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Abstract
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Immunology and Infection

라임 병 연구의 변속기 및 Xenodiagnosis에 대한 동물에 진드기의 먹이

Published: August 31, 2013
doi:
10.3791/50617
, , ,
1Division of Bacteriology & Parasitology, Tulane National Primate Research Center,Tulane University Health Sciences Center

Summary

라임 병은 북미에서 가장 일반적으로보고 된 벡터 매개 질병입니다. 원인 물질은 보렐리 아 burgdorferi는 Ixodid 진드기에 의해 전송 spirochete 박테리아입니다. 동물 모델에서 감염의 전송 및 검출은 우리가 여기에서 설명하는 진드기의 먹이의 사용에 최적화되어 있습니다.

Abstract

라임 병, 보렐리 아 burgdorferi의 병인의 전송은, 포유류의 호스트에 틱 Ixodes 종의 부착 및 혈액 공급에 의해 발생합니다. 자연 속에서,이 동물 매개 세균성 병원체는 저수지의 다양한 호스트를 사용할 수 있지만 흰색 발이 마우스 (Peromyscus의 leucopus)는 북아메리카에있는 애벌레와 nymphal 틱의 기본 저장소입니다. 인간은 가장 자주 B. 감염 부수적 호스트입니다 nymphal 단계. B.에있는 진드기에 물린 상처에 의해 burgdorferi burgdorferi는 enzootic주기를 통해 그 호스트에 적응하므로 포유류의 호스트에서이 나선상 세균과 그 효과의 기능을 탐색 할 수있는 기능은 진드기 먹이를 사용해야합니다. 또한, (탐지 및 감염원의 복구를위한 자연 벡터를 사용하여) xenodiagnosis의 기술은 암호화 된 감염의 연구에 유용하고있다. 얻기 위해서는 nymphal 해당 항구 B. 틱 burgdorferi,틱은 모세관 튜브를 통해 문화에 살고있는 나선상 세균을 공급하고 있습니다. 두 동물 모델 쥐와 인간이 아닌 영장류가 가장 일반적으로 진드기의 먹이를 포함하는 라임 병 연구에 사용됩니다. 우리는이 진드기에 공급, 감염 또는 xenodiagnosis 하나에 대한 동물에서 복구 할 수있는 방법을 보여줍니다.

Introduction

2011 년, 라임 병은 북미 (에서 6 번째로 가장 흔한 전국적으로 신고 대상 질병이었다 http://www.cdc.gov/lyme/stats/index.html ). B. burgdorferi는 모두 유전자 및 항원 (1 검토), 다양한 미생물이다. 그것의 유전 적 구성에 큰 (> 900 KB) 염색체를 포함하는 플라스미드의 내용이 분리 사이에서 변화하는 21 플라스미드 (12 선형, 9 원)까지. 대부분은 플라스미드 오픈 리딩 프레임의 90 % 이상이 알려진 세균 서열 2,3와 관련이없는,이 spirochete에 대해 알게 될 것입니다. B. burgdorferi 호스트 면역의 잠재적 인 공격 대상으로 항원의 다양한 제공합니다. 그러나, 치료 감염은 종종 지속. 틱 환경과 척추 호스트 환경과 나선상 세균의 상호 작용은 B.에 의해 적응을 필요로 감염 과정을 통해 burgdorferi. 여러 플라스미드 인코딩유전자는 차등 온도, pH, 세포 밀도 및 진드기의 라이프 사이클 4-8에서도 스테이지의 변화에 응답하여 표현되는 것으로 알려져있다.

