pathological tissue damage and a unifying characteristic of many chronic diseases in humans including ...

Ogólnym celem poniższego protokołu jest zbadanie wpływu infekcji mikrobiologicznej na przewlekły stan zapalny in vivo z wykorzystaniem fizjologicznie istotnego modelu zwierzęcego. Jest to realizowane poprzez doustną infekcję myszy bakterią porphyromonas gingivalis w celu wywołania miejscowego i systemowego przewlekłego stanu zapalnego. Następnie można wykorzystać MRI do pomiaru postępu systemowego stanu zapalnego u żywych zwierząt, podczas gdy miejscową zapalną utratę kości ocenia się za pomocą mikro CT, a blaszki miażdżycowe można zwizualizować za pomocą barwienia lipidów na powierzchni po uśmierceniu zwierząt.Ostatecznie, różnice w objętości kości jamistej oraz akumulację blaszek miażdżycowych pomiędzy myszami zainfekowanymi P gingivalis a niezinfekowaną grupą kontrolną można zmierzyć odpowiednio na podstawie analizy mikro CT oraz barwienia lipidów w tkance twarzy. Główną zaletą naszego modelu zwierzęcego jest to, że pozwala on na badanie zarówno mechanizmów gospodarza, jak i patogennych mechanizmów zaangażowanych w przewlekły stan zapalny, a w szczególności w miejscach oddalonych od ogniska infekcji. Dzięki zastosowaniu myszy transgenicznych oraz określonych mutantów bakteryjnych można zatem analizować zarówno obszary systemowe, jak i lokalne miejsca infekcji.Model ten może pomóc w zidentyfikowaniu kluczowych aspektów patogenezy, takich jak czynniki gospodarza i drobnoustrojów przyczyniające się do rozwoju choroby. Chociaż metoda ta może dostarczyć informacji na temat specyficznych mechanizmów gospodarza i patogenu biorących udział w zapalnym ubytku kości oraz miażdżycy, można ją również dostosować do innych mysich modeli chorób, w tym reumatoidalnego zapalenia stawów, cukrzycy i nowotworów. To jest centrum obrazowania MRI wysokopolowego Uniwersytetu w Bostonie, a mój stażysta podoktorski Ning zaprezentuje aspekty obrazowania myszy. Należy rozpocząć od posiewu mrozonych kultur Porphyromonas gingivalis 3 81 na płytki z agarem krwi w warunkach beztlenowych, a następnie inkubować płytki w komorze beztlenowej w temperaturze 37 °C.Po trzech do pięciu dniach wykorzystaj organizmy wyhodowane na płytkach do zaszczepienia 5 ml płynnych kultur pożywki BHI (brain heart infusion broth). Po nocnym wzroście przenieś kultury do 45 ml pożywki BHI i inkubuj je beztlenowo przez kolejne 18 do 24 godzin. W środkowej fazie logarytmicznej zbierz bakterie poprzez wirowanie przez 10 minut przy 7 000 GS w temperaturze pokojowej, a następnie dokładnie resuspenduj osad w 5 ml PBS za pomocą pipety serologicznej, po uprzednim trzykrotnym przemyciu osadu w 50 ml PBS. Resuspenduj osad w PBS w taki sposób, aby rozcieńczenie kultury 1:10 miało gęstość optyczną 1,0 przy 660 nm.Następnie odważ odpowiednią ilość średniowiskozycznej karboksymetylocelulozy, aby uzyskać 2% roztwór masa/objętość, i powoli dodawaj karboksyetylocelulozę do zawiesiny bakteryjnej podczas mieszania w wstrząsarzu typu vortex, aby uniknąć powstawania grudek. Aby zmierzyć postęp stanu zapalnego w C dwa, najpierw umieść uchwyt dla zwierzęcia z głową myszy w pozycji grzbietnej w 30 milimetrowej sondzie pionowej i w otworze pionowym skanera 11.7 T MRI.Po procesach centrowania i shimowania, należy zastosować sekwencję lokalizacyjną w celu wykonania obrazów scout w trzech ortogonalnych orientacjach, aby utworzyć obrazy w płaszczyźnie osiowej, czołowej i strzałkowej. Następnie, po wykorzystaniu angio-rezonansu magnetycznego o niskiej rozdzielczości do potwierdzenia, że uzyskane obrazy znajdują się w obszarze docelowym, wykonuje się wysokorozdzielczy angio-rezonans magnetyczny tętnicy bezimiennej przy użyciu niesynchronizowanej sekwencji 3D gradient echo z następującymi parametrami: grubość warstwy (slab) 1.5 cm, kąt odchylenia 45 stopni, czas repetycji 20 ms, czas echa 2.2 ms, pole widzenia (FOV) 1.5 x 1.5 x 1.5 cm, macierz 128 x 128 x 128 oraz liczba uśrednień wynosząca cztery, co daje całkowity czas skanowania około 22 minut.Następnie