마우스 모델을 평가 타고 난 면역 반응 포도 상 구 균 감염

Summary

피부 부상에 타고 난 면역 반응의 실시간 탐지 및 쥐의 포도 상 구 균 감염에 대 한 접근 방식을 설명 합니다. 비교 LysM EGFP 여 쥐 (형광 neutrophils 보유) LysM EGFP와 잡종 immunodeficient 마우스 스트레인, 우리가 미리 감염에 대 한 우리의 이해 및 감염을 방지 하는 방법의 개발.

Abstract

황색 포도상구균 (S. 구 균) 감염, 메 티 실린 내성 얼룩을 포함 하 여 보건 의료 시스템에 대 한 엄청난 부담 있습니다. 매년 등반 S. 구 균 감염의 발병 률, 그것의 pathogenicity 추가 연구에 대 한 수요가 있다. 전염 성 질환의 동물 모델 호스트 병원 체 응답의 우리의 이해를 전진 하 고 효과적인 치료제의 개발으로 이어질. 호 중구는 감염 떨어져 벽 세균성 클리어런스; 촉진 하 농 양을 형성 하 여 S. 구 균 감염을 제어 하는 타고 난 면역 반응에서 기본 역 종종 S. 구 균 피부 감염을 침투 하는 호 중구 수가 질병 결과와 상관 한다. 향상 된 녹색 형광 단백질 (EGFP) Lysozyme M (LysM) 발기인 지역 (주로 호 중구에 의해 표현)에 삽입, 소유 하는 LysM EGFP 마우스와 함께에서 사용 될 때 vivo에서 전체 동물 형광 이미징 (FLI) 제공를 상처 입은 피부에 호 중구 이주 noninvasively 및 경도 측정을 의미 합니다. 발광 S. 구 균 과 결합 될 때 긴장과 순차적 vivo에서 전체 동물 발광 영상 (BLI), 그것은 경도 호 중구 모집 역학과의 사이트에서 vivo에서 세균성 부담 모니터링 가능 해상도 또는 죽음 감염의 발병에서 마 취 생쥐에 감염. 마우스는 더 효과적인 식민과 인간에서 감염을 촉진 하는 S. 구 균 에 의해 생산 독성 요인의 수를 방지. 영구 미 균 검사를 더 민감한 동물 모델을 제공 하는 immunodeficient 쥐 감염 및 치료의 능력을 타고 난 면역 반응 향상. 여기, 우리는 야생-타입 LysM EGFP 쥐 S. 구 균 피부 상처 감염 조사를 함께 MyD88 불충분 한 쥐 (LysM-EGFP × MyD88^-/- 생쥐) 자란 LysM EGFP 마우스에 응답을 특징. Multispectral 동시 탐지 vivo에서 FLI, vivo에서 씨를 사용 하 여 세균성 부담을 사용 하 여 호 중구 모집 역학의 연구를 활성화 하 고 상처 치유 경도 noninvasively 시간이 지남에.

Introduction

황색 포도상구균 (S. 구 균) 피부 및 연 조직 감염 (SSTIs) 미국¹의 대부분을 차지 한다. 발생률 감염 지난 2 년간², 지 속성의 메커니즘 및 새로운 치료 전략의 발견의 연구 동기 부여 동안 꾸준히 증가 메 티 실린 내성 S. 구 균 (MRSA)의. MRSA 감염에 대 한 치료의 표준 조직 항생제 치료, 하지만 시간³ MRSA 항생제에 저항력이 점점 되고있다 그리고 이러한 약물에 특히 부정적인 건강 효과 일으키는 호스트의 유익한 미생물을 점감 할 수 있다 아이 들⁴. 전 임상 연구⁵MRSA 감염 치료 하는 대체 전략 검사 하지만 번역 클리닉에 이러한 접근 호스트 면역 반응⁶저지 독성 요인의 출현으로 인해 어려운 입증 했다. 드라이브 미 균 SSTIs 호스트 병원 체 역학을 해 부, 우리 비 침범 성 결합 및 호 중구 수의 경도 판독 상처 침대에 세균성 풍부의 운동 측정을 가진 모집 영역 상처.

호 중구는 인간과 세균 감염⁷초 동 조치에서 가장 풍부한 순환 백혈구. 호 중구는 반응성 산소 종, 프로 테아 제, 항균 성 펩 티 드 및 기능적인 응답의 생산을 포함 하 여 그들의 살 균 메커니즘으로 인해 미 균 감염에 대 한 효과적인 호스트 응답에 대 한 필요한 구성 요소 식 균 작용 및 호 중구 extracellular 함정 생산^8,9를 포함 하 여. Chediak-히가시 증후군 등 만성 granulomatous 질환 호 중구 기능에 유전 결함을 가진 인간 환자는 S. 구 균 감염에 걸릴을 보여줍니다. 또한, 환자 유전자 (예: 선 천 성 호 중구 감소 증)와 인수 (예: 화학 요법 환자에서 호 중구 감소 증) 결함에 호 중구 수는 또한 S. 구 균 감염¹⁰에 매우 취약. 지우기 S. 구 균 감염에서 호 중구의 중요성을 감안할 때, 그들의 면역 능력을 강화 하거나 S. 구 균 병 변 내에서 그들의 숫자를 튜닝은 감염을 해결에 효과적인 전략을 증명할 수 있습니다.