B. 연구 자연 경로로 감염 다음의 enzootic주기 전반에 걸쳐 burgdorferi 적응 및 호스트 응답은 적절한 동물 모델에서 틱을 공급하는 능력에 의존한다. 이러한 연구 결과는 B. 항구 진드기를 생성하는 기술 과제를 충족 burgdorferi하고 모델 호스트 틱의 효율적인 전송 및 / 또는 공급을 보장한다. 또한, 감염된 진드기의 억제 및 복구가 필수적이다. 사용되는 모델에 따라 마우스와 라임 병 연구에 중요한 도구 역할을 각각의 인간이 아닌 영장류이다. B.에 대한 자연 저수지 호스트 흰 발이 마우스와 마찬가지로 burgdorferi는 실험실 마우스 B.에 의해 지속적인 감염을 지원하는 매우 취약 호스트입니다 9 burgdorferi. FOL이러한 C3H 변형 등의 질병 감염 마우스의 감염을 lowing, 나선상 세균은 피부, 방광, 근육, 관절, 심장 등의 여러 조직에 배포. 감염에 대한 염증 반응은 질병 심장과 관절 조직을 초래할. 나선상 세균이 호스트에서 지속 전염성 남아 있지만, 염증성 병변이없는 인간의 과정과는 달리, 간헐적 될 수 있습니다. 마우스 모델 따라서 B에 많은 정보를 제공하고 있습니다 관절염과 심장 염과 면역 반응 10-12 호스트를 포함 burgdorferi에 의한 병리. 틱 벡터 13-21에서 전송에 대한 몇 가지 필요한이 같은 병원체의 관점에서, 차별적 포유류 감염시 표현 특정 유전자가 특징으로하고 있습니다.

여러 동물 종 라임 병 (22)를 연구하는 데 사용되었습니다 만, 붉은 털 원숭이는 가장 밀접하게 인간의 질병 (23)의 멀티 기관 문자를 모방. 다른과는 달리동물 모델은, 홍반 이행 증, 심장 염, 관절염, 및 말초, 중추 신경 시스템의 신경 장애 등의 질병 발현의 폭은 짧은 꼬리 원숭이에서 관찰된다. 생쥐, B의 저수지 호스트 초기와 후기 – 전파 양상이 드문 9 동안 burgdorferi는, 질병, 마우스 긴장과 24 세에 따라 다릅니다. 또한, 다른 설치류, 토끼 목, 그리고 개 부대는 모든 B.에서 신경 질환을 전시하는 실패 burgdorferi 감염 25. 중요한 것은, 짧은 꼬리 원숭이는 라임 borreliosis, 즉, 초기 지역화, 조기 파종 및 말기 라임 병 26-28 3 단계의 특징적인 증상을 나타낸다. 홍반 이행 증 (EM)는 인간의 경우 29 70 ~ 80 %가 발생하는 것으로 생각되고, 또한 붉은 털 원숭이 (28, 30)에서 볼 수있다. 감염 후, 나선상 세균은 여러 기관에 접종의 사이트에서 배포. Spirochetal DNA 골격 무에서 검출 된scles, 심장, 방광, 말초 신경 및 신경 얼기뿐만 아니라 중추 신경계 (뇌, 뇌간 및 소뇌, 척수 및 경막) 31.

저장 능력은 32 ~ 36를 연구와 B의 연구에서 틱 쥐에 먹이가, 진드기 식민지의 전파를 위해 우리와 다른 연구 팀에 의해 활용되고 있습니다 burgdorferi는 37-40을 발병. 이 기술은 또한 xenodiagnosis 생쥐 41-44 백신 효능의 시험에 사용되었다. 우리는 Ixodes 모델 개발 28 인간이 아닌 영장류에 틱 공급 한 백신의 효능 (45)의 연구 및 지속성 후 항생제 치료 (46)의 평가에 xenodiagnosis하십시오. 그 항구 B. 틱 burgdorferi는 나선상 세균이 생활 단계를 통해 전송 될 때, 감염된 마우스에 애벌레를 공급하고 연구에 약충을 사용하여 천연 enzootic 사이클에서 유지 될 수있다. 이 보고서에우리는 야생형 또는 돌연변이 B.에 감염된 진드기를 생성하는 방법에 대한 지시 burgdorferi, 모세관 튜브 수유를 사용하여. 이것은 또한 마이크로 인젝션 (47)에 의해 침지 (48)에 의해 달성 될 수있다. B. 인공 도입 목적 진드기, 누구의 투과율을 알 수없는 돌연변이 균주를 연구 할 수있는 높은 감염률과 진드기의 그룹을 생성하고, 깨끗하고, 그렇지 않으면 감염되지 않은 진드기 식민지를 유지하여 오류 가능성을 줄이기 위해에 burgdorferi. 봉쇄 및 구비 틱 복구를 보장 할 수 있도록 또한, 우리는 마우스와 인간이 아닌 영장류에 진드기 먹이를 보여줍니다. 진드기의 먹이의 사용은 B. 면역 반응의 미래 연구에 필수적이다 burgdorferi 감염, 잠재적 인 라임 백신의 효능과 신비로운 감염의 검출을위한 xenodiagnosis.

