Bu protokol, pks+ Escherichia coli farelerinin inflamatuar olmayan koşullarda kolonileşmesi için gerekli adımları, ayrıca kolonizasyonun doğrulanması ve dışkıda pks+ E. coli genişlemesinin değerlendirilmesi için invaziv olmayan yöntemleri tanımlar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu protokol, pks+ Escherichia coli farelerinin inflamatuar olmayan koşullarda kolonileşmesi için gerekli adımları, ayrıca kolonizasyonun doğrulanması ve dışkıda pks+ E. coli genişlemesinin değerlendirilmesi için invaziv olmayan yöntemleri tanımlar.
pks+ Escherichia coli , özellikle erken başlangıçlı CRC'li genç hastaların hızla büyüyen bir alt grubunda kolorektal kanser (CRC) gelişiminde giderek daha fazla rol oynamaktadır. pks+ E. coli suşları, CRC ile ilişkili çift iplikli DNA kırılmalarına ve hücre çoğalma ve farklılaşma yollarında mutasyonlara neden olduğu bilinen genotoksin kolibaktini üretir. Bu makale, bakteriyel aşı hazırlamaktan kolonizasyonun doğrulanmasına kadar farelerde pks+ E. coli kolonizasyonu için bir yöntemi detaylandırmaktadır. Gece kuluçkasının ardından, pks+ E. coli türü E. coli NC101 , antibiyotikle tedavi edilen farelere oral garaj yoluyla uygulanır. Kolonizasyon, dışkıda laktoz fermente eden gram-negatif koloni oluşturan birimlerin (CFU) sayısı ve nicel PCR amplifikasyonu ile değerlendirilir. Bu protokol kullanılarak, C57BL/6 farelerinin E. coli NC101 ile başarılı kolonizasyonunun ardından, diyet lifi inülinle takviyenin pks+ E. coli'nin büyümesini teşvik ettiği gösterildi; bunun CFU'ların artan iyileşmesi, Enterobacteriaceae ailesinin daha yüksek bolluğu ve clbP seviyelerinin yükselmesiyle yansıdı. Gene. Özetle, bu model CRC gelişiminde yer alan önemli bir patobiontu hedefleyen önleyici ve terapötik tedavilerin incelenmesine olanak tanır.
Bağırsak mikrobiyotası, konak sağlığı ve hastalıkta önemli bir rol oynadığı bilinir; bağırsak mikrobiyal disbiozi veya bazı potansiyel patojenik bakterilerin (pathobiontlar) aşırı büyümesi, kardiyovasküler hastalık, inflamatuar bağırsak hastalıkları (IBD) ve kanser gibi çeşitli hastalık durumlarının ayırt edici özelliği olarak tanımlanır. pks+ Escherichia coli, IBD2 ve kolorektal kanser (CRC)3 hastalarının kolonik doku örneklerinde sağlıklı bireylere kıyasla zenginleştirilmiş bir pathobionttur. Pks+ E. coli'nin pro-tümörjenik aktivitesi, poliketid sentaz (pks) gen kümesinin ekspresyonu ve genotoksinkolibaktin 4 üretimiyle bağlantılıdır. Kolibaktin, kolon epitel hücrelerinin çekirdeğine taşınır; bu da çift iplikli DNAkırılması 5 ve kritik CRC ile ilişkiliyollarda mutasyonlar oluşmasına yol açar 6. pks+ E. coli kolonizasyonunun, kolitle ilişkili CRC (CAC) preklinik modellerinde tümörbaşlatma 7 ve tümörilerlemesi 3'e katkıda bulunduğu gösterilmiştir. Son zamanlarda, kolibaktin kaynaklı mutajezi erken başlangıçlı CRC 8,9 ile ilişkilendirilmiştir. 50 yaşından küçük kişilerde erken başlangıçlı CRC görülmesi son on yıllarda artmakta olup, CRC oranlarındaki mevcut genel düşüşü tersineçevirme potansiyeli vardır9.
