Неинвазивным и технически неинтенсивное метод индукции и Фенотипирование экспериментальной бактериальной пневмонии у мышей
Summary
Существует несколько методов, были описаны в литературе для моделирования бактериальной пневмонии у мышей. Здесь мы опишем неинвазивный, недорогой, быстрый метод для индукции пневмонии с помощью аспирации (т.е. ингаляции) бактериального инокулюма пипеткой в ротоглотки. Downstream методы оценки легочной врожденного иммунного ответа также подробно.
Abstract
Несмотря на то, внебольничная пневмония остается серьезной проблемой общественного здравоохранения, мышиные модели бактериальной пневмонии в последнее время способствовали значительные доклинические успехи в нашем понимании основного клеточного и молекулярного патогенеза. В естественных условиях мышиные модели захвата интегрированной физиологии и устойчивость ответа хозяина обороны в манера не выявлены альтернативные, упрощенные подходы естественных условиях экс. Существует несколько методов, были описаны в литературе для внутрилегочного инокуляции бактерий у мышей, в том числе аэрозолизация, интраназального, пероральной интубации пункции под «слепой» и визуализированных условий, а также чрескожного эндотрахеальную канюлю. Все методы имеют относительные преимущества и недостатки. Здесь мы опишем подробно неинвазивный, технически неинтенсивное, недорогой и быстрый способ доставки трахею бактерий , которые включает в себя стремление (то есть, ингаляции) с помощью мышиинфекционного инокулята пипеткой в ротоглотки в то время как под общим наркозом. Этот метод может быть использован для легочной доставки широкого спектра не-едких биологических и химических агентов, и сравнительно легко узнать, даже для лабораторий с минимальным предшествующего опыта с легочным процедурами. В дополнение к описанию метода аспирационной пневмонии, мы также обеспечиваем процедуры шаг за шагом будут анализироваться последующем в естественных условиях легочной врожденной иммунной реакции мыши, в частности, методы количественной оценки бактериального клиренса и клеточный иммунный ответ инфицированного дыхательные пути. Такой комплексный и простой подход к оценке пневмонии позволяет быстро и надежной оценки влияния генетических и экологических манипуляций при легочном врожденного иммунитета.
Introduction
Внебольничная пневмония остается ведущей причиной смерти от инфекции в США, с небольшим общим изменением показателей смертности за последние 40 лет , несмотря на улучшение вакцинации и антибиотиков стратегий 1,2. Несмотря на отсутствие заметного прогресса на уровне общественного здравоохранения, в последние годы драматические успехи были достигнуты в нашем понимании молекулярном и клеточном патогенеза пневмонии, причем многие из этих шагов вперед стало возможным за счет использования мышиных моделях легочной инфекции. Генетический трактабильность мыши, подобие мышиного и иммунной системы человека, а также широкий спектр мышиных ориентированных на иммунологических реагентов, которые стали коммерчески доступными были вместе способствовали быстрому прогрессу области.
мышиных моделях бактериальной пневмонии, описанной в литературе, как правило, на которые ссылается один из четырех технических маршрутов для патогена прививки: I) аэрозолизацию; б) ВВЕДЕНИАнасаль доставки; III) пероральной доставки; и IV) хирургический интратрахеальное инъекции (т.е., трахеотомия) 3. Все маршруты инфекции имеют свои преимущества и недостатки 3. В частности, относительно воздействия верхних дыхательных путей, потенциал для примесью oronasal флоры, требования к общей анестезии, изменчивость посевного материала, подаваемого в дистальной легкого, распределение долевой поставляемых патогенов, требований технических знаний, а также процедурный заболеваемости широко различаются эти подходы.
