光側に来る: In Vivo糖尿病ヘアレス マウス モデルにおける慢性創傷における緑膿菌バイオ フィルム感染症の監視
Summary
ここで我々 はリアルタイム、非侵襲的発光緑膿菌のバイオ フィルム創傷感染の監視のヘアレス マウスを用いた新規糖尿病マウスモデルをについて説明します。このメソッドは、他の菌種と複数種バイオ フィルムを含む、遺伝子組換え微生物の感染症を評価および antibiofilm 戦略の有効性をテストして合わせることができます。
Abstract
慢性の傷、特に糖尿病患者での構造化されたバイオ フィルムとしての細菌の存在は、創傷治癒や解像度を防ぐためと考えられます。慢性マウスモデルの傷は、微生物とホストの間の根本的な相互作用を理解するために使用されています。これまで開発したモデルは、髪の動物の使用は、細菌による傷組織のターミナル ・ コレクションに依存します。これらのモデルに重要な洞察を得た、この実験動物の大きい数が必要です、サンプリングは時間がかかります。慢性創傷におけるバイオ フィルムの進行を評価するいくつかの最適な革新を組み込んだ新規マウスモデルを開発した:) それは毛の取り外しのための必要性を排除、ヘアレス マウスを利用してb) 永続化の即時評価とホストにこれらのコミュニティの効果を可能にする傷に前もって形成されたバイオ フィルムを適用されます。c) 遺伝子組み換え生物発光菌緑膿菌、感染症の研究ごとに必要な動物の数を減らすをリアルタイムで監視できるように、光を定量化することでバイオ フィルムの進行を監視します。このモデルで単一の全深さの傷は STZ 誘発糖尿病マウスの裏面に生産、膿発光ひずみ Xen 41 のバイオ フィルムを接種しました。傷からの光出力生体内イメージング システムに、生体内でその場で急速なバイオ フィルムの可視化と傷内バイオ フィルム細菌の局在に毎日記録されます。この手法は柔軟な遺伝子組み換え種、複数種バイオ フィルムなど、他の微生物を調査する使用することができ、抗菌閉塞性ドレッシングを含む抗バイオ フィルム戦略をテストで特別な価値があります。
Introduction
バイオ フィルムの慢性の傷1の解像度が低い要因として強調表示されている高分子物質のマトリックスに埋め込まれた微生物の複雑なコミュニティであります。これらの高度に組織化された、永続的な微生物集団の研究は、四肢周辺変質的な知覚メカニズムに血行不良が検出されない病変2につながる糖尿病の患者のため特に重要です。アメリカ合衆国では、糖尿病患者の 15% は自分たちの生活の中に、少なくとも 1 つの潰瘍を開発すると推定されます。これは無量の感情的、社会的負担を述べない治療3,4で約 280 億ドルの経済的な支出に変換します。傷のベッドで癒しのイベントでこれらのバイオ フィルムに与える影響を永続化する微生物ができる要因を理解することは、影響を受ける患者のためのより良いケアを駆動し、新しい処置のアプローチの開発を推進することが不可欠です。したがって、再現で変換可能な体内細菌のホストの相互作用の探索にモデルの確立が重要です。
慢性の傷でバイオ フィルムの影響を研究する、マウスモデルを正常に開発されています。ただし、これらのモデルは、しばしば、髪の種を利用し、犠牲にされた動物が、時間がかかり、高価なから摘出組織の細菌細胞のプレート カウントによってバイオ フィルム クリアランスを評価します。
感染症の評価における動物の終了点サンプリング バイオフォトニック代替最初、Contagらにより提案されました。(1995 年)5,人は抗生物質の治療効果を測定する恒常発光サルモネラから発光をキャプチャする手法を開発しました。他の生物発光発光細菌の活用の研究が続いた。たとえば、Rochettaら。(2001 年)6検証を激化させた電荷結合素子を用いた発光を測定することにより大腸菌太もも感染症のマウスを研究する感染症モデルおよび後で、Kadurugamuwaら。(2003 年)7は黄色ブドウ球菌マウスにおけるカテーテル治癒モデルにおけるいくつかの抗生物質の有効性を調査するための設計されたひずみの性質を発光の光子を利用しました。
ここで特徴づけられるメソッドを提示ヘアレス マウスの糖尿病を誘発する、制作し膿の前もって形成された発光バイオ フィルムで傷を予防接種、バイオフォトニック感染のモニタリングを実施する簡単なプロトコル生体内でイメージ投射システムを使用しています。直通快速、その場で、慢性の傷でバイオ フィルムを評価する非侵襲的かつ定量的プロセスを提供していますさらに、詳細な分析により、癒しの顕微鏡イメージング傷、断続的な採血のためなどサイトカイン測定と組織学のためのターミナルの組織コレクション。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここで我々 は、翻訳、再現性のある、柔軟なモデルの作成に多くの利点を持つ糖尿病慢性創傷でバイオ フィルムの研究のための新しいマウスモデルをについて説明します。
最初の技術革新は、ヘアレス マウスの使用です。糖尿病の慢性創傷治癒の10、11を勉強する他のマウスのモデルが開発されているが、すべてはワックス?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らはこの作業 (グラント # #7-13-BS-180)、トレーニングと、生体内でイメージ投射システムへのアクセスを提供するためミシガン州立大学研究技術支援施設を支援する米国糖尿病協会を感謝したいとミシガン州大学調査病理組織学的研究室マウス生検病理組織学的検査のためを処理するため
Materials