Pks+ E. coli'nin CRC gelişiminde ve konak sağlığının mikrobiyota aracılı diğer yönlerinde rolü açıklamaya devam etmektedir. Ayrıca, iltihap10, luminal demir konsantrasyonları11 ve diyetfaktörleri 12,13 gibi birkaç faktörün pks gen ifadesini etkilediği gösterilmiştir ve bu da mikrobiyota hedefleme müdahalelerine kapı açmaktadır. Burada, farelerde pks+ E. coli suşunun NC101 (E. coli NC101) fare suşunu kullanarak ağızdan gazajla pks+ E. coli bağırsak kolonizasyonu için bir yöntem tanımlanmıştır. Diğer modeller, oral gavaj ve rektalswabing 3 ile monokolonize edilmiş mikropsuz (GF) farelerde E. coli NC101'in iltihap ve karsinogenezi üzerindeki etkilerini, genetik olarak hassas (IL-10-/-) kolit 3,14 modellerinde ve kimyasal olarak indüklenen kolon iltihabı ile bağırsak bariyeri bozulması modellerindedeğerlendirmiştir 15. Ancak, pks+ E. coli ile maliyet etkin kolonizasyon, antibiyotiklerle önceden tedavi edilen spesifik patojensiz (SPF) farelerde de maliyet etkin bir şekilde elde edilebilir ve böylece kolonizasyon ve genişleme için bir nişoluşturulur. 14,16,17. Fare dışkısında pks+ E. coli'nin tespit ve nicelendirilmesi için çeşitli yöntemler de sunulmaktadır; bunlar arasında clbP geninin nicel PCR (qPCR) amplifikasyonu, Enterobacteriaceae ailesinin bolluğunun qPCR değerlendirmesi ve gram-negatif laktoz fermente bakterilere özgü MacConkey agar ortamında koloni oluşturan birimlerin (CFU) geri kazanılması yer alır. Bu yöntemler, doğrulama amacıyla pks+ E. coli varlığını ve kolibaktin üretimini doğrulamak veya mikrobiyota hedefleme müdahalelerine yanıt olarak pks+ E. coli genişlemesindeki farklılıkları değerlendirmek için birbirinin yerine veya birlikte kullanılabilir.
Burada, bu protokol diyet lifi inülinin pks+ E. coli kolonizasyonu ve qPCR ile genişlemesi ile CFU'ların iyileşmesi üzerindeki etkisini değerlendirmek için kullanılır. İnulin, bağırsakta faydalı Bifidobacterium ve Lactobacillus türlerinin büyümesini teşvik ettiği ve bağırsak homeostazında önemli rol oynayan kısa zincirli yağ asitlerinin üretimini artırdığı gösterilen birprebiyotiktir 18. Ancak, inulinin pks+ E. coli ve kolibaktin üretiminin büyümesini teşvik ettiği gösterilmiştir; bu da DSS ile tedavi edilen adenomatoz polipozis coli (Apc)Min/+ CRC modelinde tümörgenezin artmasına yol açmıştır. Bu deney, fare modelinde inflamasyon veya bağırsak bariyeri bozulmadan diyet inüline yanıt olarak pks+ E. coli genişlemesini değerlendirmektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tüm işlemler, Montréal Üniversitesi Hastane Merkezi'nin (CRCHUM) Kurumsal Hayvan Bakım Komitesi'nin onayından sonra Kanada Hayvan Bakım Konseyi yönergelerine uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Yedi haftalık fareler ticari bir kaynaktan alındı ve deneyin başlamasından bir hafta önce bir hafta boyunca alışkanlık yapıldı. Bu yöntemin şematik bir temsili Şekil 1'de sunulmaktadır. Bu çalışmada kullanılan hayvanlar, reaktifler ve ekipmanların detayları Malzeme Tablosu'nda listelenmiştir.

Şekil 1: Pks+ E.coli hazırlanması ve kolonizasyonu şeması. (D)-4. Gün: Gavajdan dört gün önce, farelere antibiyotik tedavisi başlatılır. D-1: Gavajdan 24 saat önce, antibiyotikleri çıkarın. Gece kuluçka için pks+ E. coli kültürü hazırlayın. D0: Pks+ E. coli bakteri aşısını hazırlayın. Aşı hazırlandıktan hemen sonra pks+ E. coli veya araç kontrolü (salin) farelere oral garaj yoluyla mümkün olan en kısa sürede verin. D7+ Pks+ E. coli kolonileşmesinin tespiti ve nicelendirilmesi için farelerden dışkı toplayın. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
1. Antibiyotik tedavisi
2. E. coli NC101 inokulumunun hazırlanması (n = 12 fareye kadar)
NOT: 2.1-2.8 adımları aseptik teknikle yapılmalıdır.
3. E. coli NC101'in oral gavaji
4. Dışkı örneklerinin toplanması
5. Dışkı bakteri DNA ekstraksiyonu
6. ClbA ve E. coli 16S genlerinin tespitiyle kolonizasyonun doğrulanması
7. CFU kurtarımıyla E. coli NC101'in nicelendirilmesi
NOT: 7.1-7.7 numaralarını aseptik teknikle uygulayın.
