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Methoden zur Beiträge der nasopharyngealen-assoziierte lymphoide Gewebe (NALT) der Nasenschleimhaut und systemische Immunreaktionen von Mäusen zu untersuchen, intranasale Impfungen beschrieben. Wir zeigen einen chirurgischen Eingriff, um eine NALT-abhängige Maus-Modell zu etablieren und Ex vivo Kulturen extrahiert NALT.
Die Nasen-Rachen-assoziierte lymphoide Gewebe (NALT) bei Menschen, Nagern und anderen Säugetieren gefunden, die Immunität in den Nasennebenhöhlen 3.1 beitragen. Die NALT sind zwei parallele glockenförmige Strukturen in der Nasenhöhle oberhalb des harten Gaumens gelegen, und werden für gewöhnlich als Nebenkomponenten der Schleimhaut-assoziierten lymphatischen System 6.4 sein. Innerhalb des NALT diskrete Kammern B und T-Lymphozyten mit Antigen-präsentierenden dendritischen Zellen 4,7,8 durchsetzt. Diese Zellen werden durch eine epitheliale Zellschicht mit M-Zellen, die für die Antigenerkennung verantwortlich Wiederauffindens aus den Schleimhautoberflächen der Luftwege 9,10 eingelagert sind, umgeben. Naive zirkulierenden Lymphozyten durch die NALT sind bereit, zu ersten Begegnungen mit Erregern von Atemwegsinfektionen, 7 reagieren. Während NALT beim Menschen verschwinden im Alter von zwei Jahren weiterhin den Waldeyer-Ring über ähnlich strukturierte lymphatischen Organen zu bestehen thCopyright bezüglich Lebensdauer 6. Im Gegensatz zum Menschen, Mäusen erhalten NALT während des gesamten Lebens, wodurch eine bequeme Tiermodell für die Untersuchung der Immunantwort mit Ursprung in den Nasennebenhöhlen 11.
Cultures of single-Zellsuspensionen von NALT sind nicht praktikabel wegen zu geringen Ausbeuten von mononukleären Zellen. Jedoch kann NALT Biologie durch ex vivo Kultivierung des intakten Organ untersucht werden, und dieses Verfahren hat den zusätzlichen Vorteil, die natürliche Gewebestruktur. Für die in vivo Studien, sind genetische Defekte Knockout-Modellen präsentiert beschränkt auf NALT derzeit nicht verfügbar wegen einer schlechten Verständnis der Entwicklungsweg. Während zum Beispiel Lymphotoxin-α-Knockout-Mäusen NALT verkümmert sind, werden die Peyer-Plaques, peripheren Lymphknoten, follikulären dendritischen Zellen und anderen lymphatischen Geweben auch in diesen genetisch veränderten Mäusen 12,13 verändert. Als Alternative zur Gen-Knockout-Mäusen, chirurgische Ablation S.ermanent eliminiert NALT aus dem Nasengang ohne Auswirkungen auf andere Gewebe. Das resultierende Mausmodell wurde verwendet, um Beziehungen zwischen NALT und Immunreaktionen auf Impfstoffe 1,3 herzustellen. Serielle Sammlung von Serum, Speichel, Nasenspülungen und Vaginalsekret ist die zum Nachweis der Grundlage der Host auf Impfungen, während Immunantworten, die direkt aus NALT durch Gewebekultur bestätigt werden kann. Die folgenden Verfahren beschreiben die Operationen, Gewebekulturen und Probenentnahme notwendig, um lokale und systemische humorale Immunantworten zu intranasal (IN) Impfung zu untersuchen.
1. NALT Sammlung und Anzucht
2. Chirurgische Ablation von NALT
3. Vorbereiten NALT für Histologie und die Beurteilung des Erfolges NALT Chirurgie
4. Sammlung von biologischen Proben von Mäusen
4,1 Serum
4,2 Saliva
4,3 Nasensekret
4,4 Vaginalsekret
5. Antigen-spezifische Antikörper oder Cytokine in den gesammelten Proben können mittels ELISA oder einem anderen quantitativen Verfahren gemessen werden.
