リステリア単球遺伝子を用いた感染マウスにおける培養および心臓コロニー形成における心臓細胞の細菌浸潤の評価
Summary
リステリア単球遺伝子は、妊婦の胎児感染を引き起こし、感受性のある集団では髄膜炎を引き起こす。 細菌の亜集団は心臓組織を植民地化し、患者および実験動物に心筋炎を引き起こす可能性がある。 ここでは、感染した動物におけるL.単球遺伝子の心臓細胞浸潤および心臓コロニー形成を評価する方法を説明するプロトコルを提示する。
Abstract
リステリア単球遺伝子は、免疫不全患者、高齢者、および妊婦に重篤な侵襲感染を引き起こす可能性のあるグラム陽性の栄養性細胞内病原体である。 ヒトにおけるリステリア症の最も一般的な症状には、髄膜炎、脳炎、および胎児中絶が含まれる。 侵襲的なL.単球遺伝子感染の有意だが、はるかに文書化された後遺症は、心臓を含む。 心臓病による死亡率は治療にもかかわらず最大35%までであり得るが、心臓組織のL.単球遺伝子コロニー形成およびその結果として生じる病理に関してはほとんど知られていない。 さらに、最近では、L.モノサイト遺伝子の亜集団が心臓組織内に侵入し、成長する能力が強化されたことが明らかになりました。 このプロトコルは、L.単球遺伝子分離株の心肺を評価するために使用することができるインビトロおよびインビボ法で詳細に記述する。 組織培養におけるH9c2ラット心筋芽細胞の感染、ならびに感染したマウスの心臓の細菌コロニー形成の決定のための方法が提示される。 これらの方法は、感染した動物の心臓組織を植民地化する可能性のある株を同定するのに有用であるだけでなく、心臓細胞の浸潤を増強し、心臓病理学の変化を促進するのに役立つ細菌遺伝子産物の同定を促進する可能性がある。 これらの方法はまた、複数のL.単球遺伝子株間の心筋症の直接比較を提供する。
Introduction
リステリア単球遺伝子は、高齢者、妊婦、HIV/AIDSを有する人、および化学療法を受けている人を含む、感受性の高い集団において重篤な疾患を引き起こすことができるグラム陽性細胞内病原体である。これらの集団における感染は、汚染された食品を摂取した結果が多く、ほとんどの感染症は大規模な食物媒介性の流行2,3に関連している。ヒトおよび他の哺乳動物において、L.単球遺伝子は小腸の上皮境界を越えて転位することが可能であり、その後肝臓4,5に輸送される。動物モデルは、摂取した細菌が腸絨毛内で複製し、門脈静脈を通って肝臓に移動したり、腸間膜リンパ節を介して血流に広がったりし、肝臓および脾臓への血中血球播種化につながることを示唆している。肝臓および脾臓において、細菌は、プロの食細胞と常駐的なパレンキマル細胞の両方への取り込みを媒介することができ、これらの器官内の感染を迅速に確立する。細菌の負荷が増加するにつれて、多数の細菌が血液中に分散され、中枢神経系および胎盤(存在する場合)を含む感受性の組織をさらに植民地化することができる。これらの部位のコロニー形成は、髄膜炎、脳炎、および胎児中絶を含むヒトにおけるリステリア症の最も一般的な症状を妨げる2。
選択されたL.単球遺伝子の亜集団は、最近、心臓組織8内に侵入し、複製する能力が増強されたことが示されている。心臓の関与の症状は様々であり、心内膜炎および心膜炎から伝導異常を伴うフルミナント心筋炎まで9-13の範囲である。1年間のL.モノサイトゲネス心臓症例の総数は低いが、この感染のファセットが一般的に十分に認識されていないので、推定される可能性がある。病原体による心臓のコロニー形成には、多くの場合、既存の弁膜損傷または人工心臓弁などの宿主素因が必要である。しかし、心臓損傷および/または異常がない場合に感染した動物の心臓を植民地化する能力のために顕著であるL.単球遺伝子の単離者8がある。
本明細書明細書 では 、生体内および 生体内 で、生きた動物感染と同様に組織培養における浸潤アッセイを用いて感染動物内の心臓組織の細菌コロニー形成を評価する方法について説明する。これらの方法は、感染した動物の心臓組織を植民地化する可能性のある株を同定する上で有用であるだけでなく、心臓細胞の浸潤を増強し、心臓病理の変化をもたらす細菌遺伝子産物の同定にも有用であることが証明されている。これらの方法は、複数の株間の心筋症の比較を容易にする。ここで説明する方法については 、L.モノサイトゲネス 10403Sは、非心熱帯性株の十分に研究された代表として使用され、臨床分離株07PF0776は、心熱帯株の代表例として使用される。これら2つの株は、 生体内で の心臓細胞の細菌浸潤と 生体内での感染したマウスの心臓のコロニー形成との比較を提供するために選ばれた。分離株07PF0776は、HIV+患者8において致命的な不整脈を引き起こした心室間膿瘍から回復した臨床的分離株である。 L. 単球遺伝子 単離株は、その毒性の可能性が異なる可能性があり、 リステリア が免疫抑制および妊婦に感染する傾向を考えると、これらの集団内の人々は、異なる臨床分離株を評価しながら注意を払うべきである。