wybierz obraz osiowy tętnicy głównej 0,3 do 0,5 milimetra poniżej rozgałęzienia tętnicy podobojczykowej do analizy ROI. Aby unieruchomić aortę, należy przez cały czas utrzymywać tkankę w PBS. Zacznij od ułożenia aorty w pozycji anatomicznej, tak aby łuki aorty znajdowały się po lewej stronie. Następnie umieść tymczasowe piny mocujące kolejno w pięciu następujących lokalizacjach: w górnej części aorty poniżej trzeciej gałęzi łuku, w połowie aorty zstępującej, w pobliżu dolnego końca aorty zstępującej oraz powyżej odgałęzienia tętnicy udowej.Następnie, używając bardzo precyzyjnych nożyczek sprężynowych, przetnij lewą stronę aorty, zaczynając od lewej gałęzi tętnicy udowej, aż do poziomu poniżej najniższej gałęzi aorty wstępującej. Po przecięciu i przypięciu każdej gałęzi w celu odsłonięcia jej wewnętrznej powierzchni, kontynuuj przypinanie tkanki. Cała powierzchnia wewnętrzna zostaje odsłonięta i jest wyraźnie widoczna z góry, bez przeszkód w postaci szpilek.Aby zabarwić lipidy i określić liczbę zmian chorobowych, należy w pierwszej kolejności pokryć przypiętą aortę świeżo przygotowanym roztworem Sudan IV lub Oil Red O. Po 50 minutach tkankę należy przemyć 70% izopropanolem przez okres od jednej do pięciu minut, a następnie delikatnie płukać aortę dwukrotnie destylowaną wodą, aż woda spływająca z tkanki przestanie być czerwona. Następnie aortę należy pokryć PBS i umieścić obok tkanki linijkę, aby ułatwić kalibrację obrazu.Następnie wykonaj zdjęcia tkanki za pomocą kamery o wysokiej rozdzielczości przymocowanej do mikroskopu stereoskopowego, zapisując obrazy w formacie TIFF. Na koniec, w oprogramowaniu do analizy obrazu, ręcznie obrysuj każdą powierzchnię błony wewnętrznej, aby określić jej pole powierzchni. Następnie, w celu obliczenia powierzchni zmiany z wykorzystaniem automatycznego progowania kolorystycznego, ustaw dla każdego obrazu próg definiujący intensywność koloru, która odróżnia zmiany od obszarów prawidłowych.Procent powierzchni intimy pokrytej zmianami miażdżycowymi można następnie obliczyć w tym reprezentatywnym eksperymencie z myszami zainfekowanymi p gingivalis. Analiza wolumetryczna wykazała, że myszy zainfekowane wykazują znaczną utratę kości w porównaniu z niezinfekowaną grupą kontrolną. Inspekcja wizualna zrekonstruowanej połowy szczęki ilustruje zwiększenie powierzchni odsłoniętej korzeni zębów trzonowych u myszy zainfekowanych w porównaniu z grupą kontrolną podatną na miażdżycę.Myszy z niedoborem POE. P. gingivalis indukuje przewlekły stan zapalny, który prowadzi do utraty kości jamistej oraz odkładania blaszek zapalnych w zatoce aorty i tętnicy wieńcowej już 24 godziny po ostatniej infekcji, co można monitorować u żywych myszy za pomocą seryjnego rezonansu magnetycznego (MRI) in vivo w różnych punktach czasowych po infekcji, jak pokazano na tych reprezentatywnych obrazach. Ponadto pomiary powierzchni aorty barwionej Sudanem IV wykazują, że zakażenie P. gingivalis znacząco zwiększa odkładanie lipidów i obszary zmian na powierzchni wewnętrznej błony śródbłonka.Ponadto analiza immunohistochemiczna zmian w zatokach aorty wykazuje zwiększoną infiltrację makrofagów oraz podwyższoną ekspresję wrodzonego receptora odpornościowego toll-like receptor two u myszy zainfekowanych IV. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby punkty czasowe trwania eksperymentu, w których oceniany jest stan zapalny, były odpowiednio dopasowane do postępu choroby. Po obrazowaniu MR można zastosować inne metody, takie jak barwienie en face lub immunohistochemia, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, takie jak ogólny stopień zaawansowania miażdżycy lub skład komórkowy zmiany.Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat modelu mysiego in vivo, który pozwala na badanie czynników gospodarza oraz czynników patogennych zaangażowanych w przewlekły stan zapalny. Prosimy pamiętać, że praca z patogenami może być niezwykle niebezpieczna i podczas wykonywania tej procedury należy zawsze przestrzegać środków ostrożności, takich jak właściwe stosowanie ŚOI.

