Farelerde Deneysel Bakteriyel Pnömoni İndüksiyonunun ve fenotipleme bir Non-invaziv ve Teknik Olmayan yoğun Yöntem
Summary
Çeşitli yöntemler, farelerde bakteriyel pnömoni modelleme için literatürde tarif edilmiştir. Bu yazıda, orofarinksin pipetle bakteriyel inokulum aspirasyonu (yani, inhalasyon) yoluyla zatürree uyarılması için bir non-invaziv, ucuz, hızlı bir yöntem açıklanmaktadır. akciğer doğal bağışıklık yanıtının değerlendirilmesi için aşağı akış yöntemleri de ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Abstract
Toplum kökenli pnömoni, önemli bir halk sağlığı sorunu olmaya devam etmekle beraber, bakteriyel pnömoni fare modelleri son zamanlarda yatan hücresel ve moleküler patogenezi anlayışımızda önemli preklinik gelişmeler kolaylaştırmıştır. In vivo fare modelleri konak savunma tepkisi entegre fizyolojisini ve dayanıklılığını yakalamak bir şekilde alternatif basitleştirilmiş ex vivo yaklaşımlar ortaya değildir. Çeşitli yöntemler intrapulmoner aerosol içeren farelerde bakterilerin aşılanmasından, Burun içinden tatbikat, "kör" ve görsel koşullar altında oral endotrakeal kanülasyon ve deri endotrakeal kanülasyon için literatürde tarif edilmiştir. Tüm yöntemler göreceli yararları ve sınırlamaları vardır. Bu yazıda, detaylı fare ile aspirasyon (yani, inhalasyon) içeren bakterilerin intratrakeal teslimat için, non-invaziv teknik olarak yoğun olmayan, ucuz ve hızlı bir yöntem tarifise genel anestezi altında orofarenks pipetle bir bulaşıcı inokulum. Bu yöntem olmayan yakıcı biyolojik ve kimyasal maddeler, çok çeşitli akciğer verilmesi için kullanılan, ve hatta solunum prosedürlere az deneyimi olan Laboratuvar öğrenmek nispeten kolay olabilir. Aspirasyon pnömonisi yöntemi açıklayan ek olarak, aynı zamanda, özellikle, in vivo fare akciğer doğal immün yanıtının daha sonra analiz edilmesi için adım adım prosedürleri sağlayan bakteriyel açıklık ve enfekte solunum hücresel bağışıklık tepkisi ölçülmesi için yöntemler. pnömoni değerlendirmesine Bu entegre ve basit bir yaklaşım pulmoner doğuştan gelen bağışıklık üzerine genetik ve çevresel manipülasyon etkisi hızlı ve sağlam değerlendirme için izin verir.
Introduction
Toplum kökenli pnömoni aşılama iyileştirmeler ve antibiyotik stratejileri 1,2 rağmen son 40 yılda ölüm oranlarında küçük genel değişiklikle, ABD'de enfeksiyon ölümlerin başta gelen nedenidir. halk sağlığı düzeyinde algılanabilir ilerleme olmamasına rağmen, son yıllarda dramatik gelişmeler öne akciğer enfeksiyonu fare modellerinin kullanımı ile mümkün bu adımların çoğu ile, pnömoni moleküler ve hücresel patogenezinin yapılmıştır. farenin genetik izlenebilir, murin ve insan bağışıklık sistemi ve ticari olarak temin edilebilir hale gelmiştir murin hedefli immünolojik reaktifler geniş bir dizi benzerliği bir araya alan hızlı bir ilerleme kolaylaştırmıştır.
literatürde tarif bakteriyel pnömoni Fare modelleri genellikle patojen aşılama için dört teknik yolları üzerine dayanıyordu: i) aerozolizasyonuna; ii) geçişsizanasal dağıtım; iii) oral doğum; ve iv) cerrahi intratrakeal enjeksiyon (yani, trakeotomi) 3. Enfeksiyonun tüm yolları avantajları ve dezavantajları 3 var. oronazal florası, genel anestezi için gereksinimleri karışım özellikle, göreceli üst solunum yolunun maruz kalma potansiyeli distal akciğer teslim inokulum teslim patojenlerin lober dağılımı, teknik uzmanlık gereksinimleri ve prosedürel morbidite değişkenliği bu çapında büyük ölçüde değişiklik yaklaşımlar.
