Summary
קולוניזציה של nasopharynx מורין עם דלקת ריאות סטרפטוקוקוס ואת החילוץ הבא של תאים חסידיים או מגויסים מתואר. טכניקה זו כרוכה בשטיפת nasopharynx ואיסוף של הנוזל דרך nares והוא מסתגל לקריאות שונות, כולל כימות תאים דיפרנציאלי וניתוח של ביטוי mRNA באתרו.
Abstract
קולוניזציה Nasopharyngeal על ידי דלקת ריאות סטרפטוקוקוס הוא תנאי מוקדם לפלישה לריאות או למחזור הדם1. אורגניזם זה מסוגל ליישב את פני השטח הריריים של האף, שם הוא יכול להתגורר, להתרבות ובסופו של דבר להתגבר על הגנות מארח לפלוש לרקמות אחרות של המארח. הקמת זיהום בדרכי הנשימה התחתונות בדרך כלל גורמת לדלקת ריאות. לחלופין, החיידקים יכולים להפיץ למחזור הדם גרימת bacteraemia, אשר קשורה שיעורי תמותה גבוהים2, או אחר להוביל ישירות להתפתחות של דלקת קרום המוח פנאומוקוקית. הבנת הקינטיקה של, ותגובות חיסוניות, קולוניזציה האף הוא היבט חשוב של S. מודלים זיהום דלקת ריאות.
מודל העכבר שלנו של קולוניזציה תוך-אפית מותאם ממודלים אנושיים3 ומשמש קבוצות מחקר מרובות במחקר של תגובות מארח-פתוגן ב nasopharynx4-7. בחלק הראשון של המודל, אנו משתמשים בבידוד קליני של דלקת ריאות S. כדי להקים קולוניזציה חיידקית המגבילה את עצמה הדומה לאירועי כרכרה אצל מבוגרים אנושיים. ההליך המפורט בזאת כרוך בהכנת אינוקולום חיידקי, ואחריו הקמת אירוע קולוניזציה באמצעות מסירת האינוקולום באמצעות מסלול פנימי של הממשל. מקרופאגים מקומיים הם סוג התא השולט ב nasopharynx במהלך המצב היציב. בדרך כלל, יש מעט לימפוציטים נוכחים בעכברים לא מושפעים8, אולם קולוניזציה הרירית תוביל לדלקת בדרגה נמוכה עד גבוהה (בהתאם לארסיות של מיני החיידקים והזן) שתביא לתגובה חיסונית ולגיוס הבא של תאי חיסון מארחים. תאים אלה יכולים להיות מבודדים על ידי שטיפת תכולת קנה הנשימה דרך nares, בקורלציה לצפיפות של חיידקי קולוניזציה כדי להבין טוב יותר את הקינטיקה של הזיהום.
Protocol
לפני שתתחיל: כל השלבים נעשים בקבינט בטיחות ביולוגית ברמה Biohazard רמה 2 (BSL2) (BSC) אלא אם צוין אחרת. אנא ודא כי קיבלת את האישור Biohazard המתאים לשימוש של פתוגנים חיידקיים זיהומיות לפי הנחיות מוסדיות לפני תחילת הניסויים. בנוסף, אנא ודא כי יש לך את כל החומרים והריאגנטים הדרושים כדי לנהל את ההליך שהוכן מראש. עכברים המשמשים בניסויים אלה כללו עכברי C57BL/6 נקבות ממעבדות ג'קסון, צ'ארלס ריבר או טאקוניק והיו בני 10-14 שבועות (אם כי לא מצאנו הבדלים משמעותיים תלויי מגדר בקינטיקה של סיווג קולוניזציה באף או זיהום). כל העכברים ששימשו בניסויים אלה היו bred ומתוחזק בתנאים ספציפיים-פתוגן חינם, והיו חופשיים של וירוסים נפוצים, (LCMV, MNV, MPV, reovirus ECTV, ועוד) חיידקים(למשל H. pylori)וטפילים(למשל תולעי סיכה, ectoparasites) על ידי בדיקות מדגם צואה, כמו גם הערכה אנטומית תכופה של עכברי זקיף cohoused בתוך חדרי המתקן שלהם. בעת ביצוע ניסויים אלה, אנו ממליצים להשתמש בעכברי בקרה שגילם אינו עולה על 10-12 שבועות ולא מעל גיל 6 חודשים. עכברים צעירים או מבוגרים מטווח גילאים זה רגישים יותר למשך ארוך יותר של הובלת האף והסיכוי המוגבר להפצת זיהום. רקע העכבר הוא שיקול חשוב נוסף שעשוי להשפיע על התוצאות של ניסוי קולוניזציה, כמו מספר קבוצות הוכיחו כי עכברים מרקעים גנטיים שונים יש רגישויות שונות S. דלקת ריאות D39 (סרוטיפ 2)זן 9,10. S. דלקת ריאות אינה פתוגן מורין המתרחשים באופן טבעי והמאגר הטבעי היחיד שלה הוא nasopharynx האנושי. התמסורת מתרחשת באמצעות טיפות נשימה, וכיוון שעכברים אינם מייצרים הפרשות נשימה, עכברים בודדים אינם יכולים להעביר את החיידק לעכברים אחרים, ולכן אין חשש להעברת עכבר-לעכבר11. לסקירה חזותית של ההליכים המתוארים בכתב יד זה, עיין באיור 1.
1. הכנת תרבות דלקת ריאות S.
- לחסן 5 מ"ל של אגר סויה טריפטי לצמיחה ההשעיה של דלקת ריאות סטרפטוקוקוס.
- תרבות בתנאים סטטיים ב 37 °C ב 5% CO2 עד inoculum חיידקי מגיע צמיחת שלב יומן עם צפיפות נוזלית מקבילה של 108 CFU / מיליליטר כפי שנקבע על ידי מד מרחק מוגדר 600 ננומטר. הקריאה המדויקת המתאימה ל- CFU זה תשתנה בהתאם לזן החיידקי הנבחר הספציפי; עבור רוב הזנים של S. דלקת ריאות זה מתאים לטווח OD600 של 0.45-0.55. בדרך כלל, S. זני דלקת ריאות בתרבות נוזלית יגדלו לצפיפות זו בתוך 1.5-2.5 שעות בתנאים המומלצים, ללא צורך subculturing. אין לאפשר לתרבות לגדול יתר על המידה (מעבר לקריאת OD של 0.75) שכן הדבר מייצג את הנקודה שבה החיידקים כבר לא נמצאים בצמיחה בשלב יומן ועוברים אוטוליזה נרחבת.
- כל עכבר יהיה מחוסן עם כ 107 חיידקים. לכן, עבור כל 9 עכברים להתיישב, פיפטה 1 מ"ל של אינוקולום לתוך צינור Eppendorf ולהסתובב ב 15,000 x g במשך 1 דקות. גלולה לבנבן צריך להיות גלוי. הסר את supernatant, נזהר לא להפריע גלולה ו resuspend החיידקים ב 100 μl של מלוחים אגירה פוספט (PBS), ובכך להגדיל את הריכוז ל 109 CFU / מיליליטר. בשלב זה, החיידקים צריכים להישאר קיימא, אבל לא בקלות לשכפל.
- אם אתם משתמשים ב aliquots מרובים, לשלב לתוך צינור אחד כדי לשלוט על וריאציות בין מדגם קל בצפיפות חיידקית.
- שמור חיידקים על הקרח עד מוכן לחיסון, לכל היותר 1 שעה.
- כדי להשיג ספירת חיידקים מדויקת, בצע סדרת דילול סדרתית מבחינת יומן החל באינוקולום חיידקי מסודר. לדלל באופן סדרתי 10-פי, הוספת 10 μl של עד 90 μl של PBS סטרילי.
