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Abstract
Introduction
Protocol
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Immunologia e infezioni

ニュージーランド白ウサギにおける母体免疫の研究における鼻腔内免疫とミルクコレクション (オリクトラグス・キュニクルス)

Published: July 31, 2021
doi:
10.3791/62317
, , ,
1Division of Laboratory Animal Resources,Duke University Medical Center, 2Department of Pathology,Duke University Medical Center, 3Department of Immunology,Duke University Medical Center, 4Duke Human Vaccine Institute,Duke University Medical Center

Summary

この記事では、母体免疫の翻訳的に適切なモデルで粘膜免疫を評価する手段として、鼻腔内ワクチンの投与と授乳中ウサギ(Oryctolagus cuniculus)からのミルクの採取について説明し、実証する。

Abstract

ヒトとの胎盤および抗体の伝達の類似性により、ウサギは母親の免疫の優れたモデルです。この研究モデルの追加の利点は、繁殖とサンプル採取の容易さ、比較的短い妊娠期間、および大きなごみサイズです。一般的に評価される予防接種の経路には、皮下、筋肉内、鼻腔内、皮内が含まれる。これらの免疫に対する免疫応答の時系列的な検出のための非末端サンプル収集には、血液の収集、ダムおよびキットの両方からの採取、および授乳中からのミルクが含まれる。本稿では、ニュージーランド白ウサギ(眼球状闘菌)の鼻腔内免疫やミルク採取などでの母体免疫の研究で、当研究室が利用した技術を紹介します。

Introduction

これは、免疫伝達の初期経路であり、新生児および乳児の病原体および疾患からの保護であるため、母親の免疫化および抗体の移動に関する研究は、多くの理由から非常に貴重である。母体免疫は、この脆弱な期間1の間に特定の病原体に関連する罹患率および死亡率を減少させることによって、母体と乳児/小児の両方の健康に世界的なレベルでプラスの影響を与える可能性を有する。この戦略の主な目標は、妊娠中の特定の母体抗体のレベルを増加させることです。これらの抗体は、免疫系が十分に成熟して課題1、2、3に適切に対応するまで、感染症から保護するのに十分なレベルで新生児と乳児に移すことができる。以前の研究では、出生時の高い抗体力力は、破傷風、百日膜、呼吸器間性ウイルス(RSV)、インフルエンザ、およびグループBレンサ球菌感染症1、2、3を含む新生児の多数の異なる感染症の完全な保護または発症および減少した重症度のいずれかに関連していることを実証した。

ヒトでは、母体抗体は胎盤を横切って受動的に移動し、授乳を介して母乳を介して移動される。以前の研究では、ウイルスに感染した母親からのヒト母乳中のHIV特異的IgAレベルが、ウイルスの出生後感染の減少に関連していたことを示しており、母乳抗HIV IgA4の保護的役割を示唆している。非ヒト霊長類の研究は、HIVに対する免疫が母乳中に有意な抗体応答を誘導できることを実証しており、同様の血清IgG応答は全身性対粘膜免疫に続いて誘導されたが、粘膜免疫はミルク5,6内で有意に高いIgA応答を誘発した。

これらの研究のための翻訳的に適切な動物モデルを特定することは、胎盤の種類と受動抗体の移動のメカニズム、ならびに母乳を介した抗体の伝達を考慮に入れるべきである。哺乳類には、ヘモコリアル(霊長類、げっ歯類、ウサギ)、内皮交帯(食用動物)、上皮(馬、豚、反すう物)を含む、マテルノ胎児界面の組織タイプと層に基づく3つの主なタイプの胎盤があります。血血性胎盤は最も侵襲的なタイプであり、母体の血液供給と絨毛膜、または最も外側の胎児膜との間の直接的なコミュニケーションを可能にする。栄養芽細胞層の数に基づいて、霊長類に見られるヘモモノコアル胎盤、ウサギの血液透析胎盤、およびラットおよびマウスで観察される血液胞子胎盤を含む、いくつかの変化がある。母親の血液供給と絨毛の間のこの直接接触は、妊娠の間に胎盤を渡る抗体の受動的な移動を可能にする。IgGは、ヒト胎盤8を有意に交差する唯一の抗体クラスであるが、IgAはヒト母乳9に見られるIgの主要クラスである。科学的に関連するモデルのうち、霊長類(ヒトを含む)、ウサギ、モルモットだけが乳10,11の子宮とIgAでIgGを移す。したがって、ウサギモデルは、IgGの経胎盤移動およびIgAの授乳伝達を制御するヒトと同等の因子を組み込んでいる。