Yaygın kullanılan oral enfeksiyon teknikleri veya doğrudan laringeal görselleştirme 3-5 altında bir 'kör' (non-görüntülenmiştir) yaklaşımı ya vasıtasıyla endotrakeal (translaryngeal) kanül içerir. Her iki yöntem de, sağlam iken, önemli eğitim gerektiren ve aynı zamanda üst solunum travma riski taşımaktadır. Mevcut raporda, w, oral enfeksiyon teknik, yoğun olmayan non-invaziv, ucuz ve hızlı bir yöntem tarifburada bakteriler (verilen örnekte Klebsiella pneumoniae) aspirasyon (yani, inhalasyon) yoluyla akciğerlere iletilir bir anestezi fare orofarenks pipetlenir. Biz ve diğerleri başarıyla 6-9 aspirasyon pnömonisi tekniği kullandık. Bu çok yönlü ve kolayca öğrenilebilir akciğer dağıtım yöntemi, sitokinlere ve başka proteinlere, patojenle ilişkili moleküller (örneğin lipopolisakkarid), hücrelerin (örneğin, adoptif transfer) da dahil olmak üzere akciğer, pek çok ek olmayan kostik maddelerin iletimi için uzatılabilir ve toksinler (örneğin, bleomisin). Önemli bir teknik konuları ele ek olarak, aynı zamanda alt-bakteriyel açıklık ölçümünde (yani, koloni oluşturan birim [CFU] akciğer ve periferik organlarda miktar tayini), lökosit gibi pnömoni sonraki ana cevabın değerlendirilmesi için entegre, kantitatif bir yaklaşım tarif hava sahasında birikimi.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bakteriyel pnömoni Murin modelleri, pulmoner konak savunma tepkisi içine kritik anlayışlar sağladı, gen hedefleme ve in vivo biyolojik ve farmakolojik girişimlerin ortak oldular. Büyük gelişmeler enfekte hava sahasında 10,11 nötrofillerin işe yöneten kemokinler ve adezyon moleküllerinin anlayışımızda özellikle yapılmıştır. Pnömoni in vivo modelleri, hücre bazlı veya alternatif yaklaşımlar aksine, aynı zamanda endokrin içine anahtar anlayışlar sağlad…
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 |
References
- Mizgerd, J. P. Acute lower respiratory tract infection. N Engl J Med. 358 (7), 716-727 (2008).
- Waterer, G. W., Rello, J., Wunderink, R. G. Management of community-acquired pneumonia in adults. Am J Respir Crit Care Med. 183 (2), 157-164 (2011).
- Mizgerd, J. P., Skerrett, S. J. Animal models of human pneumonia. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 294 (3), L387-L398 (2008).
- Revelli, D. A., Boylan, J. A., Gherardini, F. C. A non-invasive intratracheal inoculation method for the study of pulmonary melioidosis. Front Cell Infect Microbiol. 2, 164 (2012).
- Morales-Nebreda, L., et al. Intratracheal administration of influenza virus is superior to intranasal administration as a model of acute lung injury. J Virol Methods. 209, 116-120 (2014).
- Aujla, S. J., et al. IL-22 mediates mucosal host defense against Gram-negative bacterial pneumonia. Nat Med. 14 (3), 275-281 (2008).
- Chen, K., et al. Th17 cells mediate clade-specific, serotype-independent mucosal immunity. Immunity. 35 (6), 997-1009 (2011).
- Draper, D. W., et al. ATP-binding cassette transporter G1 deficiency dysregulates host defense in the lung. Am J Respir Crit Care Med. 182 (3), 404-412 (2010).
- Robinson, K. M., et al. Influenza A exacerbates Staphylococcus aureus pneumonia by attenuating IL-1beta production in mice. J Immunol. 191 (10), 5153-5159 (2013).
- Mizgerd, J. P. Molecular mechanisms of neutrophil recruitment elicited by bacteria in the lungs. Semin Immunol. 14 (2), 123-132 (2002).
- Balamayooran, G., Batra, S., Fessler, M. B., Happel, K. I., Jeyaseelan, S. Mechanisms of neutrophil accumulation in the lungs against bacteria. Am J Respir Cell Mol Biol. 43 (1), 5-16 (2010).
- Quinton, L. J., et al. Hepatocyte-specific mutation of both NF-kappaB RelA and STAT3 abrogates the acute phase response in mice. J Clin Invest. 122 (5), 1758-1763 (2012).
- Gowdy, K. M., et al. Key role for scavenger receptor B-I in the integrative physiology of host defense during bacterial pneumonia. Mucosal Immunol. 8 (3), 559-571 (2015).
- Madenspacher, J. H., et al. p53 Integrates host defense and cell fate during bacterial pneumonia. J Exp Med. 210 (5), 891-904 (2013).
- Brain, J. D., Knudson, D. E., Sorokin, S. P., Davis, M. A. Pulmonary distribution of particles given by intratracheal instillation or by aerosol inhalation. Environ Res. 11 (1), 13-33 (1976).
- Card, J. W., et al. Gender differences in murine airway responsiveness and lipopolysaccharide-induced inflammation. J Immunol. 177 (1), 621-630 (2006).
- Ivanov, I. I., et al. Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria. Cell. 139 (3), 485-498 (2009).
- Hooper, L. V., Littman, D. R., Macpherson, A. J. Interactions between the microbiota and the immune system. Science. 336 (6086), 1268-1273 (2012).