Protocol

라임 병 연구를위한 동물에 따라 눈금 접종 및 먹이의 실험 개요는 그림 1에 묘사되어있다. 1. 접종 Nymphal Ixodes는 B. 눈금을 모세관 튜브 수유를 사용 burgdorferi 틱 조작을 수행 할 때, 탄성 소매, 장갑, 일회용 불룩한 모자​​와 흰색 실험실 코트를 착용하고 있습니다. 우리의 기술은 브로드 등. (49)에 의해?…

Representative Results

그들은 전송을 위해 동물에 공급되기 전에 모세 혈관 공급의 완료 후, 진드기는 일반적으로 2 ~ 3 주간 23 ° C에서 휴식 있습니다. 모세관 수유 기술을 사용하여, 우리는 공급의 90 % 이상이 항구 B. 틱 것을 발견했다 burgdorferi. 긍정적 인 진드기의 비율이 세탁에 의해 결정된다 다음의 미세 튜브 모양의 유 봉과 멸균 PBS에서 그들을 분쇄, 과산화수소, 에탄올 틱. 중장 내용은 PBS에 유출은 ?…

Discussion

그 항구 B. 틱 얻기 위해 하류 연구에 burgdorferi, 진드기가 될 수있다 : (1) 애벌레 단계에 감염된 생쥐에 공급 (2) B.에 몰입 하나 애벌레 또는 nymphal 단계 48에서 burgdorferi 문화 (3) B를 미세 주입 burgdorferi 47 또는 (4) 모세관 튜브 공급 B. burgdorferi 49. 각 방법은 진드기의 많은 부분이 감염 항구 B.에 사용되는 것을 보장하기위한…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자는 기술 지원 니콜 Hasenkampf 아만다 Tardo을 감사드립니다. 우리는 또한 Drs에 감사드립니다. 모세관 수유 방법에 대한 명령의 린든 후진타오와 아드리아나 마르케스 LeFlap 견제 장치의 추천, 그리고 박사 리자 게른. 이 작품은 NIH / NCRR 그랜트 8 P20 GM103458-09 (MEE)에 의해 연구 자원을위한 국립 센터와 보조금 P51OD011104/P51RR000164을 통해 건강의 국립 연구소의 연구 인프라 프로그램의 사무실 (ORIP)에 의해 지원되었다.

Materials

Reagent
BSK-H Sigma B-8291
Ketamine HCl
Tangle Trap coating Paste Ladd research T-131
SkinPrep Allegro Medical Supplies 177364
LeFlap, 3″ x 3″ Monarch Labs
Hypafix tape Allegro Medical Supplies 191523
SkinBond Allegro Medical Supplies 554536
UniSolve Allegro Medical Supplies 176640
Biatane Foam, adhesive 4″x4″ Coloplast 3420
DuoDerm CGF Dressing – 4″ x 4″, (3/4)” adhesive border Convatec 187971
Nonhuman primate jackets with flexible 2″ back panels; add drawstrings at top and bottom Lomir Biomedical Inc.
EQUIPMENT
Pipet puller David Kopf Instruments Model 700C
Dark field microscope Leitz Wetzlar Dialux
Dissecting microscope Leica Zoom 2000
Mouse caging Allentown caging
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References

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Embers, M. E., Grasperge, B. J., Jacobs, M. B., Philipp, M. T. Feeding of Ticks on Animals for Transmission and Xenodiagnosis in Lyme Disease Research. J. Vis. Exp. (78), e50617, doi:10.3791/50617 (2013).
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