- צלחת החוצה 3 טיפות של 10 μl דגימות של דילול 10-5 - 10-9, בתוספת בקרת זיהום PBS בלבד, על קטעים מסומנים בנפרד של צלחת אגר סויה טריפטי (TSA) בתוספת 5% דם כבשים (איור 2). ודא כי טיפים פיפטה משתנים עבור כל שלב דילול מריכוז CFU גבוה יותר לריכוז CFU נמוך יותר, כדי למנוע נשיאת חיידקים עודפים והגברת השונות של תוצאות. צלחות אגר דם אנושי (HBA) ניתן להשתמש גם במקום TSA. מאז זנים רבים של S. דלקת ריאות עמידים neomycin (מ 5-20 מיקרוגרם / מיליליטר), אנטיביוטיקה זו עשויה להתווסף גם למדיום אגר של בחירה במהלך שלב הכנת הצלחת. זה מקל על הספירה כפי שהוא מבטל חיידקים שאינם נוגדי עניין. הרגישות לאנטיביוטיקה של כל זן חייבת להיבדק מראש כדי לקבוע את הריכוז האופטימלי של אנטיביוטיקה לשימוש עבור כל זן חיידקי.
- אפשר להתייבש במשך 15-30 דקות חשופות, ולאחר מכן לכסות צלחות ומניחים במהופך באינקובטור חיידקי להגדיר 37 °C (70 °F) ו 5% CO2. לגדל מושבות חיידקים על צלחת במשך 24 שעות.
- לקבוע את מספר יחידות יוצרות המושבה ואת הריכוז המתאים להן. בהתבסס על קביעות של ערך OD600, הריכוז צריך להיות בטווח של 1-4 x 109 CFU /ml. מושבות דלקת ריאות S. צריך להופיע כמו מושבות קטנות, מעגליות בצבע צהבהב בז ', עם דיכאון קטן במרכז נותן להם מראה דמוי סופגנייה (איור 3).
2. קולוניזציה תוך-אפית של מורין
- רסנו עכברים על ידי הצבתם במנגנון מרסן עכברים (צינור פלקון שונה של 50 מ"ל עם קצה חתוך כדי ליצור פתח) המאבטח אותם בבסיס גופם באגודל, כך שהאף שלהם פשוט יוצא מקצה מחודד של מנגנון המרסן (איור 4). השימוש במנגנון זה מאפשר שיתוק של ראש העכבר והפרדה של nares שלה באופן שממזער את התנועה, כמו גם מעכב ניסיונות מן החיה כדי לשעשע את קצה פיפטה, המאפשר מסירה מלאה של inoculum. לחלופין, עכברים יכולים להיות משותקים באמצעות שפשוף בצוואר וריסון ידני. איננו ממליצים על הרדמה של בעלי החיים לפני חיסון תוך-אנלתי. ניהול האינוקולום לבעלי חיים תחת הרדמה גורם לחלק מהאינוקולום להתפשט לריאות12,13.
- באמצעות P10 או P20 פיפטה, לחסן כל עכבר על ידי הפקדת 10 μl של התרבות המוכנה, להפיץ אותו באופן שווה בין שני nares (לאפשר אינוקולום לטפטף לתוך האף על ידי פועם החיסון בהדרגה, לוקח זמן לעכברים לשאוף inoculum). כדי להשיג מסירה מלאה של אינוקולום, להשהות את הממשל בכל נקודה העכבר מתחיל להזיז את אפו יתר על המידה. האינוקולום כולו לא יכול להיות מוזרק לתוך nares כמו העכברים עלולים לגרש כמה דרך האף במהלך הנשיפה; עם זאת, כמו הסכום מגורש נוטה להיות זעיר, ואת inoculum מכיל כמות גבוהה מאוד של חיידקים, זה לא משפיע באופן משמעותי על עומס חיידקי קולוניזציה. בנוסף, שטח הפנים הזמין עבור קולוניזציה ברירית האף הוא מוגבל וכתוצאה מכך אנחנו ואחרים מצאנו כי המינון המומלץ 10 7 מספיק כדי להשיג רמות עקביות שלחיידקים בכל העכברים, וכתוצאה מכך שונות מינימלית בכמויות הראשוניות של חיידקים קולוניזציה14,15 .
- לשקול עכברים אם ניצול אינדיקטורים משקל כחלק ניטור נקודת הקצה שלך. לפקח על עכברים כל 12-24 שעות עבור תסמינים קליניים, כולל עייפות, פרווה פרועה וירידה במשקל. עכברים בדרך כלל לא יראו סימפטומים של מחלה עד 3-5 ימים לאחר הקולוניזציה, ואלה יהיו קדמו ירידה במשקל אשר עשוי ממוצע סביב 5% ממשקל הגוף הכולל ביום. ככל שהעכברים נעשים חולים יותר ויותר הם יניחו תנוחות רכון ויציגו ירידה בפעילות וירידה בהיענות לגירוי, כולל טיפול. בשלב זה, מחלה היא בדרך כלל מעידה על אלח דם ו / או דלקת ריאות וסביר להניח להיות סופני, אם כי עכברים עשויים להיות מטופלים עם 1 מ"ל של מלוחים תת עוריים מדי יום כדי לשפר את התוצאות. עכברים ששרדו צריכים להתחיל להראות שיפור לאחר יום 7 לאחר הקולוניזציה, כפי שמעיד ייצוב המשקל ואחריו עלייה במשקל, אם כי זנים שונים של S. דלקת ריאות עלול לגרום למחלה מהר יותר לגרום להתקדמות של תסמינים קליניים לאורך קו זמן שונה. ראו איור 5 לקבלת תוצאה מייצגת של משקל במעקב בעכברים המתיישבים עם זן P1547.
3. אוסף דגימות שטיפת האף
לפני ההתחלה: להכין מחטים משומרות באמצעות 1 מ"ל מזרקים כתרים עם 26 3/8 G מחטים משופע. חותכים 2.5 ס"מ חתיכות של צינורות פוליאתילן PE20 בקוטר פנימי 0.38 מ"מ, להבטיח כי כל קצה יש קצה משופע. באמצעות מלקחיים, להחליק חתיכה באורך 2.5 ס"מ של צינורות פוליאתילן PE20 (קוטר פנימי 0.38 מ"מ) על קצה המחט, הימנעות ניקוב בצד צינורות. מחטים קנוליטיות ניתן לשמור 70% אתנול עד הצורך.
- המתת חסד לעכברים ניסיוניים. כמו נקע בצוואר הרחם עלול לגרום נזק קנה הנשימה, שיטה זו של המתת חסד יש להימנע. השיטה המועדפת עלינו היא הרדמה isoflurane ואחריו exsanguination, עם זאת, הקפד לעקוב אחר ההנחיות המוסדיות בעת בחירת מצב המתת חסד.
- באמצעות 70% אתנול מימית, לעקר את הפרווה superoanterior של החיה, במיוחד את הצוואר, דואג למנוע אתנול גישה nares.
- בצע חתך אורך יחיד לאורך קו האמצע של הצוואר של החיה, ושני חתכים אופקיים משני קצות, יצירת פתח לדמיין את קנה הנשימה.
- בזהירות לקלף את העור בחזרה לשני הצדדים, חושף רקמת הצוואר מתחת.
- קנה הנשימה צריך להיות גלוי, מוקף שרירי האורך משני הצדדים. בזהירות לצלוך אלה כדי לספק תצוגה ברורה של קנה הנשימה עצמו, נזהר לא לנתק את כלי הדם שמסביב.