| Opsite | Smith & Nephew | Model 66000041 | Smith & Nephew Flexfix Opsite Transparent Adhesive Film Roll 4" x 11yards |
| SKH-1 mice Crl:SKH1-Hrhr | Charles River Breeding Laboratories | SKH1 | Hairless mice, 8 weeks old |
| Streptozotocin (STZ) | Sigma Aldrich | S0130-1G | Streptozocin powder, 1g |
| AccuChek glucometer | Accu-Chek Roche | Art No. 05046025001 | ACCU-CHEK CompactPlus Diabetes Monitoring Care Kit |
| Pseudomonas aeruginosa Xen 41 | Perkin Elmer | 119229 | Bioluminescent Pseudomonas aeruginosa |
| Polycarbonate membrane filters | Sigma Aldrich | P9199 | Millipore polycarbonate membrane filters with 0.2 μm pore size |
| Dulbelcco phosphate buffer saline (DPBS) | Sigma Aldrich | D8537 | PBS |
| Tryptic soy agar | Sigma Aldrich | 22091 | Culture agar |
| Meloxicam | Henry Schein Animal Health | 49755 | Eloxiject (Meloxicam) 5mg/mL, solution for injection |
| 10% povidone-iodine (Betadine) | Purdue Products LP | 301879-OA | Swabstick, Betadine Solution. Antiseptic. Individ. Wrapped, 200/case |
| 4% paraformaldehyde | Fisher Scientific | AAJ61899AK | Alfa Aesar Paraformaldehyde, 4% in PBS |
| Capillary glass tube | Fisher Scientific | 22-362-566 | Heparinized Micro-Hematocrit Capillary Tubes |
| Silicone to make splints | Invitrogen Life Technologies Corp | P-18178 | Press-to-Seal Silicone Sheet, 13cm x 18cm, 0.5mm thick, set of 5 sheets |
| Tryptic soy broth | Sigma Aldrich | 22092 | Culture broth |
| IVIS Spectrum | Perkin Elmer | 124262 | In vivo imaging system |
| IVIS Spectrum Isolation chamber | Perkin Elmer | 123997 | XIC-3 animal isolation chamber |
| HEPA filter | Teleflex | 28022 | Gibeck ISO-Gard HEPA Light number 28022 |
| Biopsy punches | VWR International Inc | 21909-142 | Disposable Biopsy Punch, 5mm, Sterile, pack of 50. |
| Biopsy punches | VWR International Inc | 21909-140 | Disposable Biopsy Punch, 4mm, Sterile, pack of 50. |
| Glucose | J.T.Baker | 1916-01 | Dextrose, Anhydrous, Powder |
| Citric acid | Sigma Aldrich | C2404-100G | Citric Acid |
| Mastisol | Eloquest Healthcare | HRI 0496-0523-48 | Mastisol Medical Liquid Adhesive 2/3 mL vial, box of 48 |
| Corning 96-well black plates | Fisher Scientific | 07-200-567 | 96-well clear bottom black polysterene microplates |
| 25 gauge 5/8 inch needle | BD | 305122 | Regular bevel needle |
| Bransonic M Ultrasonic Cleaning Bath | Branson Ultrasonics | N/A | Ultrasonic Cleaner |
References
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