चूहे में प्रेरण और प्रायोगिक बैक्टीरियल निमोनिया की phenotyping के लिए एक गैर-आक्रामक और तकनीकी तौर पर गैर-गहन विधि
Summary
कई तरीकों चूहों में बैक्टीरियल निमोनिया मॉडलिंग के लिए साहित्य में वर्णित किया गया है। इस के साथ साथ, हम oropharynx में pipetted एक जीवाणु inoculum की आकांक्षा (यानी, साँस लेना) के माध्यम से निमोनिया उत्प्रेरण के लिए एक गैर इनवेसिव, सस्ती, तेजी से विधि का वर्णन है। फेफड़े के सहज प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के मूल्यांकन के लिए डाउनस्ट्रीम तरीकों में भी विस्तृत रहे हैं।
Abstract
समुदाय का अधिग्रहण निमोनिया एक प्रमुख सार्वजनिक स्वास्थ्य समस्या बनी हुई है हालांकि, बैक्टीरियल निमोनिया की murine मॉडल ने हाल ही में अंतर्निहित सेलुलर और आणविक रोगजनन की हमारी समझ में महत्वपूर्ण प्रगति के preclinical मदद की है। विवो में माउस मॉडल एकीकृत फिजियोलॉजी और में मेजबान बचाव प्रतिक्रिया के लचीलेपन पर कब्जा एक तरह से वैकल्पिक, पूर्व vivo दृष्टिकोण सरलीकृत द्वारा खुलासा नहीं किया। कई तरीकों चूहों में बैक्टीरिया की intrapulmonary टीका, aerosolization सहित intranasal वितरण, 'अंधा और कल्पना की शर्तों के तहत peroral अंतःश्वासनलीय केन्युलेशन, और ट्रांसक्यूटेनस अंतःश्वासनलीय केन्युलेशन के लिए साहित्य में वर्णित किया गया है। सभी तरीकों रिश्तेदार गुण और सीमाएं हैं। इस के साथ साथ, हम विस्तार से वर्णन बैक्टीरिया की intratracheal डिलीवरी के लिए एक गैर इनवेसिव तकनीकी रूप से गैर-गहन, सस्ती, और तेजी से विधि है कि माउस द्वारा आकांक्षा (यानी, साँस लेना) शामिल हैसामान्य संज्ञाहरण के तहत जबकि oropharynx में pipetted एक संक्रामक inoculum की। इस विधि गैर कास्टिक जैविक और रासायनिक एजेंटों की एक विस्तृत विविधता के फेफड़े के वितरण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, और यहां तक कि फेफड़े के प्रक्रियाओं के साथ कम से कम पूर्व अनुभव के साथ प्रयोगशालाओं के लिए अपेक्षाकृत आसान सीखना है। आकांक्षा निमोनिया विधि का वर्णन करने के अलावा, हम भी बाद में इन विवो माउस के फेफड़े सहज प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया, विशेष रूप से परख करने की क्रिया के लिए कदम-दर-कदम प्रक्रिया प्रदान करते हैं बैक्टीरियल निकासी और संक्रमित एयरवे के सेलुलर प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया बढ़ाता के लिए तरीकों। निमोनिया आकलन करने के लिए इस एकीकृत और सरल दृष्टिकोण फेफड़े के जन्मजात प्रतिरोधक क्षमता पर आनुवांशिक और पर्यावरणीय जोड़तोड़ के प्रभाव का तेजी से और मजबूत मूल्यांकन के लिए अनुमति देता है।
Introduction
समुदाय का अधिग्रहण निमोनिया अमेरिका में संक्रमण से मौत का प्रमुख कारण बना हुआ है, थोड़ा समग्र और एंटीबायोटिक रणनीतियों 1,2 टीकाकरण के क्षेत्र में सुधार के बावजूद पिछले 40 वर्षों में मृत्यु दर में परिवर्तन के साथ। सार्वजनिक स्वास्थ्य के स्तर पर प्रत्यक्ष प्रगति की कमी के बावजूद, हाल के वर्षों में नाटकीय प्रगति आगे फेफड़े में संक्रमण के माउस मॉडल के उपयोग के द्वारा ही संभव बनाया इन कदमों से कई के साथ निमोनिया की आणविक और सेलुलर रोगजनन की हमारी समझ में किया गया है। माउस के आनुवंशिक शिक्षणीयता, murine और मानव प्रतिरक्षा प्रणाली, और murine-लक्षित immunologic अभिकर्मकों के विशाल सरणी है कि व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हो गए हैं की समानता एक साथ क्षेत्र का तेजी से प्रगति की है।