- אם כלי הדם נחתכו והדם קיים, לפני שתמשיך, אפשר לדימום להפסיק, ולאחר מכן לנקות את האזור מספר פעמים על ידי חלוקת PBS סטרילי ושימוש גזה סטרילית כדי לספוג בעדינות לחות עודפת באזור.
- לאחר שקנה הנשימה נחשף כראוי, בצעו חתך רוחבי למחצה בקנה הנשימה בערך בחצי הדרך למעלה (איור 6).
- צייר 1,000 μl של PBS מעוקר לתוך מחט קנול שהוכן בעבר.
- הכנס את הצינור לקנה הנשימה לכיוון האף, תוך שמירה על הקצה המשופע המצביע כלפי מטה כדי להקל על הכניסה (איור 7). לאחר המחט במקום, לסובב אותו 180 מעלות, בעדינות לחקור כלפי מעלה עד שאתה מרגיש עמידות לאור.
- מניחים את Eppendorf המיועד לאוסף מדגם ממש מתחת לאף של העכבר.
- בדוק מיקום נכון של מחט על ידי חלוקת כמות מינימלית (~ 20 μl) של נוזל שטיפת PBS - טיפת נוזל צריך להיווצר סביב nares של העכבר; במקרה כזה, המשך לשלב 3.13).
- אם הבדיקה PBS עולה ישירות מהפה של החיה, למשוך את הצינורית בחזרה, ולמקם מחדש על ידי שוב בעדינות חיטוט קדימה עד התנגדות קלה מאוד מורגשת - להיזהר לא לדחוף קנולה רחוק מדי בעבר התנגדות זו, כפי שאתה תעביר אותו בעבר חיך האף דרך לחלל הפה.
- לוותר על התוכן של מחט במהירות כדי לעזור לעקור ולאסוף כמות מקסימלית של תאים - התוכן צריך לזרום החוצה דרך nares של העכבר לתוך צינור איסוף. מניחים דגימה מיד על קרח.
- כדי לאסוף דגימות לניתוח RNA, חזור על שלבים 3.8-3.13) באמצעות מחט קנולק המכילה 500 μl של מאגר תמוגה RNA על אותו עכבר. זה יאפשר איסוף של מדגם lysate מאוכלוסיות התאים הנותרים, מורכב בעיקר אפיתל רירית האף, כמו תאים לא מתים היה צריך להיות מוסר בעקבות שטיפת PBS הראשונית. שים לב כי מאגר תמוגה RNA יהיה denude אפיתל ולהרוס את הרקמה שמסביב, ולכן יש לנקוט כדי למנוע מגע עם איברים כגון הריאות, אם שמירה על רקמות אלה רצוי. לאחר איסוף, מניחים מדגם במאגר תמוגה RNA ישירות על קרח יבש כדי להקפיא. פעם אחת במאגר תמוגה, דגימות ניתן לאחסן לפי הוראות היצרן, והם יציבים בדרך כלל ב -70 °C (70 °F) במשך מספר חודשים.
4. קביעת עומס חיידקי ב Nasopharynx
- כמות חיידקים על ידי הכנת סדרת דילול סדרתי עבור כל דגימת שטיפת האף מורין. באופן כללי, עומס חיידקי צפוי להיות בין 0-104 CFU, ולכן לנהל שלושה דילולים סדרתיים פי 10. הוסף 10 μl של דגימת שטיפת האף מסודר (100 CFU / מיליליטר) לצינור הראשון לריכוז של 10-1 CFU / מיליליטר. וורטקס ביסודיות.
- מחלקים את הלוח הבקטריולוגי לרבעים, ומתייגים רבעים כל אחד עם חבר בסדרת הדילול (100-10-3 CFU/ml). מוציאים 3 טיפות של 10 דגימות μl של 3 הדילולים ואת המדגם המסודר על צלחות אגר סויה טריפטי בתוספת 5% דם כבשים, כמו באיור 2.
- אפשר להתייבש במשך 15-30 דקות חשופות, ולאחר מכן לכסות צלחות ומניחים במהופך באינקובטור חיידקי עם תנאים אופטימליים לצמיחת חיידקים (בדרך כלל 37 °C (37 °C (5% CO2).
- לגדול מושבות חיידקים על צלחת במשך 18-24 שעות.
- קבעו את מספר החיידקים המתיישבים על ידי ממוצע המושבות שנוצרו על הלוח לכל דילול (איור 3). איור 8 מדגים צפיפות חיידקים בנקודות זמן שונות, כפי שנקבע על ידי תרבות של שטיפה באף, בעכברים המתיישבים עם 3 זנים שונים של דלקת ריאות S. במשך עד 21 ימים.
5. הכנת דגימות עבור ציטומטר זרימה
לפני שתתחיל: הכינו תערובת של נוגדנים. לכימות אוכלוסיות לויקוציטים, אנו ממליצים על התמהיל הבא בדילול שצוין: PE-Ly6G (שיבוט 1A8, 1 מיקרוגרם/מיליליטר), FITC-Ly6C (שיבוט AL-21,1 מיקרוגרם/מיליליטר), eFluor 450-CD45 (שיבוט 30-F11, 2.67 מיקרוגרם/מ"ל), APC-F4/80 (שיבוט PM8 RUO, 0.67 מיקרוגרם/מ"ל), PerCP-Cy5.5-CD11c (שיבוט N418 RUO, 0.5 מיקרוגרם/מ"ל), PE-Cy7-CD11b (שיבוט M1/70, 0.33 מיקרוגרם/מ"ל), אלקסה פלואור 700-CD3 (שיבוט 1782, 4 מיקרוגרם/מ"ל), eFluor 605NC-CD4 (שיבוט GK1.5, 6.67 מיקרוגרם/מיליליטר). אנא שימו לב כי תמהיל זה הוא ריכוז של פי 2 (ראו שלב 5.5). כל הנוגדנים צריכים להיות מדוללים במאגר שטיפת FACs (0.5% סרום עגל עוברי, 2mM EDTA, 0.1% נתרן אזיד ב- PBS) אשר צריך גם להיות מוכן מראש. בתערובת של נוגדני בקרה תואמי איזוטיפ, באופן אידיאלי מאותו ספק כמו הנוגדנים המסומנים ובאותם ריכוזים כמו הנוגדנים הספציפיים, יש להכין. הדגימות שטופלו בנוגדני בקרת האיזוטיפ יתפקדו כבקרה השלילית. כל פלואורסצנטיות שנצפתה בדגימות שטופלו בנוגדני בקרת האיזוטיפ צריכה להיחשב כרקע.
- Prechill צנטריפוגה המסוגלת לסובב צינורות Eppendorf 1.5 מ"ל ל 4 מעלות צלזיוס.
- דגימות שטיפת האף צנטריפוגה ב 2,000 x גרם במשך 10 דקות ב 4 מעלות צלזיוס. בזהירות פיפטה החוצה על טבעי ומילואים. הערה: בשל כמות קטנה של תאים בתוך nasopharynx, גלולת התא לא יהיה גלוי אלא אם כן יש זיהום תא דם אדום לא רצוי, אשר יהיה אדום בוהק. אם זה נראה, יש למחוק את הדגימה.
- דגימת resuspend ב 50 μl של Fc? RIIb / CD16-2 (2.4G2) נוגדן (אשר קושר קולטני Fc ומפחית מחייב נוגדנים לא ספציפיים) במאגר שטיפת FACs בריכוז של 4 מיקרוגרם / מיליליטר.
- דגימת דגירה על קרח במשך 30 דקות.
