Adskillige fremgangsmåder er blevet beskrevet i litteraturen til modellering bakteriel lungebetændelse i mus. Heri beskriver vi en ikke-invasiv, billig, hurtig metode til induktion lungebetændelse via aspiration (dvs. inhalation) af et bakterielt podestof pipetteret ind i oropharynx. Downstream metoder til vurdering af pulmonal medfødte immunforsvar er også detaljeret.
Selvom community-erhvervet pneumoni er fortsat et stort problem for folkesundheden, har murine modeller af bakteriel lungebetændelse nylig lettet betydelige prækliniske fremskridt i vores forståelse af den underliggende cellulære og molekylære patogenese. In vivo musemodeller fange integrerede fysiologi og modstandskraft værtens forsvar reaktion i en måde, som ikke afsløret af alternative, forenklede ex vivo metoder. Adskillige fremgangsmåder er blevet beskrevet i litteraturen til intrapulmonal inokulering af bakterier i mus, herunder aerosolisering, intranasal levering, peroral endotrachealt kanyle under 'blind' og visualiseret betingelser, og transkutan endotracheal kanyle. Alle metoder har relative fordele og begrænsninger. Heri beskriver vi detaljeret en non-invasiv, teknisk ikke-intensive, billig og hurtig fremgangsmåde til intratrakeal levering af bakterier, der involverer aspiration (dvs. inhalation) af musenaf en infektiøs inokulum pipetteret i oropharynx, mens under generel anæstesi. Denne metode kan anvendes til pulmonal fremføring af en lang række ikke-ætsende biologiske og kemiske stoffer, og det er relativt let at lære, selv for laboratorier med minimal forudgående erfaring med pulmonale procedurer. Ud over at beskrive aspirationspneumoni metode, vi også give trin-for-trin procedurer til analyse af efterfølgende in vivo pulmonal medfødte immunreaktion af musen, navnlig fremgangsmåder til kvantificering bakterieclearance og det cellulære immunrespons af den inficerede luftvej. Denne integrerede og enkel tilgang til lungebetændelse vurdering tillader hurtig og robust evaluering af effekten af genetiske og miljømæssige manipulationer ved pulmonal medfødte immunitet.
Pneumoni fortsat den hyppigste dødsårsag fra infektion i USA, med lidt samlede ændring i dødelighed i løbet af de sidste 40 år på trods af forbedringer i vaccination og antibiotika strategier 1,2. På trods af den manglende mærkbare fremskridt på det offentlige sundhed niveau, i de seneste år er blevet gjort dramatiske fremskridt i vores forståelse af den molekylære og cellulære patogenese lungebetændelse, med mange af disse fremskridt gjort mulig ved brug af musemodeller af lungeinfektion. Den genetiske sporbarhed af musen, har ligheden af murine og humane immunforsvar, og det enorme opbud af murine målrettet immunologiske reagenser, er blevet kommercielt tilgængelige sammen lettet hurtige fremskridt af feltet.
Musemodeller for bakteriel lungebetændelse beskrevet i litteraturen har generelt påberåbes en af fire tekniske ruter for patogen podning: i) aerosolisering; ii) intranasal levering; iii) peroral levering; og iv) kirurgisk intratracheal injektion (dvs. tracheotomi) 3. Alle smitteveje har fordele og ulemper 3. Især relative eksponering af den øvre luftvej, potentiale for iblanding af oronasal flora, krav til generel anæstesi, variabilitet af inoculum leveret til den distale lunge, lobar fordeling af de leverede patogener, tekniske krav ekspertise, og proceduremæssige sygelighed varierer meget i disse tilgange.
Almindeligt anvendte perorale infektion teknikker omfatter endotracheal (translaryngeal) kanylering via enten en "blind" (ikke-visualiseret) tilgang, eller i direkte larynx visualisering 3-5. Begge metoder, mens robust, kræve betydelige uddannelse og også bære risikoen for traumer til de øvre luftveje. I nærværende rapport beskriver vi en teknisk ikke-intensive, non-invasiv, billig og hurtig metode til peroral infektion, wret bakterier (Klebsiella pneumoniae i eksemplet billede) afpipetteret i oropharynx af en bedøvet mus leveres til lungerne via aspiration (dvs. inhalation). Vi og andre har brugt aspirationspneumoni teknik held 6-9. Denne alsidige og let lært lunge-levering metode kan udvides til levering af mange yderligere ikke-ætsende midler til lungerne, herunder cytokiner og andre proteiner, patogen-associerede molekyler (fx lipopolysaccharid), celler (dvs. adoptiv overførsel), og toksiner (fx bleomycin). Ud over at drøfte vigtige tekniske overvejelser, beskriver vi også en integreret, kvantitativ tilgang til vurdering af efterfølgende vært reaktion på lungebetændelse, herunder nedstrøms måling af bakteriel clearance (dvs. kolonidannende enhed [CFU] kvantificering i lunge- og perifere organer) og leukocyt ophobning i luftrummet.
Murine modeller af bakteriel lungebetændelse, indgået et samarbejde med gen-targeting og in vivo biologiske og farmakologiske interventioner, har givet kritiske indsigt i pulmonal vært forsvar reaktion. Store fremskridt er blevet gjort især i vores forståelse af de kemokiner og adhæsionsmolekyler, der styrer rekruttering af neutrofiler til den inficerede luftrum 10,11. In vivo modeller af lungebetændelse, i modsætning til cellebaserede eller alternative tilgange, også har givet vigt…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported in part by the Intramural Research Program of the National Institutes of Health, National Institute of Environmental Health Sciences (Z01 ES102005).
Klebsiella pneumoniae, serotype 2 | ATCC | 43816 | |
Tryptic soy broth | Becton Dickenson | 211825 | |
Excel Safelet IV Catheters, 18G x 1 1/4" | Claflin Medical Equipment | MEDC-031122 | |
Hema 3 Solution 1 | Fisher | 23-122-937 | |
Hema 3 Solution 2 | Fisher | 23-122-952 | |
Hema 3 Fixative | Fisher | 23-122-929 | |
27½ gauge tuberculin syringes | Fisher | 14-826-87 | |
Lithium heparin plasma collectors | Fisher | 2675187 | |
L-shaped disposable spreaders | Lab Scientific | DSC | |
1x PBS, pH 7.4 | prepared in-house | n/a | Distilled water (5 L), NaCl (40 g), KCl (1 g), Na2HPO4 (5.75 g), KH2PO4 (1 g) |
ACK lysis buffer | prepared in-house | n/a | NH4Cl (4.145 g), KHCO3 (0.5 g), EDTA (18.6 mg), bring up to 500 ml with distilled water and pH to 7.4 |