표현형 높은 처리량 분석<em> 살모넬라 엔테</em> 티피 뮤 리움 협회, 침략, 그리고 대 식세포에서의 복제
Summary
체외 표현형 살모넬라 또는 다른 세균성 협회, 침윤 및 높은 처리량과 식세포에서 복제에 높은 처리량 분석이 개발되었다. 방법은 호스트 병원체 상호 작용에서의 침범 위해 살모넬라 유전자 녹아웃 돌연변이 균주를 평가하기 위해 사용 하였다.
Abstract
살모넬라 종은 인수 공통 병원균과 인간과 가축 한 식품 매개 질환의 주요 원인이다. 살모넬라 -host 상호 작용을 기본 메커니즘을 이해 살모넬라 감염의 분자 기전을 규명하는 것이 중요하다. 겐타 마이신 보호 분석은 높은 처리량 검사가 RAW 264.7 쥐의 대 식세포를 사용하여 호스트 상호 작용에 살모넬라 엔테 혈청 형 티피 뮤 리움의 삭제 돌연변이의 역할을 정의 할 수 있도록 적응했다 식세포에서 살모넬라 협회, 침략과 복제를 표현형.이 프로토콜에서 분산을 야생형 및 돌연변이 균주 여러 동일 배양 접시에서 동시에 테스트 할 수 있기 때문에 측정에서 크게, 표준 프로토콜에 비해 감소된다. 멀티 채널 피펫을 사용하면 처리량을 증가시키고, 정밀도를 향상시킨다. 또한, 우려가 적은 호 사용에 관한96 – 웰 배양 접시에 웰당 성 세포를 해결 하였다. 여기서, 대 식세포를 사용하여 시험 관내 변형 된 살모넬라 침윤 분석의 프로토콜이 성공적으로 연관, 침윤 및 세포 내 복제 38 개인 살모넬라 결실 돌연변이 표현형을 사용 하였다. 체외 표현형은 일부는 이후 동물 모델에서 생체 내 표현형에있는 것이 확인되었다되게됩니다. 따라서, 수정 된, 표준화 된 분석은 높은 처리량이 세균 숙주의 상호 작용을 연구하기 위해보다 광범위하게 이용 될 수있는 대 식세포에서 살모넬라 협회, 침윤 및 복제 표현형.
Introduction
Nontyphoidal 살모넬라 균은 모든 척추 동물의 장내 질환의 중요한 원인이됩니다. 인간의 살모넬라증은 최고 세균성 식중독 질병 일 중 하나입니다. 자신의 동물 호스트와 살모넬라 균의 상호 작용을 뒷받침하는 분자 메커니즘의 특성은 주로 감염의 조직 문화와 동물 모델에서 살모넬라 엔테 혈청 형 티피 뮤 리움 (STM)의 연구를 통해 달성된다. STM-호스트 상호 작용에 대한 통찰력을 확보하는 것은 우리가 살모넬라 균은 생존과 숙주 세포 내부에 성장하는 방법을 이해하는 데 도움이됩니다. 이러한 상호 작용을 연구의 첫 번째 과제는 호스트와 병원체 모두에서 가능한 한 많은 참여 요인을 파악하는 것입니다,하지만, 이러한 노력은 주로, 동시에 두 개의 독립적 인 복잡한 생물학적 시스템 즉, 호스트 및 살모넬라 균을 다루는 중요한 문제로 막혀, 생리 학적 조건 하에서. 또한, 큰 repert살모넬라 균의 oire 잠재적 호스트 상호 작용에 관여하는 요인을 인코딩 호스트 유전자는 이러한 문제를 해결하기 위해 높은 처리량 생물 플랫폼이 필요합니다.