- מוסיפים 50 μl של תערובת נוגדנים פלואורסצנטית מרוכזת 2x מוכנה לדגימה. הקצה מדגם מייצג מכל קבוצת ניסוי כדי לפעול כפקד איזוטיפ. מוסיפים את תערובת הנוגדנים של isotype לדגימה זו במקום תערובת כתמים.
- דגימת דגירה על קרח במשך שעה.
- דגימות צנטריפוגה ב 2,000 x g במשך 10 דקות ב 4 מעלות צלזיוס. השלך supernatant ו resuspend ב 200 μl של PBS.
- חזור על שלב 5.7.
- לאחר הכביסה השנייה, דגימות צנטריפוגה שוב ב 2,000 x g במשך 10 דקות ב 4 מעלות צלזיוס.
- התמלא מחדש ב- PBS (אם אתה מפעיל דגימה באופן מיידי) או ב- 2% paraformaldehyde (אם הפעלת דגימות 1-3 ימים לאחר הכתמה).
- בעת ביצוע cytometry זרימה לאסוף את הכמות המרבית של אירועים לכל מדגם או עד המדגם כולו כבר שאיפה. בעכברים צעירים ולא מושפעים, בריאים, זה יהיה מעט כמו 1,000-2,000 אירועים בסך הכל; במהלך אירוע קולוניזציה חיידקית, מספר זה עשוי להגדיל יותר מפי 2 עד 5 בהתאם למצב המחלה בבעלי חיים וגורמים כגון גיל ורקע גנטי. איור 9 מציג תוצאות סיטומטריית זרימה מייצגת שנאספו מסיטומטר זרימה של 3 לייזרים של Becton Dickenson LSRII באמצעות פיזור קדימה של 450 ופיזור צדדי של 300, אם כי אנו ממליצים למטב פרמטרים עבור ציטומטר הזרימה הספציפי שבכוונתך להשתמש בו לפני איסוף הדגימה. הערה: אם מדגם מכיל אפילו כמויות זעירות של זיהום דם, סך האירועים שנאספו יהיה גבוה משמעותית מהצפוי ואת המדגם צריך להיות מוזל מניתוח.
6. ניתוח PCR כמותי (qPCR) של שטיפת האף
- תאי הפשרה נובעים מטמפרטורת החדר בשלב 3.14.
- בצע את הפרוטוקול המומלץ המצורף להפקת ה- RNA המועדפת.
- לאחר השלמת הליך מיצוי RNA כפי שהונחה, לכמת את כמות RNA באמצעות ספקטרופוטומטר או שיטה מבוססת אלקטרופורזה (איור 10). אנו משיגים באופן שגרתי בין 975 ו 3,250 ng הכולל RNA לכל מדגם עם יחס 260/280 ננומטר של >1.7 או מספר שלמות RNA (RIN) סביב, 8.1±0.13.
- לתמלל cDNA באמצעות M-MULV הפוך Transcriptase על פי פרוטוקול היצרן עם 1,000 ng של RNA (מקסימום 13 μl).
- לדלל דגימות cDNA וכתוצאה מכך 8x, ו aliquot באופן שווה לתוך 4 צינורות נפרדים לאחסון longterm ב -20 או -80 מעלות צלזיוס.
- כדי למדוד ביטוי גנים על ידי qPCR, להכין 25 μl דגימות תגובות טריפליקט על קרח או בלוק קר המכיל: 12.5 μl של 2x qPCR מאסטר לערבב מתוך ערכת qPCR על פי בחירתך, 0.25 μl הפניה צבע, 2 μl של cDNA מדולל (שלב 7.5), 1 μl של פרייומרים קדימה והפוך מעורב (400 nM הסופי), 9.25 μl של מים RNAse-DNAse חינם. פרוטוקול זה הוא התאמה של שיטות שפורסמו בעבר16.
- באופן כללי אנו מוצאים כי הגברה דו-שלבית של qPCR (95 °C (95 °C למשך 10 דקות ואחריו עד 40 מחזורים x [95 °C x 15 שניות, 60 °C X 1 דקות]) יעילה(איור 11a); עם זאת, יש למטב כל זוג פריימר. עקומות דיסוציאציה (התכה) חייבות להתבצע לאחר הגברה כדי להבטיח שלא התרחשה הגברה לא ספציפית. הגברה (איור 11b)
- אנו מפעילים באופן שגרתי עקומות סטנדרטיות עבור כל גן מנותח, כמו גם קליברטור סטנדרטי (נגזר ריאות או טחול הומוגנט) עבור כל צלחת 96-well מנותח. כמויות תעתיק יחסי מתקבלות על-ידי נרמול ערכי סף מחזור גולמי (Ct) על-ידי צבע ההפניה ושינוי הערכים הנובעים מכך באמצעות העקומה הסטנדרטית המתאימה. כמויות יחסיות אלה מנורמלות לאחר מכן לקליברטור הסטנדרטי ולגן משק הבית, לפי העניין.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
איור 1 מייצג סכמת מבט כולל המסכמת את השלבים העיקריים של הפרוטוקול. איורים 2-3 מספקים הדמיה של המתודולוגיה המיקרוביולוגית הטבועה בפרוטוקולים המתוארים בזאת. איור 4 מייצג מיקום נכון של עכבר לביצוע קולוניזציה תוך-אפית, ואילו איור 5 מתאר בדרך כלל שינויים במשקלם של עכברים המתיישבים עם זן דלקת ריאות S. P1547. איורים 6-7 מייצגים שלבים ספציפיים בחלק שטיפת האף של התהליך, להדמיה מסייעת של שתי טכניקות אלה. איורים 8-11 מורכבים מתוצאות מייצגות של ניתוחים שנערכו על דגימות שנאספו מהאף של עכבר בעקבות שטיפת האף. באופן ספציפי, איור 8 הוא תוצאה מייצגת של עומס חיידקי באף-אופן, כפי שנקבע באמצעות פולחן של שטיפה באף המתקבל מעכברים המתיישבים עם זן דלקת ריאות S. P1121, P1547 או P1542. איור 9 מייצג פנוטיפים לתאים של תאי חיסון מבודדים באף-אוזן-גרון בטכניקות ציטומטריות של זרימה. איורים 10-11 מציגים תוצאות מייצגות הנוגעות לניתוח הבעה של mRNA של האף דרך PCR כמותי.
איור 1. תרשים זרימה של חיסון תוך-אנלתי ונהלי בידוד תאי שטיפת האף באמצעות מודל עכבר. ראשית, החיידקים מוכנים לחיסון, ולאחר מכן ניתנים לנבדקים מורין intranasally. לאחר משך הזמן הרצוי חולף, עכברים מורדמים באמצעות דימום סופני, ותאי האף שלהם מבודדים באמצעות שני שלבי שטיפת האף: שלב שטיפת PBS ואחריו שטיפה משנית במאגר תמוגה RNA. התאים משטיפת PBS הראשונית מבודדים ומנותחים באמצעות טכניקות ציטומטריה זרימה, בעוד RNA מבודד מן המדגם השני יכול לשמש כדי לחקור את השפע היחסי של מולקולות עניין ברמה שעתוק.
איור 2. כדי לקבוע ריכוז חיידקים, 10 טיפות μl מצופים משולש על צלחת מחולקים קטעים המייצגים דילול סדרתי שונה. טיפות אלה מותר אז להתייבש ואת הצלחות הם דגירה לילה ב 37 °C (69 °F), 5% CO2.
איור 3. ריכוז של דלקת ריאות סטרפטוקוקוס מבודד מן nasopharynx של בעל חיים מייצג. כל מושבה נפרדת מייצגת יחידה אחת היוצרת מושבה, כל אוסף של מושבות מייצג טיפה אחת של 10 מיקרומטר (מצופה משולשים) וכל רבע על הלוח מייצג דילול סדרתי נפרד. ריכוז חיידקים נקבע ב- CFU / ml על ידי ממוצע מספר המושבות הניתנות לספירה, נוצר באופן מלא בתוך, ולאחר מכן בין, רבעים זכאים.
