Описано здесь протокол для изучения того, как экстракт сигаретного дыма влияет на бактериальную колонизацию эпителиальных клеток легких.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Описано здесь протокол для изучения того, как экстракт сигаретного дыма влияет на бактериальную колонизацию эпителиальных клеток легких.
Курение сигарет является основной этиологической причиной эмфиземы легких и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Курение сигарет также способствует восприимчивости к бактериальным инфекциям в дыхательной системе. Тем не менее, влияние курения сигарет на бактериальные инфекции в клетках эпителия легких человека до сих пор тщательно не изучены. Описано здесь подробный протокол для подготовки экстрактов курения сигарет (CSE), лечение эпителиальных клеток легких человека с CSE, и бактериальной инфекции и определения инфекции. CSE был подготовлен обычным методом. Легкие эпителиальные клетки лечились с 4% CSE для 3 ч. CSE-обработанные клетки были, то, инфицированных Pseudomonas при множественности инфекции (MOI) 10. Бактериальные нагрузки клеток определялись тремя различными методами. Результаты показали, что CSE увеличила нагрузку Pseudomonas в легких эпителиальных клеток. Таким образом, этот протокол обеспечивает простой и воспроизводимый подход к изучению влияния сигаретного дыма на бактериальные инфекции в эпителиальных клетках легких.
Курение сигарет влияет на здоровье населения миллионов людей во всем мире. Многие вредные заболевания, в том числе рак легких и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), как сообщается, связаныс курением сигарет 1,2. Курение сигарет повышает восприимчивость к острым микробным инфекциям в дыхательной системе3,,4,,5. Кроме того, растущие доказательства доказывают, что курение сигарет усиливает патогенез многих хронических расстройств6,,7,,8. Например, курение сигарет может увеличить вирусные или бактериальные инфекции, которые вызывают обострение ХОБЛ9. Среди бактериальных патогенов, которые этиологически способствуют острому обострению ХОБЛ, оппортунистический грамотрицатель бактерий патоген, Pseudomonas aeruginosa, вызывает инфекции, которые коррелируют с плохими прогнозами и более высокойсмертности 10,11. Обострение ХОБЛ ухудшает болезнь за счет ускорения патологического прогрессирования. Нет эффективных методов лечения обострения ХОБЛ, за исключением антисимптомного управления12. Обострение ХОБЛ способствует смертности пациентов, снижает качество жизни и увеличивает экономическую нагрузку на общество13.
Дыхательные пути представляют если вылазаемые дыхательные пути, то есть открытые системы, постоянно подвергаемые различным микробным патогенам, присутствующим за пределами страны. Оппортунистические бактериальные патогены обычно обнаруживаются в верхних дыхательных путях, но иногда наблюдаются в нижнихдыхательных путях 14,,15. В животных моделях P. aeruginosa могут быть обнаружены в альвеолярных мешках уже через 1 ч после заражения16. Как основной защитный механизм, иммунные клетки, такие как макрофаги или нейтрофилов устранить бактерии в дыхательных путях. Эпителиальные клетки легких, как первый физиологический барьер, выполняют уникальную роль в защите хозяина от микробных инфекций. Легкие эпителиальные клетки могут регулировать микробное вторжение, колонизацию или репликацию независимо от иммунных клеток17. Некоторые молекулы, найденные в эпителиальных клетках, включая PPARg, оказывают антибактериальные функции, тем самым регулируя бактериальную колонизацию и репликацию в эпителиальных клеткахлегких 18. Курение сигарет может изменить молекулы и ухудшить нормальную функцию защиты в легких эпителиальныхклеток 19,20. Недавние исследования сообщили о прямом воздействии сигаретного дыма на легочные эпителиальные клетки с помощьюробота курительного аппарата 21,22. Воздействие дыма может быть выполнено другими способами, однако, в том числе применение CSE. Подготовка CSE является воспроизводимым подходом с потенциальным применением в других типах клеток, включая сосудистые эндотелиальные клетки, которые косвенно подвергаются воздействию сигаретного дыма.