수정, 표준화 된 분석은 가능성이 살모넬라 -host 상호 작용에 관여하는 유전자의 큰 세트를 검사하기 위해 개발 된 높은 처리 용량 대 식세포에서 살모넬라 협회, 침략과 복제를 표현형. 겐타 마이신 보호 분석은 1973이 개발되었지만, 첫째 철저하게 1994 3,4에 Elsinghorst에 의해 설명되었다. 지금은 살모넬라 5,6 포함한 생체 많은 세포 내 세균성 병원체를 공부하기위한 표준 도구가되었습니다. 내면화 된 세균은 진핵 세포 (3)를 통과 할 수 겐타 마이신 등 일부 항생제에 의해 살해되지 않도록. 이 현상을 이용하여, 겐타 마이신 보호 분석법은 세포 (BA)의 생존 및 성장을 측정cterial 병원균. 감염 동안 세 개의 이벤트, 즉 진핵 세포 침윤 및 복제와 관련하여, 감염, 겐타 마이신 처리하고, 또한 배양 (도 1) 사이의 시간 간격에 따라 세포 내 박테리아 병원균에 대해 평가 될 수있다. 진핵 세포주는 호스트 병원체 상호 작용 연구에 대한 중요한 동물 모델보다 덜 복잡하며 생리적 환경을 제공한다.
겐타 마이신 보호 분석은 STM-호스트 상호 작용을 연구하는 적절한 플랫폼이지만, 24 – 웰 배양 접시에있는 표준 분석은 낮은 처리량을 갖는다. 생체 데이터 셋의 전산 분석은 약 300 호스트 유전자 제품 (게시되지 않은 데이터)와 상호 작용 할 것으로 예상되는 149 살모넬라 균의 유전자 산물을 확인했다. 겐타 마이신 표준 보호 분석법 효율적 돌연변이 숫자를 표현형 능력이 없다.
와 T에서이온, 겐타 마이신 보호 분석은 이론적으로도 단일 세균의 침입을 감지 할 수 있습니다. 다른 시간에 반복되면이 때문에 고유 감도, 원시 데이터는 기술적 차이에 민감하다. 내부 통제 및 정상화 후 상대 데이터 프레 젠 테이션 결과의 의미 해석에 필수적이다. 이러한 고려 사항을 감안할 때, 변성 표준화 겐타 마이신 보호 분석은 테스트 능력을 향상하고 정밀도를 높이기 위해 개발되었다.
다음의 상세한 프로토콜은 96 – 웰 배양 접시 및 뮤린 RAW264.7 대 식세포 세포주를 사용하여 개질 겐타 마이신 보호 분석을 수행하기 위해 도시되어있다. 24 웰 배양 접시에서 표준 프로토콜에 비해 수정 된 프로토콜은 다음과 같은 장점이있다 : 1) 96 – 웰 배양 접시를 사용하여 충분한 통계적인 힘을 가진 내부 양성 및 음성 컨트롤을 포함하여 phenotyped 할 10 가지 돌연변이 균주를 허용을;돌연변이 균주가 동일 배양 접시에서 동시에 시험 때문에 2) 결과의 편차가 현저하게 감소된다; 운전자의 피로를 줄이는 동시에 3) 멀티 채널 피펫을 사용하면 처리량을 증가시킨다. 마지막으로, 24 – 웰 배양 접시에 비하여 96 – 웰 배양 접시에 웰당 이하 숙주 세포 우려 프로토콜 최적화 및 표준화를 통해 해결 하였다.
요약하면, 대 식세포에서 체외 표현형 살모넬라 또는 다른 세균성 협회, 침윤 및 복제에 변경됨 표준화 분석은 정밀도 향상과 작업자의 피로를 감소시키면서 높은 처리 능력을 달성한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
겐타 마이신 보호 분석법 널리 숙주 세포 내부의 세포 내 박테리아 병원균의 침입 및 복제를 연구하는 데 사용되며, 특히 그 내습 감염 하나를 설정하기위한 필수 공정이다 살모넬라와 같은 병원체를 연구하는데 중요한 생물학적 도구이다. 살모넬라 연구 커뮤니티의 표준 겐타 마이신 보호 분석은 24 웰 배양 접시 5에서 구현된다. 48 또는 96 웰 플레이트의 사용…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 프로젝트는 (AJB 및 LGA, R01 AI076246에 대한) 건강 NIAID의 국립 연구소에 대한 보조금에 의해 부분적으로 지원되었다. 살모넬라 균 돌연변이 수집은 부분적으로 국민 건강 보조금 연구소 (MM를 들어, U01 A152237-05, R01 AI07397-01, R01 AI039557-11 및 R01 AI075093-01) HAP, R21에 대한 부분적으로 건강 보조금의 국립 연구소에 의해, (에 의해 지원되었다 AI083964-01, 1R0 1AI083646-01, 1R56AI077645, R01 AI075093). 우리는 복제 도금 및 컬렉션의 돌연변이를 확인하기위한 스테 Prowollik 감사합니다.