איור 4. התנועה של כל עכבר להיות מחוסן חייב להיות ממוזער, במיוחד בצוואר, כדי לאפשר אספקה נאותה של אינוקולום חיידקי. כדי להשיג זאת, עכבר הנושא מרוסן במנגנון הגבלה שונה המורכב מצינור פלקון 50 מ"ל עם פתח בקצה המחודד שלו. לאחר מכן העכבר ממוקם כך שהאף שלו מגיח מן הצמצם, שם ניתן לגשת אליו על ידי החוקר, המאפשר חיסון תוך-אפי.
איור 5. משקל של עכברים התיישבו עם זן P1547 ממינימום של 2 ניסויים ייצוגיים במעקב מדי יום לאחר החיסון הראשוני (n = 6) כדי לתאר שינויים אופייניים במשקל הצפוי לאחר קולוניזציה האף. משקל מוצג כשינוי באחוזים של המשקל הראשוני. שים לב לירידה הראשונית החדה הצפויה במשקל שנראתה בין הימים 3-5, ואחריה התייצבות ועלייה הדרגתית במשקל בעכברים ששרדו.
איור 6. עם חשיפה לקנה הנשימה, שרירי האורך מאגפים מוסרים בזהירות לפני חתך קנה הנשימה באופן שאינו חמור את כלי הדם שמסביב. חתך קטן, semilunar הוא עשה אז באמצע הדרך במעלה קנה הנשימה באמצעות מספריים כירורגיים בסדר. חשוב לחתוך את קוטר קנה הנשימה רק באופן חלקי, משאיר אותו שלם אחורית.
איור 7. החדרת המחט הקנונית לתוך פתח קנה הנשימה כלפי מעלה לכיוון האף. לאחר הצינורית הוא במקום, לחקור בעדינות עד ההתנגדות הוא נפגש, ואז לשטוף את התוכן החוצה דרך nares.
איור 8. סדרה מייצגת של עומס חיידקי מבודד מן nasopharynx באמצעות הליך שטיפת האף המתואר לאחר קולוניזציה של עכברי C57BL /6 (משולשים) עם S. זן דלקת ריאות P1547 (A), P1542 (B) או P1121 (ג). קולוניזציה השוואתית של עכברי BALB/C (עיגולים) בעקבות קולוניזציה P1121 מוצגת גם ב -( C). נקודות זמן שונות מוצגות לאורך כל ההתיישבות, כולל ימים 3, 7, 14 ו- 21. בדרך כלל, עומס ראשוני גבוה צפוי ביום 3, עם ירידה קטנה ביום 7. אישור הוא בדרך כלל ביוזמת יום 14, עם אישור מלא או כמעט מלא עדות ביום 21 לאחר קולוניזציה עם רוב הזנים. לחץ כאן כדי להציג איור גדול יותר.
איור 9. היסטוגרמה מייצגת (A) ותווית נקודה (B) של תאים בסך הכל מבודדים משטיפת האף מורין כפי שנותחו על ידי ציטומטריית זרימה. הביטוי הדיפרנציאלי של סמנים על אוכלוסיות תאים מאפשר זיהוי של תת-קבוצות לויקוציטים באמצעות שימוש בנוגדנים פלואורסצנטיים המכוונים נגד חלבונים אלה. כפי שמוצג כאן, אוכלוסיות לויקוציטים נבחרות תחילה על-ידי גירת תאים בודדים באמצעות שער פיזור קדימה (אזור) לעומת שער פיזור קדמי (רוחב) (A), ולאחר מכן העשרה עבור תאי CD45+ בתוך קבוצת משנה זו (B). אוכלוסייה זו יכולה להיות מחולקת עוד יותר לסוגי תאים ספציפיים על ידי gating עבור CD11b ו Ly6G נויטרופילים חיוביים כפולים (C). ניתוח של אוכלוסיית CD11b יכול להתבצע כדי לחשוף F4/80 +, CD11b-מקרופאגים (D) או CD11b-, CD3 ו CD4 כפול חיובי CD4 T תאים (E). אוכלוסיות תאים יכולות להיות פנוטיפיות כל עוד הן מבטאות אחת מהן, או שילוב של מספר קולטני משטח ייחודיים שניתן להשתמש בהם כדי להבדיל אותם מסוגי תאים אחרים. לחץ כאן כדי להציג איור גדול יותר.
איור 10. אלקטרופרוגרמה מייצגת בעקבות רצף אוטומטי של אלקטרופורזה של דגימה מבודדת משטיפת האף של מורין. האלקטרופרוגרמה המתקבלת מציגה את נתוני הכמות ואת החתימה האופיינית של מדגם RNA כולל באיכות גבוהה הנגזר מאזור האף. בעת ביצוע ניתוחים של RNA הכולל, האזורים תחת פסגות RNA עבור שני RNA ריבוזומלי גדול, 18S ו 28S, משמשים לחישוב היחס המתאים שלהם. שינויים משמעותיים ביחסי הפסגות המיוחסים ל-18S ו-28S מעידים בדרך כלל על רנ"א מושפל. ניתן לסכם את מידת ההידרדרות לפי מספר שלמות RNA (RIN); ה- RIN עבור מדגם מייצג זה הוא 8.1. דוגמה ל-RNA מושפל מאוד מוצגת ב- (B) וב- (C), וה- RIN הבא הוא 1.9 ו- 4.6, בהתאמה. לחץ כאן כדי להציג איור גדול יותר.
איור 11. עלילה הגברה (A) ו דיסוציאציה (נמס) עקומה (B) מניתוח qPCR של ליזטים תא לשטוף האף, מתן דוגמה של איך אלה שתי קריאות צריך בדרך כלל להיראות בעקבות הגברה יעילה שזוהתה כראוי של מוצרי mRNA מבודד מן nasopharynx מורין. מיוצג הוא עקומה סטנדרטית עבור גן משק הבית 18S. התוצאות המוצגות ב- (A) מציגות את מוצר ה- PCR הרצוי לאחר הגברה באמצעות פריימרים נגד GAPDH. הקו מייצג את סף המחזור (Ct). הנקודה שבה חלקות ההגברה המתאימות לדגימות שונות חוצות סף זה מאפשרת השוואה בין דגימות, עם ערכים נמוכים יותר המתאימים לכמויות גבוהות יותר של RNA של עניין הכלולים בו. העלילה ב -B) מראה כי טמפרטורת ההיתוך המרבית של מוצר qPCR היא 85 מעלות צלזיוס וכי אין מוצרים מזהמים נוכחים בתגובה זו, אשר יופיעו כשיא נוסף נפרד משיא המוצר הרצוי. לחץ כאן כדי להציג איור גדול יותר.
