Method Article

Визуализация инфекции мочевыводящих путей в модели мыши с использованием биолюминесценции

January 30th, 2026

In This Article

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: Luyts, N. и др. Продольное наблюдение за инфекциями мочевыводящих путей и их лечение у мышей с использованием биолюминесцентной визуализации. J. Vis. Exp. (2021).

Это видео демонстрирует индукцию и отслеживание инфекций мочевыводящих путей в мышиной модели с использованием биолюминесцентной E. coli , введённой в мочевой пузырь, где происходит бактериальная адгезия, инвазия и внутриклеточная репликация. Излучаемый свет от биолюминесцентного оперона служит маркером бактериальной нагрузки в реальном времени во время прогрессирования инфекции.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все процедуры, связанные с животными моделями, были рассмотрены местным институциональным комитетом по уходу за животными и ветеринарным советом JoVE.

1. Прививка животных

  1. Подготовка животных
    1. Выбирайте желаемый штамм мышей в зависимости от исследовательского вопроса и наличия линий выбивания, экспериментальных деталей и различий в восприимчивости к ИМП. Имейте в виду, что трансуретральная катетеризация у самок мышей проще. Не используйте животных младше 8 недель, так как они иммунологически незрелы. Здесь использовались 12-недельные самки C57Bl/6J.
    2. Заранее закажите животных и дайте им привыкнуть, желательно в течение 7 дней. Групповые домашние животные находятся в индивидуально вентилируемых клетках, при стандартных 12-часовых условиях света и темноты.
    3. Побрить брюшную область животных, чтобы ограничить потерю сигнала. Не используйте крем для удаления волос, так как он может быстро обжечь кожу животных. Удерживать животное, крепко сжимая загривку и задние конечности недоминирующей рукой, бриясь доминирующей рукой. В качестве альтернативы — бриться под анестезией изофлурана.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Животных брили за 2 дня до обследования, учитывая, что животные будут ухаживать за выбритым участком ещё больше.
    4. Обеспечивайте водой и стандартной едой ad libitum на протяжении всего эксперимента. Однако лишайте животных воды за 2 часа до инстилляции, чтобы минимизировать объём мочевого пузыря во время инстилляции.
    5. Установите стерильный наконечник ангиокатетера объёмом 24 г на шприц на 100 мкл и наполните шприц бактериальным раствором.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы определить фоновую люминесценцию, получите базовое изображение перед инстилляцией (см. шаг 2 ниже).
  2. Инстилляция животных
    1. Поместить животных в индукционную камеру и анестезировать их с помощью вдыхания изофлурана с чистым кислородом в качестве газа-носителя (индукция 3% и поддержание 1,5%).
    2. Поместите одно животное на рабочую поверхность в положении лежа на спине и поддерживайте стабильную анестезию изофлураном с помощью носового конуса во время инстилляции. Нанесите глазную мазь.
    3. Выведите остаточную мочу с помощью мягкого сжатия и круговых движений в надлобковой области. Очистите нижнюю часть живота 70% этанолом перед введением.
    4. Смажьте кончик катетера обычным физиологическим раствором. Положите указательный палец недоминантной руки на живот и аккуратно поднимите его вверх. Начните катетеризацию уретры под углом 90° (вертикально), а при обнаружении сопротивления наклоните её горизонтально перед дальнейшим введением (0,5 см).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Никогда не нажимайте на катетер силой, так как это повредит уретру. Мягкие поворотные движения могут быть полезны при установке катетера. С другой стороны, отсутствие сопротивления обычно указывает на ошибочное введение во влагалище.
    5. Проведите медленное (5 мкл/с) инстилляцию 50 мкл бактериального инокулюма (2 x 107 CFU).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Более высокие объёмы или более быстрая инстилляция могут вызвать рефлюкс в почки. Во время практики синие чернила могут использоваться для оценки рефлюкса.
    6. После инстилляции держите шприц и катетер на месте ещё несколько секунд, а затем медленно втягивайте, чтобы предотвратить протечение. Фиксируйте любые нарушения, такие как высокая протечка или кровавый меатус, и при необходимости исключайте животных.
    7. Разместите животное в положении лежа на спине у носового конуса камеры визуализации и повторите предыдущие шаги 1.1.1-1.1.6 для всех оставшихся животных. Используйте по одному катетеру на каждую экспериментальную группу. Обязательно продолжайте анестезию и минимизируйте время между первым и последним животным.
    8. При необходимости вводите антибиотики или экспериментальные препараты до или после проведения визуализации (шаг 2). Например, для введения энрофлоксацина добавьте 40 мкл раствора энрофлоксацина (100 мг/мл) к 3,96 мл физиологического физиологического раствора, чтобы получить разбавление 1/100. Вводите 100 мкл/10 г подкожно в 9 утра и 17:00, чтобы ввести 10 мг/кг энрофлоксацина два раза в день в течение 3 дней.

