क्रोनिक साल्मोनेला संक्रमण प्रेरित आंत्र फाइब्रोसिस
Summary
इस प्रोटोकॉल का वर्णन करता है साल्मोनेला संचालित आंत्र फाइब्रोसिस के एक माउस मॉडल है कि transmural सूजन और फाइब्रोसिस सहित Crohn रोग के प्रमुख रोग पहचान जैसा दिखता है. इस विधि मेजबान कारकों है कि उत्परिवर्ती चूहों एक C57Bl/6 आनुवंशिक पृष्ठभूमि पर बनाए रखा का उपयोग कर फाइब्रोटिक परिणामों को बदलने का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
Abstract
कोलेजन जैसे extracellular मैट्रिक्स के रोग संचय द्वारा विशेषता ऊतक फाइब्रोसिस लगातार सूजन और डिस्विनियमित मरम्मत का परिणाम है। सूजन आंत्र रोग (आईबीडी) में, फाइब्रोसिस आवर्तक सख्त संरचनाओं की ओर जाता है जिसके लिए सर्जिकल लकीर के अलावा कोई प्रभावी चिकित्सा नहीं है। इसकी देर से शुरुआत के कारण, फाइब्रोसिस ड्राइव करने वाली प्रक्रियाओं का कम अध्ययन किया जाता है और काफी हद तक अज्ञात होता है। इसलिए, फाइब्रोटिक जटिलताओं IBD में एक बड़ी चुनौती का प्रतिनिधित्व करते हैं. इस प्रोटोकॉल में, आंतों फाइब्रोसिस के विवो मॉडल में एक मजबूत वर्णन किया गया है जहां C57Bl/6 चूहों के स्ट्रेप्टोमाइसिन पूर्व उपचार के बाद टीका ग्रेड साल्मोनेला टाइफिमरियम के साथ मौखिक गैवेज द्वारा पीछा किया जाता है -AroA उत्परिवर्ती लगातार रोगज़नक़ उपनिवेशन की ओर जाता है और सीकम का फाइब्रोसिस एस तैयार करने के लिए पद्धति टीका लगाने के लिए Typhimurium -AroA, सीकम और प्लीहा में रोगज़नक़ भार की मात्रा, और आंतों के ऊतकों में कोलेजन जमाव का मूल्यांकन समझाया जाता है. यह प्रयोगात्मक रोग मॉडल मेजबान कारकों की जांच करने के लिए उपयोगी है जो या तो सीडी की तरह आंतों के फाइब्रोसिस को बढ़ाते हैं या बढ़ा देते हैं।
Introduction
अल्सरेटिव कोलाइटिस (यूसी) और क्रोहन रोग (सीडी) आईबीडी के दो प्रमुख रूप हैं और गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट 1,2के पुराने और relapsing सूजन विकारों के रूप में विशेषता है। इन विकारों का रोगियों के जीवन की गुणवत्ता पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। IBD के लक्षण पेट में दर्द, दस्त, मतली, वजन घटाने, बुखार, और थकान3शामिल हैं. हाल के अध्ययनों से आनुवंशिक और पर्यावरणीय कारकों की पहचान की गई है जो रोग रोगजनन में योगदान करते हैं; ऐसा माना जाता है कि ऐसे जोखिम कारक उपकला बाधा के विघटन में योगदान देते हैं जिसके परिणामस्वरूप ल्यूमिनल एंटीजन4का स्थानांतरण या अधिक नमूना होता है . एक परिणाम के रूप में, यह आंतों की प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा मध्यस्थता commensal वनस्पति के लिए एक aberant भड़काऊ प्रतिक्रिया शुरू करता है4. आईबीडी से जुड़ी जटिलताओं की विशेषताएं जीआई ट्रैक्ट से परे साइटों तक पहुंच सकती हैं जो जोड़ों, त्वचा और यकृत1,2सहित विभिन्न अंगों को प्रभावित करती हैं। यूसी के हॉलमार्क में गंभीर और फैलाना सूजन शामिल है जो आमतौर पर बृहदान्त्र1में स्थानीयकृत होती है . रोग विकृति आंत्र के श्लेष्म और सबम्यूकोसा को प्रभावित करती है जिसके परिणामस्वरूप सतही म्यूकोसल अल्सरेशन1होता है . इसके विपरीत, सीडी जीआई पथ के किसी भी हिस्से को प्रभावित कर सकता है हालांकि रोग के सबूत आमतौर पर बृहदान्त्र और दूरस्थ ileum2में पाया जाता है। इसके अलावा, सीडी में सूजन transmural है, आंत्र दीवार2के सभी परतों को प्रभावित.