6. Repräsentative Ergebnisse
Abbildung 1 enthält eine allgemeine Schema der Schritte mit der Verarbeitung des NALT-haltige Gewebe für Ex-vivo-Analyse beteiligt. In 2 (A, B), wird die Größe des Gaumens dargestellt, sowie die Lage des den Schnitt während Ablationschirurgie (A), wie durch die gestrichelte Linie angedeutet. Die Lage des NALT sind durch Pfeile in der Prämolaren-Bereich auf einem ausgeschnittenen Hämatoxylin-gefärbten Gaumen in Abbildung 2 (C) und zeigt die parallel Gewebe angegeben.
Abbildung 3werden die erforderlichen Schritte des NALT Störungen Operation zeigt Exposition der oberen Gaumen für den Zugang zu NALT (A, B), Ablation (C) und ein abschließendes Ätzung der Einschnitt (D). Eine typische H & E Querschnitt der Nasenhöhle Umgebung des NALT vor der Operation wird in 3E gezeigt, während ein Bild der NALT Störung durch die microcurette direkt nach der Operation wird in 3F. Ausreichend Zeit zur Erholung von der Operation, sollten die Einschnitte geschlossen werden und der Nasenhöhle frei von NALT (3G).
Typische experimentellen Ergebnisse unter Verwendung dieser Techniken erhaltenen Ergebnisse sind in 4 gezeigt ist, verglichen Gewebekultur-Überständen und biologische Proben aus einer Studie eines Staphylokokken-Impfstoff (STEBVax). Die Mäuse wurden STEBVax durch intranasale (IN) oder intraperitoneale (IP) verabreicht werden. Der Impfstoff wurde mit einem Adjuvans, das die Toll-like Rezeptor 4-Weg 3,1 aktiviert formuliert 4, und Kontrollen wurden nur Kochsalzlösung oder Impfstoff ohne Adjuvans gegeben. Cultured NALT aus experimentellen Gruppen erhalten sezernierte Antigen-spezifische Immunglobuline in Medium, das mittels ELISA messbar war. In diesem Beispiel (Abbildung 4A), zeigen die Ergebnisse, dass die größten Mengen an IgA durch NALT von Mäusen, geimpft, mit einer Subunit-Impfstoff mit Adjuvans erhalten wurden, wurden freigelassen.
Biologische Proben (z. B. Serum, Speichel, Nasensekret, Vaginalsekret) von der Steuerung oder NALT-freien Mäuse erworben werden verwendet, um die in vivo Immunantwort auf Antigene nasal zum Vergleich mit den Gewebekulturen Ergebnisse Profils sein. In 4B Antworten IgA und IgG, um bei der Impfung waren signifikant ohne funktionelle NALT gesunken. Mengen an Antigen-spezifischen IgA waren im Allgemeinen größer als IgG in Schleimhautsekreten (Speichel, Nasenspülungen) der geimpften Mäuse.
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Abbildung 1. Schematische Darstellung der NALT Sammlung und ex vivo kultiviert.
2. Visualisierung der Maus Gaumen, die die Position NALT und Chirurgie Schnitt. Größe und Lage der oberen Gaumen mit einer Operation Schnitt durch die gestrichelte Linie (A) bezeichnet; oberen Gaumen herausgeschnitten (B) oder gefärbt in Hämatoxylin (C), die parallel NALT im Bereich der Prämolaren Gaumen (dunkel gebeizt violett auf vorderen Seite des Gaumens sehen ). NALT durch Pfeile angedeutet.
Abbildung 3. Chirurgische NALT Störung. Wichtigsten Phasen der Unterbrechung NALT Chirurgie: Rückenlage Blick Maus oberen Gaumen vor der Operation (A); Medianschnitt am oberen Gaumen gemacht, um die NALT (B) zuzugreifen; microcurette Sonde durch Medianschnitt eingefügt, um Struktur in NALT störenIntegrität (C); Kauterisation der Schnitt am Schluss der Operation (D). Mikroskopische Aufnahmen von Nasenhöhlen, H & E gefärbten, vor der Operation (E); unmittelbar nach der Operation (F) und ein erfolgreich geheilt, NALT-freie Maus (G).