2. Биолюминесцентная визуализация

  1. Подготовка и выбор параметров визуализации
    1. Откройте программное обеспечение для получения BLI (см. Таблицу материалов) и нажмите Initialize в устройстве изображения (см. Таблицу материалов), чтобы протестировать камеру и систему контроллера сцены, а также охлать CCD-камеру до -90 °C.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Во время этого процесса дверь запирается, и ход инициализации можно отслеживать на панели управления. Зелёный индикатор означает, что температура достигла -90 °C. Появляется предупреждение, если предупреждение будет выполнено до завершения инициализации.
    2. Убедитесь, что данные сохраняются автоматически: нажмите на автосохранение и выберите правильную папку.
    3. Выберите «Люминесценция» и «Сфотографировать». Проверьте настройки люминесценции по умолчанию: установите фильтр возбуждения на Блок и фильтр излучения на Открытие.
    4. Установите время экспозиции на Auto при съёмке первого снимка, особенно при ожидании тусклого сигнала, чтобы обеспечить достаточное количество фотонов. Для измерений in vivo и ярких сигналов установите время экспозиции на ~30 с. Если изображение насыщено, появится предупреждение. Если это происходит, сокращайте время экспозиции.
    5. Выберите средний Биннинг, F/стоп 1 и правильное поле зрения (FOV) (D для 5 животных).
    6. При съёмке мышей установите высоту объекта на 1 см.
    7. Нажмите «Добавить» три раза в панели управления приобретением, чтобы получить последовательность из трёх изображений в техническом репликации.
  2. Визуализация
    1. Поместите мышей в камеру визуализации в положении лежа на спине и используйте носовой конус коллектора для поддержания анестезии (изофлуран 1,5%) на протяжении всего эксперимента. Сфотографируйте до 5 мышей одновременно и разделите животных с помощью светового перегородки, чтобы предотвратить отражение.
    2. Закройте дверь и нажмите «Приобрети», чтобы начать последовательность изображений.
    3. Заполните подробную информацию об эксперименте (дикие и нокаутные животные, лечение, день проведения визуализации и т.д.). Настройки изображения, такие как время экспозиции, сохраняются автоматически.
    4. Выведите мышей из камеры для визуализации и верните их в клетку. Проверьте полное восстановление после наркоза. Через несколько минут животные должны полностью проснуться и начать исследование. Не назначайте обезболивающие, так как это может помешать лечению ИМП.
    5. Верните клетки на вентилируемые стойки до следующего цикла визуализации. После завершения эксперимента усыпить животных с помощью асфиксииCO2 или вывиха шейки матки. Сделайте это до восстановления анестезии с изофлураном, чтобы минимизировать стресс

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Вапорайзер для анестезииHarvard Apparatus LimitedН/Дhttps://www.harvardapparatus.com/harvard-apparatus-anesthetic-vaporizers.html
Байтрил 100 мг/млБайерН/ДЭнрофлоксацин
BD Insyte Autoguard 24 GABD382912Жёлтый ангиокатетер, используйте стерильный пластиковый наконечник для инстилляции
Мыши C57Bl/6JЖанвьеН/Д 
Центрифуга 5804RЭппендорфEP022628146 
Dropsense 16Освобождённые лабораторииТринеанскийдля измерения OD 600 нм
Физиологический раствор с буфером фосфатов Dulbecco, GibcoThermoFisher ScientificССЫЛКА 14040-083 
Этанол 70% денатурированный 5LVWR international85825360 
Falcon 14 мл круглополистироловая трубка, с колпачкомКорнинг352057 
Falcon 50ml cellstartГрейнер227285 
Шприц Hamilton GASTIGHT, PTFE luer lock, 100 мкл.Сигма-Олдрич26203чтобы обеспечить медленное выращивание бактерий 50 мкл
Инокуляционная петляРот6174.1держатель: Ст. No 6189.1
Iso-Vet 1000 мг/гDechra Veterinary ProductsН/ДИзофлуран
Система визуализации IVIS Spectrum In VivoПеркинЭлмерССЫЛКА 124262Устройство визуализации

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Bioluminescence ImagingUrinary Tract InfectionMouse ModelBacterial AdhesionIntracellular ReplicationRegion of InterestExposure TimeCharge Coupled DeviceLight BaffleROI Measurement

Related Articles