| שם זן | סרוטיפ (סוג) | ארסיות | תמותה בעכברים | משך הקולוניזציה הצפוי |
| P1121 | 23F (23F) | אסימפטומטי | 0% | 21-28 ימים |
| P1542 | 4 | נמוך | 0-20% | 21-28 ימים |
| P1547 | 6A (6A) | אמצע | 20-50% | 14-21 ימים |
| D39 | 2 | גבוה | 70-100% | 14-21 ימים |
שולחן 1. סקירה טבלאית של 4 זני בידוד קליניים S. דלקת ריאות בשימוש נפוץ, מספר הסרוטיפ המקביל שלהם, דרגת הארסיות הקשורה, שיעור צפוי של פולשנות בתוך תת קבוצה קולוניאלית של עכברים ומשך אופייני של קולוניזציה האף.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
במחקר זה הצגנו שיטות מפורטות עבור הקולוניזציה התוך-אפית של עכברים באמצעות זן מבודד קליני של דלקת ריאות סטרפטוקוקוס ואת הבידוד והאפיון הבאים של תאי החיסון שגויסו nasopharynx בתגובה לחיידקים. הדגמנו כיצד אינוקולום חיידקי יכול להיות מתורבת במדיה עשירה בחומרים מזינים ומשמש להקמת אירוע קולוניזציה בעכברים, אשר מוגבל בתחילה nasopharynx. לאחר מכן הראינו כיצד ניתן לבודד סוגי תאים חיסוניים המגויסים לאף-אופן בעקבות חשיפה לקנה הנשימה, חתך ושטיפת אף באמצעות מחט קנולית. דגימות שטיפת האף ניתן לאסוף PBS כדי לבודד תאים שלמים, חסידים קלות; ניתן לבודד את ה- RNA מתאים חסידיים הדוקים יותר ושכבת הרירית האפיתל שמסביב על ידי החלת שטיפה משנית המורכבת ממאגר תמוגה של RNA. לשעבר של דגימות אלה לאחר מכן ניתן להשתמש כדי phenotype התאים הספציפיים שגויסו בהקשר של הקולוניזציה באמצעות טכניקות cytometry זרימה, בעוד האחרון יכול להיות מיושם על ניתוח Q-PCR, כדי לקבוע את הפונקציות המשפיעות של תאים מגויסים אלה על ידי התבוננות בביטוי שעתוק של הרגולטורים החיסוניים של עניין. דגימות שטיפת האף יכול לשמש בנוסף כדי לקבוע את הקינטיקה של אישור של אירוע קולוניזציה חיידקי השוואת קבוצות ניסיוניות שונות כדי לענות על שאלות מחקר ספציפיות.
ניצול שיטה זו של קולוניזציה תוך-אפית מאפשר הקמת אירוע קולוניזציה המוגבל בתחילה לאף של החיה. כל הפצה עוקבת של החיידקים לדם או לאיברים ולכן מתרחשת משנית להפרות בהגנות החיסוניות המותאמות בתוך רירית האף. ההתקדמות החורגת שהושגה באמצעות מודל זה משקפת בצורה מדויקת יותר את תהליך הפלישה הפנמוקוקית לבני אדם, ומאפשרת לחקור את הדינמיקה בין החיידקים המתיישבים לבין רירית האף המארחת - ואולי להבין טוב יותר את השינויים בפתוגניות החיידקית ו/או בחסינות המארחת המאפשרים התפתחות של הפצת מחלות. זאת בניגוד למודלים שמוותרים על הקמת אירוע קולוניזציה ראשוני ונבחרים לחקור מחלות פולשניות בבידוד באמצעות אספקה ישירה של אינוקולום חיידקי לריאות באמצעות החדרה תוך-תאית, לדם באמצעות הזרקת כלי דם או לצפק באמצעות הזרקת הצפק.
ביצוע שטיפת אף PBS בעקבות אירוע קולוניזציה מאפשר בידוד של תאים שאינם או חסידים במקצת שגויסו לאף, כמו גם כל חיידקים הקשורים לרירית. יש לציין, עם זאת, כי טכניקה זו מוגבלת כפי שהוא לא ישחרר תאים או חיידקים שנסעו בין או מתחת לאפיתל, וגם לא יאפשר קציר של תאים או חיידקים אשר יש מקומי רקמת הלימפה הקשורים לאף (NALT), איבר לימפואיד שדווח להיות אתר פוטנציאלי של זיהום בעקבות קולוניזציה פנאומוקוקית17,18. אם מחקר נוסף של NALT רצוי, אנו ממליצים microdissection והסרה של רקמה זו בסיטונאות למחקר בעקבות שטיפת האף PBS; מכיוון ששתי טכניקות אלה אינן בלעדיות זו לזו, הן עשויות להתנהל על אותה חיה. עם זאת, בשל האופי הליטי וההרסני של שלב הקציר RNA (שטיפת המשני באמצעות חיץ תמוגה RNA), צעד זה צריך להיות מושמט אם בכוונתו לקצור את NALT. למרות שטיפת האף הוא הליך פחות מאתגר מבחינה טכנית, עבור קבוצות המבקשות לקבל הערכה מקיפה יותר של עומס חיידקי הכולל לא רק חיידקים הקשורים לרירית, אלא גם אלה שפלשו לרקמת האף, אנו ממליצים לקצור את רקמת האף לאחר הסרת עצם הגולגולת העליונה של עכברים קולוניאליים וניתוק של הרקמה בתוך קונצ'ה האף, כפי שתואר על ידי אחרים19.
טבעה של תגובה חיסונית מעוררת תלוי באינטראקציה בין המארח לפתוגן. מעל 90 סרוטיפים של S. דלקת ריאות התאפיינו עד כה, כל עם רמות שונות של פתוגניות ביטוי גורם ארסיות, וכתוצאה מכך שכיחות דיפרנציאלית באוכלוסייה האנושית20-23. באופן דומה, בעכברים, דווח כי היקף, וקינטיקה הקשורים, התגובה החיסונית עורר בתגובה קולוניזציה האף תלוי בזן הקולוניזציה עצמו24. לכן, הבחירה של זן מתאים לנצל להקמת קולוניזציה האף הוא לא עניין של מה בכך, וגם לא הבחירה של רקע גנטי העכבר. איור 8 מספק נתונים לדוגמה המתארים את הקינטיקה של סיווג קולוניזציה של האף מ-3 זנים שונים של דלקת ריאות בעקבות קולוניזציה תוך-אפית של עכברים נקביים על רקע C57BL/6. טבלה 1 מספקת סקירה של מידת הארסיות ומשך זמן הקולוניזציה הצפוי (כאשר מנוצל על רקע C57BL/6) עם 4 S. זני איזולט קליני דלקת ריאות המתוארים בספרות וידועים כמסוגלים להקים קולוניזציה של האף25: P הארסי 1121 (סרוטיפ 23F)26,27 P1542 ארסיות נמוכה (סרוטיפ4) 28, אמצע ארסיות P1547 (סרוטיפ 6A)29-31, ואת בשימוש נרחב, מאופיין היטב, D39 ארסי מאוד (סרוטיפ 2)32-36. אם מטרת הניסוי היא לחקור בקפדנות אירוע קולוניזציה אסימפטומטי באף ללא הפצה חיידקית נלווית לרקמות אחרות, אנו ממליצים להשתמש בזן P1121 הארסי, המאופיין כמתיישב חזק, שכן אירועי קולוניזציה ארוכים יותר (עד 28 ימים לפני אישור שנצפה) הם סימן ההיכר של זן זה. בדרך כלל עכברים קולוניאליים עם P1121 לא יסתכנו במחלה פולשנית ולא יציגו אינדיקטורים קליניים למחלה (למעט ירידה זמנית במשקל). שאר הזנים צריך להיות מועסק בהתאם למידת הרצויה של ארסיות ותמותה הקשורים, עם ארסיות נלקח אומר לא את מידת הזיהום המתפתח בתוך עכבר בודד, אלא את שיעור העכברים המציגים סימנים קליניים של מחלה. כמו כן יש לציין כי בדרך כלל, מידת הארסיות מתואמת הפוך עם משך הקולוניזציה, עם זנים ארסיים יותר המתיישבים לתקופה קצרה יותר של זמן. כל 3 הזנים הארסיים המתוארים מובילים לתמותה בעכברים עקב, בדרך כלל, אלח דם, עם דלקת ריאות, או דלקת ריאות ואלח דם בו זמנית המתפתחים בקבוצת משנה של עכברים. ההבדלים בלוקליזציה של חיידקים פולשים עשויים להיות ספציפיים למתח, כפי שדווח בעבר כי זנים מסוימים מראים טרופיזמים עבור איברים מסוימים37. באחוז קטן של בעלי חיים, דלקת קרום המוח ספונטנית עלולה להתפתח גם בעקבות קולוניזציה. קביעת סיבת המוות, כמו גם מידת הפולשנות, ניתן להשיג באמצעות איסוף של רקמות הקשורות (ריאות, טחול ו / או מוח) מבעלי חיים בנקודת הקצה. הומוגניזציה של רקמות אלה ציפוי הבאים יכול להצביע על נוכחות של חיידקים פולשניים titres המתאים.