a-mouse-model-for-pathogen-induced-chronic-inflammation-at-local

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Immunologia i infekcje

Model myszy przewlekłego zapalenia wywołanego patogenem w miejscach lokalnych i ogólnoustrojowych

Utworzenie chronicznego modelu mysiego z infekcją bakteryjną z trwałą kolonizacją jelit przez Salmonella typhimurium przez 27 tygodni.

Model myszy z przewlekłą infekcją Salmonella

Ten film demonstruje metodę generowania zapalenia stawów wywołanego adiuwantem w modelu mysim. Kompletny adiuwant Freunda (CFA) jest wstrzykiwany w staw skokowy myszy i obszary okołostawowe. CFA aktywuje układ odpornościowy, prowadząc do nacieku neutrofili i nasilenia stanu zapalnego.

Technika generowania mysiego modelu zapalenia stawów wywołanego adiuwantem

Zakażenie gryzoniami Citrobacter stanowi cenny model do badania infekcji bakteryjnych jelit, jak również odpowiedzi immunologicznych gospodarza i zapalenia jelita grubego u myszy. Protokół ten określa pomiar integralności bariery, obciążenia patogenem i uszkodzeń histologicznych, co pozwala na dokładne scharakteryzowanie udziału patogenu i gospodarza w zakaźnym zapaleniu jelita grubego u myszy.

Mysi model Citrobacter rodentium: badanie udziału patogenów i gospodarza w zakaźnym zapaleniu jelita grubego

Opisana tutaj metoda pozwala na wizualizację zależnej od promotora IL-8 aktywacji stanu zapalnego w płucach myszy za pomocą nieinwazyjnego obrazowania bioluminescencyjnego (BLI). To samo zwierzę może być poddawane BLI wielokrotnie przez okres do dwóch miesięcy od momentu dostarczenia konstruktu reporterowego lucyferazy.

Przejściowo transgenizowany model myszy IL-8 do długoterminowego monitorowania in vivo reakcji zapalnych

Mysia kolostomia dystalna, nowy model dywersyjnego zapalenia jelita grubego u myszy C57BL / 6

Opisano podejście do wykrywania w czasie rzeczywistym wrodzonej odpowiedzi immunologicznej na zranienia skórne i zakażenie Staphylococcus aureus u myszy. Porównując myszy LysM-EGFP (które posiadają fluorescencyjne neutrofile) z krzyżówką LysM-EGFP szczepu myszy z niedoborem odporności, pogłębiamy naszą wiedzę na temat infekcji i rozwijamy podejścia do zwalczania infekcji.

Mysi model do oceny wrodzonej odpowiedzi immunologicznej na zakażenie Staphylococcus aureus

Model inokulacji opuszki stopy jest cennym narzędziem do charakteryzowania indukowanych przez wirusy reakcji neurozapalnych in vivo. W szczególności zapewnia jasną ocenę kinetyki wirusa i związanych z nią procesów immunopatologicznych inicjowanych w obwodowym układzie nerwowym.

Model inokulacji opuszki stopy myszy do badania reakcji neurozapalnych wywołanych wirusem

Ten artykuł opisuje nowy model myszy do przejścia pneumokoków z bezobjawowego kolonizatora w patogen chorobotwórczy podczas infekcji wirusowej. Model ten można łatwo zaadaptować do badania interakcji wielodrobnoustrojowych i gospodarz-patogen w różnych fazach progresji choroby i u różnych gospodarzy.

Mysi model przejścia Streptococcus pneumoniae z kolonizatora w patogen po koinfekcji wirusowej podsumowuje chorobę zaostrzoną wiekiem

Tutaj przedstawiamy protokół ustanawiający mysi model reumatoidalnego zapalenia stawów (RA) poprzez adoptywny transfer limfocytów T CD4+ od myszy SKG, dostarczając szybkiego i niezawodnego narzędzia eksperymentalnego do badania mechanizmów immunologicznych, patologicznego postępu i rozwoju nowych metod leczenia RZS.

Adoptywny model transferowy reumatoidalnego zapalenia stawów u myszy

Opisano tutaj dwa odrębne modele chirurgicznych zastrzyków służących do wywołania bodźców zapalnych w segmencie początkowym (zastrzyk śródmiąższowy) oraz w cauda gididymidis (zastrzyk dotaczny) myszy. Metody te umożliwiają badania reakcji specyficznych dla regionu w różnych obszarach najądrza.

Modele myszy zapalenia najądrza wywołanego przez wzorce molekularne związane z patogenem

Poznaj model myszy z przewlekłym zapaleniem wywołanym przez Porphyromonas gingivalis. Metoda pozwala badać lokalne i ogólnoustrojowe odpowiedzi zapalne przy użyciu MRI i mikro-CT.

Mysi model przewlekłego stanu zapalnego wywołanego przez patogeny w miejscach lokalnych i ogólnoustrojowych

Przeglądaj więcej filmów