Abbildung 4. Impfstoff-spezifischen Antikörpern aus kultivierten NALT, Speichel, Nasensekret und von geimpften Mäusen gesammelt. NALT-freien oder normalen Mäusen der Kontrollgruppe wurden in IP oder mit STEBVax geimpft und biologischen Proben wurden gesammelt. Antikörper-Konzentrationen der Proben in dreifacher Ausfertigung wurden mittels ELISA gemessen. (A) NALT wurden aus Mäusen der Kontrollgruppe (nicht chirurgisch manipuliert) entnommen und kultiviert, um die Antikörper-Reaktionen zu untersuchen. Der Impfstoff-spezifischen IgA-Antwort in Kultur in geimpften Mäusen war statistisch signifikant von den Kontrollen (Student-t-Test, p ≤ 0,01 im Vergleich zu ohne Adjuvans oder keinen Impfstoff). (B) NALT Störungen wesentlich reduziert spezifischen Antikörper-Antwortenum bei der Impfung. Es zeigten sich signifikante Unterschiede zwischen den spezifischen Antikörper-Spiegel von NALT-und NALT +-Gruppen (keine Operation oder Steuerung Chirurgie) für alle Vergleiche außer Speichel IgG Ergebnisse (Student t-Test, p ≤ 0,05).
Wir haben gemeinsame Verfahren zur Entwicklung eines Tiermodells dargestellt, Erhalten biologischer Proben und Assays zur Untersuchung NALT-assoziierten Immunantwort 1-4. Es gibt weitere Faktoren, die während der Durchführung dieser Verfahren zu prüfen. Standard-sterile Techniken für Chirurgie und Gewebekultur sollten befolgt werden. Eine Kombination aus antibakterielle und antimykotische Mittel bei der Isolierung und Kultur, sowie das Beibehalten der sterilisierten Instrumente, Arbeitsbereich, desinfiziert und Gaumen verwendet werden um das Risiko der Kontamination. Speichel, Nasen-Wäschen und ähnliche Schleimhautsekret Proben sollten für mögliche Kontamination mit Blut untersucht werden, wie Serum-Antikörper in der Regel in höheren Konzentrationen gefunden werden. Ferner sollte Schleimhautsekreten nur geringfügig zur Analyse verdünnt werden, da niedrigere Konzentrationen von Antikörpern, die in diesen Proben im Vergleich zu Serum.
Mäuse müssen warm gehalten werden direkt nach der Operation vor,entlüften Potenzial Anästhesie-induzierten Hypothermie. Alternate Ruhestätte Mäuse auf ihren Seiten während der postoperativen Erholung zu minimieren, unregelmäßige Atmung. Das chirurgische Verfahren ist effizienter mit drei Individuen, die zusammenarbeiten, um diese Aufgaben zu erledigen: eine Durchführung der Operation, ein, um das Halten der Mund offen zu unterstützen, und ein bis postoperative Betreuung bieten als die Mäuse von der Narkose erholen.
Es ist notwendig, H & E Färbung von kranialen Querschnitte am Ende aller experimentellen Verfahren oder Studien, um den Erfolg der Operation für jede Maus benutzen zu überprüfen. Mögliche Chirurgie Ergebnisse sind: vollständige und bilateralen NALT Ablation, Ablation unvollständige oder NALT intakt. Da nicht alle Operationen werden im vollständigen Verlust der NALT, Tiere mit Rest-oder intakt NALT führen können als interne Kontrollen eingesetzt werden. Ein weiteres mögliches Ergebnis ist, dass der Gaumen vollständig zu heilen ausfällt, lassen Sie eine Öffnung Anschluss der Nasenschleimhaut und der Mundhöhle. UnvollständigHeilung der Gaumen wird in geringen Gewichts und Gedeihstörungen führen, und diese Personen müssen aus entfernt werden.
Untersuchen Impfstoff Reaktionen zunächst mit dem Maus-Modell wird dazu dienen, eine Rolle für NALT in der beabsichtigten Studienergebnis (Antikörper-Reaktion, Überleben, etc.) zu etablieren. Chirurgischen Entfernung der NALT erleichtert die Bestimmung der nasalen Beiträge zur lokalen und systemischen Immunität. Die chirurgische hier beschriebene Ansatz ist die direkteste Methode zur Gewinnung eines Maus-Modell ohne NALT. Wählen Knock-out Mausmodellen haben mangels NALT berichtet worden, aber diese Tiere sind auch in Zytokine oder Chemokine wesentlich für die Entwicklung von anderen sekundären lymphatischen Gewebe mangelhaft und bergen mögliche weitere Mängel 12,13. Ferner wurden die hier beschriebenen Verfahren für die Prüfung mehrerer Aspekte der Immunreaktion mit Ursprung in die Nasenwege entwickelt. Unsere experimentellen Ergebnisse beruhen auf Untersuchungen unter Verwendung des gesamten oberen palat BasisE aus der Maus für die Gewebekultur, obwohl es möglich ist, dass die Abschnitte verwendet werden können. Schließlich ist das gezüchtete NALT Modell brauchbar für die Durchführung von Experimenten vollständig in Gewebekultur.