В этом докладе описывается протокол для создания экстракта сигаретного дыма для изменения бактериальной нагрузки в клетках эпителия легких. CSE увеличивает бактериальную нагрузку P. aeruginosa, и это может способствовать рецидиву бактериальных инфекций, как правило, наблюдается при обострении ХОБЛ. Для подготовки CSE используется обычный метод. Легкие эпителиальные клетки, на их экспоненциальной стадии роста, лечатся с 4% CSE для 3 ч. Кроме того, монослойные эпителиальные клетки легких могут быть непосредственно подвержены воздействию сигаретного дыма в воздухо-жидком интерфейсе. CSE-обработанные клетки после этого оспорены с Pseudomonas на разносторонности инфекции (MOI) 10. Бактерии распространяются с определенной скоростью встряхивания, чтобы обеспечить морфологию их flagella остается нетронутым, чтобы сохранить их полную инвазивную способность. Гентамицин используется для уничтожения бактерий, оставшихся в среде культуры, тем самым уменьшая потенциальное загрязнение во время последующего определения бактериальной нагрузки. Протокол также использует GFP помечены Pseudomonas, который был использован в качестве мощного инструмента в изучении инфекции Pseudomonas в различных моделях. Репрезентативным штаммом является P. fluorescens Migula23. Степень инфекции или бактериальной нагрузки после лечения CSE определяется тремя способами: метод drop plate с подсчетом колоний, количественный ПЦР с использованием Pseudomonas 16S rRNA-специфических грунтовок, или цитометрия потока в клетках, инфицированных флуоресцентными Pseudomonas. Этот протокол представляет можно простой и воспроизводимый подход к изучению влияния сигаретного дыма на бактериальные инфекции в эпителиальных клетках легких.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. 100% подготовка CSE
2. Псевдомонас культуры
3. Культура эпителиальных клеток легких человека и лечение CSE
4. Бактериальная инфекция
5. Определение бактериальной концентрации с помощью метода drop plate
6. Обнаружение РТ-кПКР бактериальной 16S рРНК
7. Обнаружение флуоресцентных Псевдомонас с потоком цитометрии
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Диаграмма используется для иллюстрации протокола на рисунке 1. Легкие эпителиальные клетки BEAS-2B лечились CSE и оспаривается с Pseudomonas. Псевдомоны в среде культуры были убиты добавленным гентамицином, и клетки подверглись анализу капли пластины, обнаружению RT-qPCR рибосомы Pseudomonas 16S РНК и цитометрии потока. По сравнению с контролем, лечение CSE значительно увеличилось бактериальной инфекции в методы капли пластины (Рисунок 2
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Бактериальное вторжение в легочные эпителиальные клетки является важным шагом в патогенеза бактериальных инфекций. Процесс бактериального вторжения в клетки может быть разбит на следующие три шага: во-первых, бактерии контакт и придерживаться поверхности эпителиальной клетки, используя их flagella. Во-вторых, бактерии либо проходят интернализацию, либо проникают в клеточную мембрану. Наконец, бактерии реплицируют и колонизируют клетки, если они успешно избежать клеточной защитымеханизмов 25,<...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторов нечего раскрывать.
Эта работа была частично поддержана Национальными институтами здравоохранения R01 гранты HL125435 и HL142997 (к СЗ).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Шприц 50 мл | BD Biosciences | ||
| эпителиальная среда эпителиальных клеток дыхательных путей | ATCC | PCS-300-030 | |
| Шейкер бактерий | ThermoFisher Scientific набор | ||
| роста бронхиальных эпителиальных клеток | ATCC | PCS-300-040 | |
| Счетчик клеток | Bio-Rad | ||
| CFX96 Система ПЦР в реальном времени | Bio-Rad | ||
| высокопроизводительный набор РНК-к-ДНК | ThermoFisher Scientific | 4387406 | |
| HITES средний | ATCC ATCC | 30-2004 | |
| человеческие клетки BEAS-2B ATCC | ATCC | CRL-9609 | |
| первичные эпителиальные клетки малых дыхательных путей человека | ATCC | ATCC PCS-300-030 | |
| LSRII проточный цитометр | BD Biosciences | ||
| Конфокальный микроскоп Nikkon | |||
| OD ридер | США Scientific | ||
| PCR праймеры | ITD | ||
| Pseudomonas aeruginosa | ATCC | ATCC 47085 | PAO1-LAC |
| Pseudomonas fluorescens Migula | ATCC | ATCC 27853 | P.aeruginosa GFP |
| Сигареты исследовательского класса (3R4F) | Университет Кентукки | TP-7-VA | |
| RNeasy Mini Kit | Qiagen | 74106 | |
| Transprent PET Transwell Insert | Corning Costar | ||
| Tryptic Soy Brath | BD Biosciences |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.