דוגמה לכימות צפיפות תרבית חיידקים מוצגת באיור 3. אם התרבות מרוכזת מדי, המושבות גדלות בצפיפות רבה מכדי להיספר בנפרד, אולם ניתן להבחין במושבות הנגזרות מתאים בודדים אם סדרת דילול חכמה ביומן מצופה. ציפוי שלושה שכפולים טכניים לדילול ממזער את השונות. שים לב כי בעת כימות חיידקים שהוצאו מאירוע קולוניזציה באף, ניתן להיתקל מזהמים cocultured, המייצג מינים חיידקיים אחרים מבודדים בו זמנית מן nasopharynx מורין. אם זן חיידקי של עניין יש כל התנגדויות אנטיביוטיות ידועות (למשל, זנים רבים של S. דלקת ריאות עמידים גנטמיצין או neomycin עד 5 מיקרוגרם / מיליליטר), אפשר למזער את השכיחות של מזהמים על ידי השלמת התקשורת הצמיחה עם אנטיביוטיקה בריכוז המתאים, ובכך להגביל את הצמיחה מזהמים.
Cytometry זרימה ניתן להשתמש כדי לנתח סמני פני התא על דגימות שטיפת האף. לדוגמה, לניתוח סוגי תאים שגויסו בהקשר של זיהום, ניתן להשתמש בשילוב של נוגדנים ספציפיים לבידול ברוטו של לויקוציטים, כולל מקרופאגים (F4/80+), נויטרופילים (CD11b+ ו- Ly6G+), ותאי T (CD3+ ו- CD4+ או CD8+), כפי שפורסם בעבר . יתר על כן, ניתוחים אלה יכולים להיות משולבים עם ניתוח ציטומטרי זרימה שנערך על רקמות שונות או דם, כדי להבין טוב יותר את הסחר בתאי החיסון במהלך זיהום. בשל מספר התאים המגביל (בדרך כלל מספור באלפים הנמוכים) שניתן לבודד מן nasopharynx, זיהוי תת-קבוצות נדירות הוא בדרך כלל מאתגר, אם כי חוקרים המבקשים להשיג זאת צריכים לשקול איגום דגימות מעכברים מרובים כדי להשיג ספירת תאים רצויה. יתר על כן, מכיוון שניתן לחלץ מספר סופי של תאים מאזור זה, אנו ממליצים לנתח נתונים אלה ביחס למספר התאים הכולל.
למרות שרמות ביטוי החלבון בדרך כלל נמוכות ב nasopharynx הגבלת האפשרות של בדיקת ייצור חלבון, ניתן לנתח את הייצור של מולקולות מארח בתגובה חיידקים קולוניזציה ברמת RNA. כדי להשיג זאת, שטיפה באף יכול להתבצע באמצעות מאגר תמוגה RNA במקום PBS, המאפשר ניתוח של ביטוי גנים. לזיהוי הגברה qPCR, חשוב להפעיל עקומת דיסוציאציה מתאימה (איור 11) כדי להבטיח שהמוצר הנכון והנחשק זוהה. זאת בשל העובדה כי ההסמכה תזהה כל DNA תקוע כפול כולל dimers פריימר, דנ"א מזהם, ומוצר PCR מן פריימר misannealed.
אנו מקווים שהשיטות המתוארות כאן יעודדו אתכם ליישם מודל קולוניזציה תוך-אפית כדי ללמוד תגובות מארחות לפתוגנים חשובים בהקשר של אזור מאופק זה. עבור פתוגנים אנושיים מסוימים, כגון S. pneumoniae, אירוע קולוניזציה קודמת של האף משמש כמבשר חשוב להפצת חיידקים כתוצאה מהפצת חיידקים והמשך קטלני שעשוי לבוא בעקבותיו, כולל התפשטות לריאות, אשר עלול להוביל לדלקת ריאות, או אחר לדם, וכתוצאה מכך חיידקים והלם ספיגה. לכן, על ידי לימוד קולוניזציה חיידקית באזור זה, אנו עשויים להבין טוב יותר כיצד לשלוט בו ולמנוע פתולוגיה חמורה יותר להתרחש לגמרי.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
למחברים אין מה לחשוף.
Acknowledgments
המחברים רוצים להודות ד"ר ג'פרי ויזר של אוניברסיטת פנסילבניה על המתנה שלו של זנים קליניים של דלקת ריאות סטרפטוקוקוס. עבודה זו מומנה על ידי המכונים הקנדיים לחקר הבריאות. קורות החיים מומנו על ידי מלגת M. G. DeGroote ומלגה מטעם האגודה הקנדית לבית החזה. עבודה זו מומנה על ידי איגוד הריאות של אונטריו והמכונים הקנדיים לחקר הבריאות (CIHR). העבודה במעבדה של בודיש נתמכת בחלקה על ידי מרכז מייקל ג' דהגרוטה לחקר מחלות זיהומיות והמרכז לחקר האימונולוגיה של מקמסטר.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Anti-Mouse Ly6C FITC | BD Pharmingen | 553104 | |
| Anti-Mouse Ly6G PE | BD Pharmingen | ||
| Anti-Mouse CD45.1 eFluor 450 | eBioscience | 48-0453-82 | |
| Anti-Mouse F4/80 Antigen APC | eBioscience | 17-4801-82 | |
| Anti-Mouse CD11c PerCP-Cy5.5 | eBioscience | 45-0114-82 | |
| Anti-Mouse CD11b PE-Cy7 | eBioscience | 25-0112-82 | |
| Anti-Mouse CD3 Alexa Fluor 700 | eBioscience | 56-0032-82 | |
| Anti-Mouse CD4 eFluor 605NC | eBioscience | 93-0041-42 | |
| Intramedic Polyethylene Tubing - PE20 | Becton Dickinson | 427406 | |
| BD 1 ml Syringe | Becton Dickinson | 309659 | |
| BD 26 G 3/8 Intradermal Bevel | Becton Dickinson | 305110 | |
| Buffer RLT Lysis Buffer | Qiagen | 79216 | |
| Difco Tryptic Soy Agar | Becton Dickinson | 236950 | |
| Defibrinated Sheep Blood | PML Microbiologicals | A0404 | |
| RNAqueous-Micro Kit | Ambion | AM1931 | |
| M-MuLV Reverse Transcriptase | New England Biolabs | M0253L | |
| GoTaq qPCR Master Mix | Promega | A6001 |
References
- Bogaert, D., de Groot, R., et al. Streptococcus pneumoniae colonisation: the key to pneumococcal disease. Lancet Infect. Dis. 4, 144-154 (2004).
- Kadioglu, A., Weiser, J. N., et al. The role of Streptococcus pneumoniae virulence factors in host respiratory colonization and disease. Nat. Rev. Microbiol. 6 (4), 288-301 (2008).