आईबीडी की पहचान किए गए अनेक आईबीडी संवेदनशीलता जीनों से यह संकेत मिलता है कि उपकला बाधा या प्रतिरक्षा का विविनियमन रोग की प्रगति5के लिए महत्वपूर्ण योगदानकर्ता हैं . मोनोसाइट्स द्वारा व्यक्त न्यूक्लिओटाइड ओलिगोमराइजेशन डोमेन 2 (NOD2) में उत्परिवर्तन सीडी के लिए बढ़ी हुई संवेदनशीलता के साथ जुड़े पाए गए; इसमें जीवाणु घटकों औररोग6 के परिवर्तित सहज प्रतिरक्षा का पता लगाने के बीच एक कड़ी पर प्रकाश डाला गया है . हाल ही में जीनोम-वाइड एसोसिएशन अध्ययन (जीडब्ल्यूएएस) ने आईबीडी के रोगजनन में संभावित रूप से शामिल अतिरिक्त रास्ते का पता लगाया है जिसमें आनुवंशिक बदलाव शामिल हैं: STAT1, NKX2-3, IL2RA, IL23R निर्भर रास्ते अनुकूली प्रतिरक्षा से जुड़ा हुआ , MUC1, MUC19, और PTGER4 आंत्र बाधा रखरखाव में , और ATG16L– मध्यस्थताautophagy 7,8,9. हालांकि इन जनसंख्या आधारित आनुवंशिकी अध्ययनआईबीडी के बारे में हमारी समझ में वृद्धि हुई है, लेकिन केवल संवेदनशीलता alleles शुरू करने और पुरानी बीमारी3को बनाए रखने में अपर्याप्त हैं. आंत microbiome संरचना में परिवर्तन और विविधता में कमी सहित अन्य गैर आनुवंशिक कारकों आंतों की सूजन के साथ जुड़ा हुआ है. हालांकि, यह स्पष्ट नहीं है कि आंत डिस्बिओसिस से पहले होता है या डिस्विनियमित प्रतिरक्षाप्रतिक्रियाओं 3का परिणाम है। हालांकि आईबीडी के ईटियोलॉजी स्पष्ट नहीं है, रोग के रोगजनन के बारे में हमारी समझ आंतों की सूजन के प्रयोगात्मक माउस मॉडल द्वारा बढ़ाया गया है10,11. इन मॉडलों को व्यक्तिगत रूप से पूरी तरह से मानव रोग की जटिलता का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं, लेकिन वे pathophysiological रास्ते है कि IBD के लिए प्रासंगिक हो सकता है और अस्थायी चिकित्सीय रणनीतियों के सत्यापन के लिए स्पष्ट करने के लिए मूल्यवान हैं10, 11| इस तरह के माउस मॉडल आम तौर पर रासायनिक प्रेरण या संक्रमण, प्रतिरक्षा सेल हस्तांतरण, या आनुवंशिक हेरफेर द्वारा सूजन की शुरुआत पर भरोसा करते हैं। इसके अलावा, इन रणनीतियों अक्सर उपकला अखंडता या जन्मजात या अनुकूली प्रतिरक्षा के मॉडुलन में क्षोभ शामिल है.
साल्मोनेला एंटरिका सीरोवार्स आंतों के रोगजनक हैं जो मनुष्यों और चूहों को संक्रमित कर सकते हैं। घूस के बाद, साल्मोनेला एपिथेलिया, एम कोशिकाओं, या एंटीजन पेश कोशिकाओं12के प्रत्यक्ष आक्रमण से आंत उपनिवेश कर सकते हैं। चूहे एस के साथ मौखिक रूप से संक्रमित Typhimurium मुख्य रूप से जीआई पथ12में अपेक्षाकृत कम बहुतायत के साथ तिल्ली और मेसेंटेरिक लिम्फ नोड्स के रूप में प्रणालीगत साइटों के उपनिवेशमें परिणाम है . हालांकि, स्ट्रेप्टोमाइसिन के साथ चूहों के pretreatment सामान्य microbiota13के मेजबान सुरक्षात्मक प्रभाव को कम करके आंत के साल्मोनेला उपनिवेशन की दक्षता को बढ़ाता है। इस मॉडल की पैथोलॉजिकल विशेषताओं में उपकला बाधा, ग्रैन्युलोसाइट भर्ती, और गंभीर एडीमा13के विघटन या अल्सर शामिल हैं। वैकल्पिक रूप से, टीका ग्रेड एस के साथ संक्रमण Typhimurium ]AroA उत्परिवर्ती cecum और बृहदान्त्र के पुराने उपनिवेशन की ओर जाता है कि संक्रमण14के बाद 40 दिन तक बनी रहती है . एस. Typhimurium [AroA तनाव खुशबूदार अमीनो एसिड के biosynthesis में एक दोष है; यह उत्परिवर्ती तनाव avirulent renders और एक अत्यधिक प्रभावी टीका15के रूप में उपयोग किया जा सकता है . चूहों में मौखिक संक्रमण एक Th1- और Th17-cytokine