Широко используемые методы пероральные инфекции включают эндотрахеальную (трансларингеальной) катетеризацию либо через «слепого» (не визуализируется) подхода, или под прямой визуализации гортани 3-5. Оба метода, в то время как надежные, требуют существенной подготовки, а также несут риск травмы верхних дыхательных путей. В настоящем докладе мы опишем технически неинтенсивное, неинвазивный, недорогой и быстрый метод пероральной инфекции, шНастоящим бактерии (Klebsiella пневмонии в приведенном примере) пипеткой в ротоглотки наркозом мыши доставляются в легкие с помощью аспирации (т.е., ингаляции). Мы и другие успешно 6-9 использовали технику аспирационной пневмонии. Этот универсальный и легко узнали способ легкого доставки может быть продлен до поставки многих дополнительных не-едких веществ в легкие, в том числе цитокинов и других белков, патоген-ассоциированных молекул (например, липополисахаридными), клетки (например, усыновитель передачи), и токсины (например, блеомицин). В дополнение к обсуждению важных технических соображений, мы также описывают комплексный количественный подход к оценке последующего ответа хозяина к пневмонии, в том числе вниз по течению измерения бактериального клиренса (т.е. колониеобразующих единица [КОЕ] Количественное в легких и периферических органах) и лейкоцитарного накопление в воздушном пространстве.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мышиные модели бактериальной пневмонии, в партнерстве с генной ориентации и в естественных условиях биологических и фармакологических вмешательств, обеспечили критические идеи в легочную хозяина защитной реакции. Большие успехи были достигнуты , в частности , в нашем понимании ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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).
Materials
| 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 |
References
- Mizgerd, J. P. Acute lower respiratory tract infection. N Engl J Med. 358 (7), 716-727 (2008).
- Waterer, G. W., Rello, J., Wunderink, R. G. Management of community-acquired pneumonia in adults. Am J Respir Crit Care Med. 183 (2), 157-164 (2011).
- Mizgerd, J. P., Skerrett, S. J. Animal models of human pneumonia. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 294 (3), L387-L398 (2008).
- Revelli, D. A., Boylan, J. A., Gherardini, F. C. A non-invasive intratracheal inoculation method for the study of pulmonary melioidosis. Front Cell Infect Microbiol. 2, 164 (2012).
- Morales-Nebreda, L., et al. Intratracheal administration of influenza virus is superior to intranasal administration as a model of acute lung injury. J Virol Methods. 209, 116-120 (2014).
- Aujla, S. J., et al. IL-22 mediates mucosal host defense against Gram-negative bacterial pneumonia. Nat Med. 14 (3), 275-281 (2008).
- Chen, K., et al. Th17 cells mediate clade-specific, serotype-independent mucosal immunity. Immunity. 35 (6), 997-1009 (2011).
- Draper, D. W., et al. ATP-binding cassette transporter G1 deficiency dysregulates host defense in the lung. Am J Respir Crit Care Med. 182 (3), 404-412 (2010).
- Robinson, K. M., et al. Influenza A exacerbates Staphylococcus aureus pneumonia by attenuating IL-1beta production in mice. J Immunol. 191 (10), 5153-5159 (2013).
- Mizgerd, J. P. Molecular mechanisms of neutrophil recruitment elicited by bacteria in the lungs. Semin Immunol. 14 (2), 123-132 (2002).
- Balamayooran, G., Batra, S., Fessler, M. B., Happel, K. I., Jeyaseelan, S. Mechanisms of neutrophil accumulation in the lungs against bacteria. Am J Respir Cell Mol Biol. 43 (1), 5-16 (2010).
- Quinton, L. J., et al. Hepatocyte-specific mutation of both NF-kappaB RelA and STAT3 abrogates the acute phase response in mice. J Clin Invest. 122 (5), 1758-1763 (2012).
- Gowdy, K. M., et al. Key role for scavenger receptor B-I in the integrative physiology of host defense during bacterial pneumonia. Mucosal Immunol. 8 (3), 559-571 (2015).
- Madenspacher, J. H., et al. p53 Integrates host defense and cell fate during bacterial pneumonia. J Exp Med. 210 (5), 891-904 (2013).
- Brain, J. D., Knudson, D. E., Sorokin, S. P., Davis, M. A. Pulmonary distribution of particles given by intratracheal instillation or by aerosol inhalation. Environ Res. 11 (1), 13-33 (1976).
- Card, J. W., et al. Gender differences in murine airway responsiveness and lipopolysaccharide-induced inflammation. J Immunol. 177 (1), 621-630 (2006).
- Ivanov, I. I., et al. Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria. Cell. 139 (3), 485-498 (2009).
- Hooper, L. V., Littman, D. R., Macpherson, A. J. Interactions between the microbiota and the immune system. Science. 336 (6086), 1268-1273 (2012).
