使用生物发光成像对小鼠尿路感染及其治疗的纵向随访

菌落形成单位的枚举限制了UTI领域研究的可重复性。生物发光成像将推进膀胱生理学、UTI发病机制和易感性的体内UTI研究。生物发光成像能够进行纵向随访，实时了解感染的演变。

此外，它大大减少了所需的动物数量。生物发光成像有助于研究复发性或慢性感染，这在人类中很常见。此外，研究人员可以使用生物发光成像识别上升的感染或传播到血液中。

通过在补充了硫酸卡那霉素的LB板上用接种环将甘油菌储备条纹出，并在37摄氏度下培养过夜来获得单个菌落。填充无菌的14毫升聚苯乙烯圆底管，用双位置卡扣帽和五毫升LB汤补充硫酸卡那霉素。选择具有接种环的单个细菌菌落，并将其添加到LB肉汤中。

涡旋10秒钟，以确保正确混合。静培与卡扣帽在37摄氏度的开放位置过夜。孵育后，涡旋管10秒，以确保细菌培养物的适当均质化。

通过向25毫升不含抗生素的新鲜LB培养基中加入25微升细菌悬浮液，在Erlenmeyer中进行亚培养。关闭 Erlenmeyer 和培养物静态过夜。在安装当天，将Erlennmeyer的培养物倒入50毫升培养管中，然后离心。

倾析上清液并将细菌沉淀重悬于10毫升无菌PBS中。再次涡旋管10秒钟。选择接种物的实验浓度，并使用标准曲线确定600纳米处的相应OD。

将一毫升重悬的细菌培养物加入9毫升无菌PBS中，并调整直至达到所需的OD 600纳米。将无菌的24号血管导管尖端安装在100微升注射器上。用准备好的细菌溶液填充注射器。

将一只动物放在仰卧位的工作表面上，并在安装过程中使用鼻锥保持稳定的异氟醚麻醉。涂抹眼药膏。通过轻柔按压并在耻骨上区域进行打圈来排出残留的尿液，然后用70%乙醇清洁下腹部。

用生理盐水润滑导管尖端。将食指放在腹部的非惯用手上，然后轻轻向上推。以90度角垂直开始尿道导管插入术。

遇到阻力后，在进一步插入之前将其水平倾斜。缓慢安装50微升的细菌接种物。安装完成后，将注射器和导管保持在适当的位置几秒钟，然后缓慢缩回以防止泄漏。

每个实验组使用一根导管。将动物置于鼻锥的仰卧位置，以准备成像，并使用每个实验组的一根导管准备成像。如有必要，施用抗生素或实验性药物，如文本手稿中所述。

打开BLI采集软件，单击成像设备中的初始化，以测试相机和载物台控制器系统，并将电荷耦合设备相机冷却至零下90摄氏度。单击采集，自动保存到，选择发光和照片。通过将激发滤镜设置为"阻止"并将发射滤光片设置为"打开"来检查默认发光设置。

拍摄第一张图像时，将曝光时间设置为自动。对于体内测量和明亮信号，请将曝光时间设置为30秒左右。如果由于图像饱和而出现警告，请缩短曝光时间。

选择中等分档，F/停止，然后选择正确的FOV。对小鼠进行成像时，将受试者高度设置为一厘米。同时成像长达五英里，并使用光挡板将动物分开以防止反射。

关闭门并单击"获取"以开始成像序列，然后填写有关实验的详细信息。将小鼠从成像室中取出并将它们放回笼子中。麻醉后检查是否完全恢复，然后将笼子放回通风架，直到下一个成像周期。

启动映像软件，然后单击"浏览"加载实验文件。使用工具调色板调整图像的色阶。使用 ROI 工具在图像上绘制感兴趣的区域，确保该区域足够大以覆盖整个区域，并对所有图像使用相同的尺寸。

然后单击ROI测量以量化光强度。安装后立即获得的小鼠的后续图像显示，在20， 000个菌落形成单位以上可以强烈地检测到，并且建立了接种物的菌落形成单位与体内生物发光之间的线性相关性。在没有接受任何治疗的对照组中研究了尿路感染的自然演变。

在一组抗生素治疗的动物中详细可视化了抗生素治疗对感染动力学的影响。在第一剂恩诺沙星之后，通过总光子通量测量，细菌负荷立即降低。没有一只经过处理的动物随后的细菌负荷增加。

使用对数转换总光子通量曲线下的面积计算每种动物的总细菌负荷，显示用恩诺沙星处理的动物和未处理的动物在10天的时间过程中存在显着差异。这些结果提供了概念证明，BLI可用于评估UTI感染动力学的差异。生物发光成像是一种非侵入性技术，可以与其他方法结合使用，例如定期收集尿液样本进行细菌或生化分析或实验。

在这里，我们已经证明，生物发光成像是评估尿路感染病程的新治疗策略的强大工具。