8. clbP geninin nicelendirilmesi
9. Enterobacteriaceae'nin Nicelendirilmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
ClbA ve E. coli 16S genlerinin dışkıda son noktada PCR ve jel elektroforezi ile amplifikasyonu ve görselleştirilmesi, her iki genin de E. coli NC101 kolonize farelerde görünür olduğunu, ancak kontrol farelerinde yalnızca E. coli 16S geninin görülebileceğini ve bunun E. coli NC101'in bulunmadığını doğruladığını göstermiştir (Şekil 2B).
Beklendiğigibi 15, inulin ta...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Kolibaktin üreten pks+ E. coli'nin kanserojen etkileri, son zamanlarda hem erken başlangıçlı CRC9'un artışı hem de "Batı tarzı" diyet12'nin benimsenmesiyle ilişkilendirilmiştir; bu faktörler önümüzdeki on yıllarda CRC trendlerini şekillendirmeye devam edecektir. Pks+ E. coli kolonizasyonunun çoğu modeli, pks+ E. coli'nin iltihap olmayan koşullarda karakterize edilmesine izin vermeyen, kolitle ilişkili kanser bağla...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların beyan edecek çıkar çatışmaları yoktur.
Bu çalışma, Kanada Sağlık Araştırmaları Enstitüleri'nden [CIHR, CSV-198232 hibe] alınan bir hibe ile finanse edilmiştir. CRCHUM'un hayvan tesisine teşekkür ederiz. Figürler BioRender.com kullanılarak oluşturuldu.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| %0,9 steril salin | Baxter | JF7634 | |
| %10 İnülin özel diyeti | Teklad | TD.240286 | Temsilci sonuçlar |
| 50 ppm FeS04 (Lifsiz) özel diyet | Teklad | TD.120515 | Temsilci sonuçlar |
| 8-12 haftalık dişi B6 fareleri | Charles River Laboratuvarları | C57BL/6 | Temsilci sonuçlar |
| Ampisilin sodyum tuzu ve nbsp; | Wisent Inc | 400-110 XG | |
| Tezgah üstü santrifüj | Fisher bilimsel | 75004381 | |
| Hücre yoğunluk ölçeri | Biochrom | 80-2116-30 | |
| Kültür tüpü, 13mL | Sarstedt | 62.515.006 | |
| EcNC101 | Yok | Yok | Dr. Christian Jobin tarafından hediye edilmiş, Kuzey Carolina Üniversitesi Chapel Hill |
| Gavaj iğnesi, 38mm x 22 G | Harvard Aparatı Kanada | 34-024 | Artık mevcut değil - Olası bir alternatif Instech Labs (FTP-22-38) |
| Kuluçka yörünge sallayıcısı | VWR | 980153 | |
| Aşılama döngüsü | Fisher bilimsel | 22-363-595 | |
| L-şekilli yayıcı | Fisher bilimsel | 14-665-230 | |
| Lizojeni suyu | Wisent Inc | 800-060 LG | 35g LB tozu 1L su ekleyin. Kullanmadan önce otoklav kullanın. |
| Lizogeni suyu agar | Wisent Inc | 800-011 LG | 35g LB tozu 1L su ekleyin. Kullanmadan önce otoklav kullanın. |
| MacConkey agar | Becton Dickinson | 211387 | 1L suya 50g MacConkey tozu ekleyin. Otomatik olarak . |
| Mikrobiyal DNA çıkarma kiti | Qiagen | 47016 | |
| Mikrobiyolojik kuluçka makinesi | Fisher bilimsel | 150152633 | |
| Mikrosantrifüj tüpü, 1.5mL | UltiDent Scientific | 73-M150-C | |
| PCR Rotor - Gen şerit tüpleri | UltiDent Scientific | 73-V100-RG | |
| Petri kabı | Sarstedt | 82.1472.001 | |
| Gerçek zamanlı PCR SYBR Yeşil Master Karışımı | ThermoFisher | A25742 | |
| Gerçek zamanlı PCR termal döngüleyici | Corbett Araştırmaları | RG-3000A | |
| Vida kapaklı tüp, 15mL | Sarstedt | 62.554.502 | |
| Sodyum kolistimethate | Fresenius Kabi | C309306 | |
| Streptomisin sülfat tuzu | Millipore Sigma | S9137 | |
| Tüberkülin kayma tüpü, 1mL | Becton Dickinson | 309659 | |
| Vortex | Fisher bilimsel | 12-812 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.