Materials
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Life Technologies | 11965 | |
| Fetal bovine serum | HyClone | SH30910.03 | |
| T-75 cell culture flask vented filter cap | Nest Biotechnology | 708003 | |
| 100X Non-Essential Amino Acids | Life Technologies | 11140 | |
| Cell scraper | BD Falcon | 353086 | |
| 96-well cell culture plate | Corning Incorporated | 3595 | |
| Luria-Bertani (LB) broth | MP Biomedicals | 3002-075 | |
| 14 mL Polypropylene Round-Bottom Tube | BD Falcon | 352059 | |
| PBS pH7.4 (1x) | Life Technologies | 10010 | |
| Triton X-100 | Sigma | T-8787 | |
| Kanamycin solution | Sigma | K0254 | |
| Gentamicin solution | Sigma | G1272 | |
| 0.25% Trypsin-EDTA | Life Technologies | 25200 | |
| Trypan blue | Sigma | T8154 |
References
- Haraga, A., Ohlson, M. B., Miller, S. I. Salmonellae interplay with host cells. Nat Rev Microbiol. 6, 53-66 (2008).
- Mandell, G. L. Interaction of intraleukocytic bacteria and antibiotics. The Journal of clinical investigation. 52, 1673-1679 (1973).
- Elsinghorst, E. A. Measurement of invasion by gentamicin resistance. Methods Enzymol. 236, 405-420 (1994).
- Elsinghorst, E. A., Weitz, J. A. Epithelial cell invasion and adherence directed by the enterotoxigenic Escherichia coli tib locus is associated with a 104-kilodalton outer membrane protein. Infect Immun. 62, 3463-3471 (1994).
- Behlau, I., Miller, S. I. A PhoP-repressed gene promotes Salmonella typhimurium invasion of epithelial cells. J Bacteriol. 175, 4475-4484 (1993).
- Hueck, C. J., et al. Salmonella typhimurium secreted invasion determinants are homologous to Shigella Ipa proteins. Mol Microbiol. 18, 479-490 (1995).
- Steele-Mortimer, O. Infection of epithelial cells with Salmonella enterica. Methods Mol Biol. 431, 201-211 (2008).
- Foster, J. W., Spector, M. P. How Salmonella survive against the odds. Annu Rev Microbiol. 49, 145-174 (1995).
- Edwards, A. M., Massey, R. C. Invasion of human cells by a bacterial pathogen. Journal of visualized experiments JoVE. 10, (2011).
- Molinari, G., et al. The role played by the group A streptococcal negative regulator Nra on bacterial interactions with epithelial cells. Mol Microbiol. 40, 99-114 (2001).
- Van der Velden, A. W., Lindgren, S. W., Worley, M. J., Heffron, F. Salmonella pathogenicity island 1-independent induction of apoptosis in infected macrophages by Salmonella enterica serotype typhimurium. Infect Immun. 68, 5702-5709 (2000).
- Santos, R. L., Zhang, S., Tsolis, R. M., Baumler, A. J., Adams, L. G. Morphologic and molecular characterization of Salmonella typhimurium infection in neonatal calves. Vet Pathol. 39, 200-215 (2002).
- Lawhon, S. D., et al. Role of SPI-1 secreted effectors in acute bovine response to Salmonella enterica Serovar Typhimurium a systems biology analysis approach. PLoS One. 6, e26869 (2011).
- Drecktrah, D., Knodler, L. A., Galbraith, K., Steele-Mortimer, O. The Salmonella SPI1 effector SopB stimulates nitric oxide production long after invasion. Cell Microbiol. 7, 105-113 (2005).