Keine Interessenskonflikte erklärt.
Unterstützung wurde von Becton Dickinson Technologies zur Verfügung gestellt. Ansichten in dieser Vorlage geäusserten Meinungen sind diejenigen der Autoren und erheben keinen Anspruch auf die offizielle Politik der US-Regierung widerspiegeln. Forschung wurde in Übereinstimmung mit dem Tierschutzgesetz und anderen Bundesgesetzen und Verordnungen in Bezug auf Tiere und Experimente mit Tieren und hält sich an Prinzipien in der Anleitung zur Pflege und Verwendung von Labortieren, National Research Council, 1996, durchgeführt. Die Einrichtung, wo diese Forschung durchgeführt wurde vollständig von der Gesellschaft für Evaluierung und Akkreditierung of Laboratory Animal Care International akkreditiert.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name des Reagenzes | Firma | Katalog-Nummer | Kommentare |
Edelstahl Steril chirurgische Messer, Nr. 11 | Miltex | 4-311 | |
Messergriff, Nr. 3 | Miltex | 4-7 | |
48-Well-Zellkulturplatten | Costar | 3548 | |
RPMI 1640 | Invitrogen | 11875-093 | |
Rinderfötenserum, hitzeinaktiviertem | Gibco / Invitrogen | 16000-044 | Endkonzentration: 10 Vol.% in Kulturmedien |
Streptomycinsulfat | Sigma | S9137 | Endkonzentration: 100 ug / ml |
Penicillin | Sigma | P7794 | Endkonzentration: 100 IE / ml |
Gentamicin | Sigma-Aldrich | G1397-10ml | Endkonzentration: 50 pg / ml |
Fungizone | Gibco / Invitrogen | 15290-018 | Endkonzentration: 1 pg / ml |
HEPES | Sigma-Aldrich | H0887 | Endkonzentration: 10 mM |
Eppendorf Reaktionsgefäße | Eppendorf | 022364111 | |
Nutra-Gel-Kirschgeschmack Maus Nassfutter | Bio-Serve | S4798-TRAY | |
Metacam | Boehringer Ingelheim | 601531000 | Ein Tropfen von 1,5 mg / ml Suspension zum |
Ketamin | Pfizer | 00856440301 | Abschließende CoNC: 6,06 mg / mL |
Acepromazin | Vedco | VEDC207 | Endkonzentration: 0,061 mg / mL |
Xylazin | Lloyd | 4811 | Endkonzentration: 0,667 mg / mL |
Puralube Vet-Salbe | PharmaDerm Tiergesundheit | 1621 | |
0,9% Natriumchlorid-Injektion USP | Baxter | 2B1302 | |
0,5 mm Microcurette | Roboz | RS-6350 | |
Thermokauter Einheit | Geiger | 150-S/150A-S | |
TCU Ersatz-Spitze, gerade Feinkreis | Geiger | 214 | |
Chirurgische Schere | |||
10% neutral gepuffertem Formalin | Sigma | HT501128 | |
Ameisensäure | Fischer | A119P-4 | Mischen Sie 426 ml Ameisensäure in 1047 ml Leitungswasser, dann fügen Sie 45 ml Rexyn 101 (H) |
Rexyn 101 (H) | Fischer | R231-500 | |
Tissue-Tek VIP E150/E300 | Sakura | ||
Rotationsmikrotom | Leica | RM2255 | |
Mayers Hämatoxylin | Sigma | MHS16-500ml | |
Gill Hämatoxylin No.1 | Sigma | GHS116 | |
Eosin B | Sigma | 2853 | |
Microtainer Serumtrennröhrchen | BD Medizinische | 365956 | |
Phosphate Buffered Saline | 100 mM NaH 2 PO 4, 140 mM NaCl, pH 7,4 | ||
Protease Inhibitor Cocktail, EDTA-free | Thermo Scientific | 78415 |
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