지난 10 년간, 형광 호 중구 기자와 유전자 변형 쥐 그들의 밀매^11,12연구 개발 되었습니다. 호 중구 기자 마우스 전체 동물 이미징 기술을 결합 조직 및 장기에 호 중구의 spatiotemporal 분석을 허용 합니다. S. 구 균의 발광 종자와 결합 하면, S. 구 균 풍요에 대 한 응답에서 호 중구의 축적을 추적 하 고 세균 독성의 맥락에서 지 속성 요소는 직접 및 간접적으로 영향을 받는 조직^13,14,,1516호 중구 수 교란

마우스는 인간 보다 미 균 독성 및 면역 회피 메커니즘을 적습니다. 따라서, 야생-타입 마우스의 효능을 조사 하는 이상적인 동물 모델을 되지 않을 수 있습니다는 만성 S. 구 균 치료 치료 주어진 감염. MyD88 불충분 한 쥐 (즉, MyD88^-/- 생쥐), 부족 기능 interleukin-1 수용 체 (IL-1R) 및 통행세 같이 수용 체 (TLR) 신호, 표시 S. 구 균 감염에 비해 더 큰 민감성 immunocompromised 마우스 스트레인 야생-타입 마우스¹⁷ 그리고 피부¹⁸에 S. 구 균 감염의 사이트에 호 중구 매매에 장애. MyD88^-/- 생쥐에서 형광 호 중구 기자를 보유 하 고 있는 마우스 스트레인의 개발 조사 현재 neutrophil에 비해 S. 구 균 감염을 치료 하는 요법의 효능에 대 한 대체 모델을 제공 하고있다 기자 쥐입니다.

이 프로토콜에서 우리 immunocompromised LysM EGFP × MyD88^-/- 생쥐에서 S. 구 균 감염을 특성화 하 고 시간 과정 및 LysM EGFP 쥐과 감염의 해상도 비교. LysM-EGFP × MyD88^-/- 생쥐 해결 되지 않으면, 만성 감염을 개발 하 고 8 일 후 감염에 굴복 하는 75%. 초기 호 중구 채용에 중요 한 결함 발생의 감염, 염증 성 단계 이상 72 h 그리고 감염의 후반 단계에서 50% 적은 neutrophils 모집. LysM-EGFP × MyD88^-/- 생쥐에 게 특정 스트레인의 새로운 치료 기술 현재에 비해 S. 구 균 감염을 대상으로 효능을 평가 하는 엄격한 전 임상 모델의 증가 자화 율 모델을 야생-타입 쥐, 감염에 대 한 타고 난 면역 반응 향상을 목표로 특히 기법을 활용 합니다.

Protocol

모든 마우스 연구 검토 되었다 기관 동물 관리 및 사용 위원회 UC 데이비스에 의해 승인 및 동물 복지 행위와 건강 연구 연장 행위의 지침에 따라 수행 했다. 동물 들과 함께 작업 하는 경우 멸 균 장갑을 사용 해야 합니다. 1. 마우스 소스 및 주택 LysM-eGFP 마우스 C57BL/6J 유전 배경에 파생12위에서 설명한 대로. LysM-EGFP × MyD88-/- 마우스 C57BL/6J 배경?…

Representative Results

LysM-EGFP × MyD88-/- 생쥐는 LysM EGFP 마우스 보다 S. 구 균 감염에 더 취약 S. 구 균 이 연구, ALC290618, 에 사용 된의 스트레인 라이브 하 고 적극적으로 metabolizing 박테리아에서 발광 신호를 생성 하는 럭 스 구조를 포함 하는 플라스 미드와 함께 건설 되었다. 쥐에 주사 하는 경우 경도…

Discussion

S. 구 균 감염 모델 발광 S. 구 균 을 활용 하는 전체 동물 vivo에서 광학 이미징의 고급 기술 함께에서 형광 호 중구 기자 마우스에서 감염 고급는 타고 난의 우리의 지식을 감염에 면역 반응입니다. 이전 LysM EGFP 마우스를 사용 하 여 연구는 최대 S. 구 균 감염 된 상처를 감염의 첫 24 시간 동안을 1 x 10⁷ 호 중구 모집¹⁴, 그리고 상처 모집 neutrophils 확장 그?…

Materials

14 mL Polypropylene Round-Bottom Tube	Falcon	352059
6mm Disposable Biopsy Punch	Integra Miltex	33-36
Bioluminescent S. aureus	Lloyd Miller, Johns Hopkins	ALC 2906 SH1000
Bovine Blood Agar, 5%, Hardy Diagnostics	VWR	10118-938
Buprenoprhine hydrochloride injectable	Western Medical Supply	7292	0.3 mg/mL
C57BL/6J Mice	Jackson Labratory	000664
Chloramphenicol (crystalline powder)	Fisher BioReagents	BP904-100
DPBS (1X)	Gibco	14190-144
Insulin Syringes	Becton, Dickson and Company	329461	.35 mm (28 G) x 12.7 mm (1/2'')
IVIS Spectrum In Vivo Imaging System	Perkin Elmer	124262
Living Image Software – IVIS Spectrum Series	Perkin Elmer	128113
LysM-eGFP Mice	Thomas Graff Albert Einstein College of New York	NA
Microvolume Spectrophotometer	ThermoFisher Scientific	ND-2000
MyD88 KO Mice	Jackson Labratory	009088
Non-woven sponges	AMD- Ritmed Inc	A2101-CH	5 cm x 5 cm
Povidone Iodine 10% Solution	Aplicare	697731
Prism 7.0	GraphPad Software	License
Tryptic Soy Broth	Becton, Dickson and Company	211825