Protocol
Representative Results
Discussion
L. 単球遺伝子 は、広範囲に及び、よく特徴づけられるヒト病原体であり、多くの異なる疾患症状を引き起こすことができる15。細菌は、中枢神経系に到達し、植民地化し、胎児を発達させるために、血液脳関門や胎盤胎児障壁などの障壁を越えて移動する能力について以前に説明されています。これらの組織を植民地化する生物の 生体内 能力は、多くの場合、標的とな…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、公衆衛生サービスがAI41816およびAI099339(N.E.F.)を付与し、NiAIDからF31AII094886-01(P.D.M.)によって支援されました。 内容は著者の責任であり、必ずしも資金調達源の公式見解を表すものではありません。
Materials
| Difco | BHI Broth Base | 237200 | 2KG of Brain Heart Infusion powder (without agar) |
| Difco | Agar | 214510 | 2KG of Granulated Agar |
| Difco | BHI Agar | 241810 | 2KG of Brain Heart Infusion Powder with 7.5% Agar |
| in vitrogen | LB Broth Base | 12975-084 | 2KG of Luria Broth Base Powder (without agar) |
| Fisher | Glass Coverslips | 12-545-80 | 12mm glass coverslips |
| Falcon | 24-well Tissue Culture Plate | 35-3047 | 24 Well, Plasma-treated Tissue Culture Plate |
| Falcon | 14mL Polystyrene tube | 352051 | 14mL Polystyrene tubes |
| Falcon | 96-well U-bottom plate | 35-3077 | Non-tissue culture treated 96-well plate |
| Corning | 0.05% Trypsin, 0.53 mM EDTA (1X) | 25-052-CI | Stock solution of Trypsin EDTA for tissue culture |
| Corning | DMEM (High glucose, high pyruvate) | 15-013-CU | DMEM media without FBS, glutamine, or antibiotics |
| Corning | Pen/Strep/Glut Solution | 30-009-CI | Stock mixture of penicillin, streptomycin, and L-glutamine for tissue culture |
| Corning | Gentamicin | 30-005-CR | 50mg/mL Stock solution of Gentamicin for tissue culture |
| Cellgro (Corning) | L-Glutamine | 25005197 | Stock L-glutamine solution without antibiotics |
| Denville | 75cm^2 Flask | T1225 | 75cm^2 tissue culture treated flask |
| Denville | 1.5mL microcentrifuge tubes | 2013004 | 1.5mL microcentrifuge tubes |
| ATCC | H9c2 Cardiac Myoblasts | CRL-1446 | Rat cardiac myoblasts |
| Hyclone | Fetal Bovine Serum | SH30070.63 | Fetal Bovine Serum |
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