संबद्ध भड़काऊ प्रतिक्रिया की ओर जाता है, व्यापक ऊतक remodeling, और कोलेजन बयान. ऊतक विकृति प्रो-फाइब्रोटिक कारक जैसे TGF-जेड 1, CTGF, और IGF14के ऊंचा स्तर के साथ जुड़ा हुआ है। इस मॉडल में रिपोर्ट transmural फाइब्रोटिक scarring सख्त संरचनाओं की याद ताजा करती है अक्सर IBD में मनाया जाता है. साल्मोनेला द्वारा फाइब्रोसिस को शामिल करने के लिए साल्मोनेला रोगजनकता द्वीपों (एसपीआई)-1 और 2 12द्वारा विरुलेशन की आवश्यकता होती है . महत्वपूर्ण बात, यह एस. Tymphimurium ]AroA संक्रमण मॉडल उत्परिवर्ती चूहों में फाइब्रोटिक प्रतिक्रियाओं के अध्ययन के लिए एक उपयोगी प्रणाली है एक C57/Bl6 पृष्ठभूमि पर बनाए रखा. C57/Bl6 तनाव एस के लिए बेहद संवेदनशील है Typhiumurim SL1344 जीन में एक हानि के समारोह उत्परिवर्तन के कारण संक्रमण प्राकृतिक प्रतिरोध संबद्ध मैक्रोफेज प्रोटीन एन्कोडिंग (NRAMP)-116,17. हमने पाया है कि आईएल-17ए और आरओआर-निर्भर जन्मजात लसीकाभ कोशिकाएं इस मॉडल18में रोगजनन में महत्वपूर्ण योगदान देती हैं।
सीडी की एक प्रमुख जटिलता कोलेजन2,19सहित अतिरिक्त कोशिकीय मैट्रिक्स (ईसीएम) का डिस्रेविनियमित और अत्यधिक जमा करना है. हालांकि जीआई पथ के पुनर्जनन के लिए एक अपेक्षाकृत उच्च क्षमता है, फाइब्रोटिक scarring अनसुलझे घाव उपचार प्रतिक्रियाओं है कि पुरानी और गंभीर सूजन के साथ जुड़े रहे हैं के कारण पैदा कर सकते हैं20,21. सीडी में, यह ऊतक वास्तुकला पर हानिकारक प्रभाव में परिणाम महत्वपूर्ण अंग हानि के लिए अग्रणी21,22. सीडी में पाई जाने वाली सूजन की ट्रांसमरल प्रकृति अंततः लक्षणीय स्टेनोसिस या सख्त गठन21से संबंधित आंत्र दीवार की मोटाई से पहले होती है . इस जटिलता22के लिए लगभग एक तिहाई सीडी रोगियों को आंत्र लकीर की आवश्यकता होती है . आईबीडी में कोई प्रभावी एंटी-फाइब्रोटिक उपचार नहीं है, यह देखते हुए कि इम्यूनोसप्रेसेंट जैसे कि अजाथियोपिनयान या एंटी-टीएनएफजेड जीवविज्ञान का कोई प्रभाव नहीं पड़ता है या केवल मामूली रूप से सर्जिकल हस्तक्षेप ों की आवश्यकता को कम किया जाता है19,23 . जबकि फाइब्रोसिस को पुरानी सूजन का परिणाम माना जाता है , फाइब्रोब्लास्ट्स और पेरिसाइट्स जैसे मेसेन्काइमल मूल की कोशिकाओं को फाइब्रोटिक scarring21,24में ईसीएम के प्राथमिक सेलुलर स्रोत माना जाता है । जीर्ण एस Typhimurium -AroA संक्रमण आंत्र फाइब्रोसिस का एक मजबूत माउस मॉडल है कि सीडी की तरह सुविधाओं के रोगजनन में अंतर्दृष्टि की पेशकश कर सकते हैं.
Protocol
Representative Results
Discussion
IBD के रोगजनन की हमारी समझ आंतों की सूजन के माउस मॉडल द्वारा काफी बढ़ाया गया है। हालांकि इस तरह के व्यक्तिगत मॉडल जटिल और बहुकारक मानव रोग की सभी विशेषताओं recapitulate नहीं है, वे रोग प्रगति की प्रमुख विशेषताओं ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम ऊतक विज्ञान सेवाओं के लिए इंग्रिड बार्टा धन्यवाद देते हैं।
Materials
| 2 ml round bottom safe lock tubes | Eppendorf | 22363344 | |
| Stainless steel beads | Qiagen | 69989 | |
| PBS | Gibco | 10010031 | |
| Large-Orifice Pipet Tips | Fisher | 2707134 | |
| 2 mL megablock plates | Sarstedt | 82.1972.002 | |
| Gavage needles | FST | 18061-22 | |
| Streptomycin sulfate | Sigma | S9137 | |
| Mixer mill | Retsch | MM |
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