साहित्य में वर्णित बैक्टीरियल निमोनिया के माउस मॉडल आम तौर पर रोगज़नक़ टीका के लिए चार में से एक तकनीकी मार्गों पर भरोसा है: i) aerosolization; ii) Intranasal वितरण; iii) peroral वितरण; और चतुर्थ) सर्जिकल intratracheal इंजेक्शन (यानी, ट्रेकिआटमी) 3। संक्रमण के सभी मार्गों के फायदे और नुकसान 3 लोगों की है। oronasal वनस्पति, सामान्य संज्ञाहरण के लिए आवश्यकताओं के मिश्रण के लिए ऊपरी airway के विशेष रूप से, रिश्तेदार जोखिम, क्षमता में, बाहर का फेफड़ों के लिए दिया inoculum दिया रोगाणुओं की लोबार वितरण, तकनीकी विशेषज्ञता की आवश्यकताओं, और प्रक्रियात्मक रुग्णता की परिवर्तनशीलता इन भर में व्यापक रूप से भिन्न दृष्टिकोण।
आमतौर पर इस्तेमाल किया peroral संक्रमण तकनीक अंतःश्वासनलीय (translaryngeal) के माध्यम से या तो एक 'अंधा (गैर कल्पना की) दृष्टिकोण, या सीधे laryngeal दृश्य 3-5 के तहत केन्युलेशन शामिल हैं। दोनों तरीकों, जबकि मजबूत, पर्याप्त प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है और यह भी ऊपरी airway को आघात के जोखिम ले। वर्तमान रिपोर्ट में, हम peroral संक्रमण का एक, तकनीकी रूप से गैर गहन गैर इनवेसिव, सस्ती, और तेजी से विधि का वर्णन है, wइसके द्वारा बैक्टीरिया (बशर्ते उदाहरण में क्लेबसिएला निमोनिया) एक anesthetized माउस के oropharynx आकांक्षा (यानी, साँस लेना) के माध्यम से फेफड़ों के लिए वितरित कर रहे हैं में pipetted। हम और दूसरों को आकांक्षा निमोनिया तकनीक को सफलतापूर्वक 6-9 इस्तेमाल किया है। इस बहुमुखी और आसानी से सीखा फेफड़ों-वितरण पद्धति, साइटोकिन्स और अन्य प्रोटीन, रोगज़नक़ जुड़े अणुओं (जैसे, lipopolysaccharide), कोशिकाओं (यानी, दत्तक हस्तांतरण) सहित फेफड़े, के लिए कई अतिरिक्त गैर-कास्टिक एजेंटों के वितरण के लिए बढ़ाया जा सकता है और विषाक्त पदार्थों (जैसे, bleomycin)। महत्वपूर्ण तकनीकी कारणों पर चर्चा करने के अलावा, हम भी निमोनिया करने के बाद मेजबान प्रतिक्रिया का आकलन करने के लिए एक एकीकृत, मात्रात्मक दृष्टिकोण का वर्णन, बैक्टीरियल क्लीयरेंस के बहाव के माप (यानी, कॉलोनी बनाने इकाई [CFU] फेफड़े और परिधीय अंगों में quantitation) और ल्युकोसैट सहित हवाई क्षेत्र में संचय।
Protocol
Representative Results
Discussion
बैक्टीरियल निमोनिया की murine मॉडल, जीन को निशाना बनाने के साथ और इन विवो जैविक और औषधीय उपायों में भागीदारी फेफड़े मेजबान बचाव प्रतिक्रिया में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान की है। महान अग्रिम से…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported in part by the Intramural Research Program of the National Institutes of Health, National Institute of Environmental Health Sciences (Z01 ES102005).
Materials
| Klebsiella pneumoniae, serotype 2 | ATCC | 43816 | |
| Tryptic soy broth | Becton Dickenson | 211825 | |
| Excel Safelet IV Catheters, 18G x 1 1/4" | Claflin Medical Equipment | MEDC-031122 | |
| Hema 3 Solution 1 | Fisher | 23-122-937 | |
| Hema 3 Solution 2 | Fisher | 23-122-952 | |
| Hema 3 Fixative | Fisher | 23-122-929 | |
| 27½ gauge tuberculin syringes | Fisher | 14-826-87 | |
| Lithium heparin plasma collectors | Fisher | 2675187 | |
| L-shaped disposable spreaders | Lab Scientific | DSC | |
| 1x PBS, pH 7.4 | prepared in-house | n/a | Distilled water (5 L), NaCl (40 g), KCl (1 g), Na2HPO4 (5.75 g), KH2PO4 (1 g) |
| ACK lysis buffer | prepared in-house | n/a | NH4Cl (4.145 g), KHCO3 (0.5 g), EDTA (18.6 mg), bring up to 500 ml with distilled water and pH to 7.4 |
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