- McCool, T. L., Cate, T. R., et al. The immune response to pneumococcal proteins during experimental human carriage. J. Exp. Med. 195, 359-365 (2002).
- Nelson, A., Roche, A. M., et al. Capsule enhances pneumococcal colonisation by limiting mucus-mediated clearance. Infect. Immun. 75, 83-90 (2007).
- van Rossum, A., Lysenko, E., et al. Host and bacterial factors contributing to the clearance of colonisation by Streptococcus pneumoniae in a murine model. Infect. Immun. 73, 7718-7726 (2005).
- Barocchi, M. A., Ries, J., et al. A pneumococcal pilus influences virulence and host inflammatory responses. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 2857-2862 (2006).
- Malley, R., Henneke, P., et al. Recognition of pneumolysin by Toll-like receptor 4 confers resistance to pneumococcal infection. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 1966-1971 (2003).
- McCool, T. L., Weiser, J. N. Limited role of antibody in clearance of Streptococcus pneumoniae in a murine model of colonization. Infect. Immun. 72, 5807-5813 (2004).
- Gingles, N. A., et al. Role of genetic resistance in invasive pneumococcal infection: identification and study of susceptibility and resistance in inbred mouse strains. Infect. Immun. 69 (1), 426-434 (2001).
- Jeong, D., Jeong, E., et al. Difference in resistance to Streptococcus pneumoniae infection in mice. Lab Anim. Res. 27, 91-98 (2011).
- Wu, H. Y., Virolainen, A., et al. Establishment of a Streptococcus pneumoniae nasopharyngeal colonization model in adult mice. Microb. Pathog. 23, 127-137 (1997).
- Southam, D. S., Dolovich, M., et al. Distribution of intranasal instillations in mice: effects of volume, time, body position. Lung Physiol. 282, 833-839 (2002).
- Miller, M. A., Stabenow, J. M., et al. Visualization of Murine Intranasal Dosing Efficiency Using Luminescent Francisella tularensis: Effect of Instillation Volume and Form of Anesthesia. PLoS ONE. 7 (2), (2012).
- Briles, D. E., Novak, L. Nasal Colonization with Streptococcus pneumoniae includes subpopulations of surface and invasive pneumococci. Infect. Immun. 73 (10), 6945-6951 (2005).
- Wu, H. -Y., Virolainen, A., et al. Establishment of a Streptococcus pneumoniae nasopharyngeal colonization model in adult mice. Microb. Pathog. 23, 127-137 (1997).
- Mo, Y., Wan, R., et al. Application of reverse transcription-PCR and real-time PCR in nanotoxicity research. Methods Mol. Biol. 926, 99-112 (2012).
- Kuper, C. F., Koornstra, P. J., et al. The role of nasopharyngeal lymphoid tissue. Trends Immunol. 13, 219-224 (1992).
- Zhang, Q., Leong, S. C., et al. Characterisation of regulatory T cells in nasal associated lymphoid tissue in children: relationships with pneumococcal colonization. PLoS Pathog. 7, (2011).
- Briles, D. E., Novak, L., et al. Nasal colonization with Streptococcus pneumoniae includes subpopulations of surface and invasive pneumococci. Infect. Immun. 73, 6945-6951 (2005).
- Weinberger, D. M., Trzcinski, K., et al. Pneumococcal capsular polysaccharide structure predicts serotype prevalence. PLoS Pathog. 5, (2009).
- Bryant, W. P., J,, et al. Which Pneumococcal Serogroups Cause the Most Invasive Disease: Implications for Conjugate Vaccine Formulation and Use, Part I. Clin. Infect. Dis. 30, 100-121 (2000).
- Hausdorff, W. P., Feikin, D. R., et al. Epidemiological differences among pneumococcal serotypes. Lancet Infect. Dis. 5, 83-93 (2005).
- Brueggemann, A., Griffiths, D., et al. Clonal Relationships between Invasive and Carriage Streptococcus pneumoniae and Serotype and Clone Specific Differences in Invasive Disease Potential. J. Infect. Dis. 187, 1424-1432 (2003).
- Mohler, J., Azoulay-Dupis, E., et al. Streptococcus pneumoniae strain-dependent lung inflammatory responses in a murine model of pneumococcal pneumonia. Intensive Care Med. 29, 808-816 (2003).
- Wu, H. Y., Virolainen, A., Mathews, B., King, J., Russell, M. W., et al. Establishment of a Streptococcus pneumoniae nasopharyngeal colonization model in adult mice. Microb. Pathog. 23, 127-137 (1997).
- Zhang, Z., Clarke, T. B., et al. Cellular effectors mediating Th17-dependent clearance of pneumococcal colonization in mice. J. Clin. Invest. 119, 1899-1909 (2009).
- Parker, D., Martin, F. J., et al. Streptococcus pneumoniae DNA initiates type I interferon signaling in the respiratory tract. MBio. 2, (2011).
- Haya, D. L., Camilli, A. Large-scale identification of serotype 4 Streptococcus pneumoniae virulence factors. Mol. Microbiol. 45, 1389-1406 (2002).
- Nakamura, S., Favis, K. M., et al. Synergistic stimulation of type I interferons during influenza virus coinfection promotes Streptococcus pneumoniae colonization in mice. J. Clin. Invest. 121, 3657-3665 (2011).
- Kim, J. O., Weiser, J. N. Association of intrastrain phase variation in quantity of capsular polysaccharide and teichoic acid with the virulence of Streptococcus pneumoniae. J. Infect. Dis. 177, 368-377 (1998).
- Roche, A. M., King, S. J., et al. Live attenuated Streptococcus pneumoniae strains induce serotype-independent mucosal and systemic protection in mice. Infect. Immun. 75, 2469-2475 (2007).
- Cohen, J. M., Khandavalli, S., Camberlein, E., Hyams, C., Baxendale, H. E., Brown, J. S. Protective contributions against invasive Streptococcus pneumoniae pneumonia of antibody and Th17-Cell responses to nasopharyngeal colonisation. PLoS One. 6 (10), (2011).
- Cohen, J. M., Khandavalli, S., Camberlein, E., Hyams, C., Baxendale, H. E., Brown, J. S. Protective contributions against invasive Streptococcus pneumoniae pneumonia of antibody and Th17-Cell responses to nasopharyngeal colonisation. PLoS One. 6 (10), (2011).
- Richards, L., Ferreira, D. M., Miyaji, E. N., Andrew, P. W., Kadioglu, A. The immunising effect of pneumococcal nasopharyngeal colonisation; protection against future colonisation and fatal invasive disease. Immunobiology. , 215-251 (2010).
- Lanie, J. A., Ng, W. L., et al. Genome sequence of Avery's virulent serotype 2 strain D39 of Streptococcus pneumoniae and comparison with that of unencapsulated laboratory strain R6. J. Bacteriol. 189, 38-51 (2007).
- Robertson, G. T., Ng, W. L., Foley, J., Gilmour, R., Winkler, M. E. Global transcriptional analysis of clpP mutations of type 2 Streptococcus pneumoniae and their effects on physiology and. 184, 3508-3520 (2002).
- Orihuela, C. J., Gao, G., et al. Tissue-specific contributions of pneumococcal virulence factors to pathogenesis. J. Infect. Dis. 190, 1661-1669 (2004).
- Orihuela, C. J., Gao, G., et al. Organ-specific models of Streptococcus pneumoniae disease. Scand. J. Infect. D. 35, 647-652 (2003).
- Swirski, F. K., Nahrendorf, M., et al. Identification of splenic reservoir monocytes and their deployment to inflammatory sites. Science. 325, 612-616 (2009).