母親の免疫とワクチンの開発のための例外的なモデルとして機能することに加えて、ウサギと人間の鼻腔の間の類似点は、彼らが鼻腔内免疫のための適切なモデルになります。ウサギの鼻腔の体積は、相対体重12に基づくげっ歯類モデルよりもヒトに似ている。さらに、Casteleynら 12 は、鼻関連リンパ組織(NALT)がげっ歯類と比較してウサギでよりボリュームが多いことを実証した。NALTは主に腹側鼻腔の腹側および腹室の側面に位置し、ウサギの鼻咽頭肉の側側および側側方に位置し、げっ歯類ではリンパ組織は鼻咽頭肉12の腹側に沿ってのみ存在する。ウサギでは、上皮内および層状菌の構造および位置、および単離されたリンパ卵胞と同様に、ヒト12に類似している。

母体免疫と粘膜免疫のモデルとしてウサギを使用する追加の利点は、それらの高い胎児性と比較的短い妊娠期間が含まれます。大きな耳介血管は、連続コレクションのための大量の血液への比較的容易なアクセスを可能にする。さまざまな粘膜サンプルを、母乳13(授乳時)、粘膜分泌または洗浄(例えば、経口14、15、16、気管支肺胞洗浄13、17、18、19、膣20、21、22)、および203、203、およびfeces 203を含む、抗原特異的抗体応答アッセイのために収集することができる。乳サンプルは、授乳中に容易に収集して、抗原特異的抗体応答の存在を評価することができます。ヒトやマウスほど豊富ではありませんが、ウサギ特有の研究やアッセイには多種多様な実験試薬が用意されています。本稿では、ニュージーランド白ウサギ(オリクトラグス・クニキュラス)における鼻腔内予防接種とミルクコレクションについて説明し、デモンストレーションを行います。

Protocol

すべての手順は、デューク大学IACUCポリシーに従って承認され、実行されました. 注: 必要な資料は、 資料一覧に記載されています。 1. ウサギの沈下と麻酔 1mg/kgの用量でアセプロマジンを筋肉内(IM)に投与することによって、雌ウサギ(性的に成熟し、約5〜30ヶ月)を鎮静させる。動物の大きさに応じて、25G針を用いて1mLまたは3mLの?…

Representative Results

典型的な母体の鼻腔内免疫研究の設計の概要を 図1に示し、予防接種、繁殖、種分、授乳、抗体伝達を取り入れています。図示されていないが、血液はベースライン測定のための最初の予防接種の前に、そして一定の間隔で研究の残りの部分を通して収集されるべきである。血液は、軽度の沈下および局所鎮痛剤(例えば、リドカイン2.5%およびプリロカイン2.5%クリーム)?…

Discussion

上記のプロトコルでは説明されていませんが、ウサギの繁殖は、この母体モデルのために、ミルクの収集を可能にするために必要です。ウサギは研究環境でライブカバーで簡単に飼育されます。それは、バックで自分のケージに保管されている場合、領土と攻撃的なことができますように、繁殖のためにバックのケージに転送することをお勧めします。女性が15分後に受容性がなくなる場合(?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

著者らは、デューク大学の実験動物資源部門とその畜産チームが動物に提供する支援と細心の注意を払っていることを認めたいと考えています。さらに、著者たちは、原稿の音声およびビデオ部分に関する支援を病理学部門内のPhotoPathチームに認識したいと考えています。この研究は、Staats研究所の裁量的な研究資金によって支えられた。

Materials

Intranasal Immunization
Anesthesia Machine/Vaporizer Vet Equip 901807
Hypodermic Needle (25 g) Terumo 07-806-7584
Isoflurane (250 mL Bottle) Patterson Veterinary 07-893-1389 2-4%
Luer Lock Syringe (1 mL) Air-Tite 07-892-7410
Mucosal Vaccine N/A N/A Experimental Vaccine
Nose Cone McCulloch Medical 07891-1097
Pipette Tips VWR 53503-290
Pipettor VWR 89079-962
PromAce (Acepromazine maleate) Boehringer Ingelheim 07-893-5734 1mg/kg IM
Puralube Sterile Ophthalmic Ointment Dechra 07-888-2572
Milk Collection
Alcohol Prep 2-ply Covidien 07-839-8871
Anesthesia Machine/Vaporizer Vet Equip 901807
Hypodermic Needles (25 g) Terumo 07-806-7584
Isoflurane (250 mL Bottle) Patterson Veterinary 07-893-1389 2-4%
Luer Lock Syringe (1 mL) Air-Tite 07-892-7410
Non-Woven Sponge (4×4) Covidien 07-891-5815
Nose Cone McCulloch Medical 07891-1097
PromAce (Acepromazine Maleate) Boehringer Ingelheim 07-893-5734 1mg/kg IM
Puralube Sterile Ophthalmic Ointment Dechra 07-888-2572
Sterile Conical Vial (15 mL) Falcon 14-959-49B
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Landon, C. D., Dancourt, G., Shing, V., Staats, H. F. Intranasal Immunization and Milk Collection in Studies of Maternal Immunization in New Zealand White Rabbits (Oryctolagus cuniculus). J. Vis. Exp. (173), e62317, doi:10.3791/62317 (2021).
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