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Method Article
Die rasante Entwicklung, geringe Größe und Transparenz der Zebrafisch sind enorme Vorteile für das Studium der angeborenen Immunabwehr Kontrolle der Infektion 4.1. Hier zeigen wir Techniken zur Infektion mit dem Zebrafisch-Larven Pilzpathogen Candida albicans Durch Mikroinjektion, Methodik kürzlich verwendet, um Phagozyten NADPH-Oxidase-Aktivität in Kontrolle von Pilz-Dimorphismus implizieren 5.
Multipel Candidiasis durch das Pathogen Candida albicans ist ein klinisch bedeutendes Problem in Krankenhauspatienten mit einer 30 bis 40% auf Mortalität 6 zugeordnet ist. Systemische Candidiasis wird normalerweise durch angeborene Immunität kontrolliert, und Individuen mit genetischen Defekten in angeborenen Immunsystems Zellbestandteile wie Phagozyten NADPH-Oxidase sind anfälliger für Candidämie 09.07. Sehr wenig ist über die Dynamik von C bekannt albicans Interaktion mit Zellen des angeborenen Immunsystems in vivo. In umfangreichen in-vitro-Studien haben ergeben, dass außerhalb des Wirtes C. albicans keimt innerhalb von Makrophagen, und wird schnell durch Neutrophile 10-14 zerstört. In-vitro-Studien, aber nützlich, kann nicht rekapitulieren die komplexe in vivo-Umgebung, die zeitabhängige Dynamik Cytokinspiegel, extrazelluläre Matrix-Anhänge, Kontakte und interzellulären 10 enthält, 15-18 Die Zebrafischlarve bietet eine einzigartige und vielseitige Wirbeltier-Wirt für das Studium der Infektion. In den ersten 30 Tagen der Entwicklung Zebrafischlarven haben nur angeborene Immunabwehr 2, 19-21, Vereinfachung der Untersuchung von Krankheiten wie der disseminierten Candidiasis, die in hohem Maße von der angeborenen Immunität sind. Die geringe Größe und Transparenz der Zebrafischlarven erlauben Abbildungen von Infektionen Dynamik auf zellulärer Ebene sowohl für Wirt und Pathogen. Transgene Larven mit fluoreszierenden Zellen des angeborenen Immunsystems können bestimmte Zelltypen in 22-24 Infektion beteiligt zu identifizieren. Geändert Antisense-Oligonukleotide (Morpholinos) kann verwendet werden, um knock down verschiedenen Immun-Komponenten wie Phagozyten NADPH-Oxidase und studieren die Veränderungen als Reaktion auf Funga werdenl 5-Infektion. Zusätzlich zu den ethischen und praktischen Vorteile der Verwendung einer kleinen unteren Wirbeltieren, bietet das Zebrafisch-Larven die einzigartige Möglichkeit, das Bild Feldschlacht zwischen Erreger und Wirt sowohl intravital und in Farbe.
Der Zebrafisch hat, um Modell-Infektion wurde für eine Reihe von humanpathogenen Bakterien verwendet, und war maßgeblich an der großen Fortschritte in unserem Verständnis der Mykobakterieninfektion 3, 25. Doch erst in jüngster Zeit viel größer Krankheitserregern wie Pilzen verwendet worden, um Larven infizieren 5, 23, 26, und bis heute hat es nicht eine detaillierte visuelle Beschreibung der Methodik Infektion. Hier präsentieren wir unsere Techniken für Hinterhirn Ventrikel Mikroinjektion von prim 25 Zebrafisch, darunter Modifikationen an unseren früheren Protokollen. Unsere Ergebnisse unter Verwendung der Zebrafisch-Larven-Modell für die Pilzinfektion aus in vitro Studien divergieren und verstärken die Notwendigkeit, die Wirt-Erreger-Intera untersuchenktion in der komplexen Umgebung des Wirtes statt des vereinfachten Systems der Petrischale 5.
Alle Zebrafisch Pflege-Protokolle und Experimente wurden unter Institutional Animal Care und Use Committee (IACUC) Protokoll A2009-11-01 durchgeführt.
1. Morpholino und Larven Injection Dishes
Experimentelle Dauer: * (10-15 Minuten)
Schwierigkeitsgrad: *
2. Pilzkultur Vorbereitung
Versuchsdauer: ** (30 Minuten)
Schwierigkeitsgrad: **
3. Zebrafisch-Infektionen
Experimentelle Dauer: **** (1-3 Stunden)
Schwierigkeitsgrad: ****
4. Vorbereiten der Fische für Imaging
Versuchsdauer: ** (30 Minuten)
Schwierigkeitsgrad: **
5. Änderungen im Bereich der Protokolle Jupiter
Mikropipetten für die Mikroinjektion
Experimentelle Dauer: * (10-15 Minuten)
Schwierigkeitsgrad: *
Embryo-Entnahme-, Morpholino-Injektion und Wartung
Experimentelle Dauer: *** (1-2 Stunden)
Schwierigkeitsgrad: ***
Imaging
Experimentelle Dauer: ***** (1-5 Stunden)
Schwierigkeitsgrad: ***
6. Repräsentative Ergebnisse
Ein Beispiel für eine erfolgreiche Rautenhirn Ventrikels C albicans-Infektion in einem Zebrafischlarve bei 5 Stunden nach der Infektion (hpi) und 24 hpi ist in (1). Makrophagen-artigen Zellen, die mit C verschlungen albicans im Rautenhirn Ventrikel bei 5 hpi gesehen. Bis zum 24. HPI, C. albicans ist in Makrophagen-artigen Zelles in der dorsalen Schwanz Gewebe indikativen von disseminierten Candidiasis. Diese Infektion Ergebnis ist stark abhängig von einer genauen Injektion von 10-15 Hefe-Form C. albicans in das Hinterhirn Ventrikels. Screening der infizierten Fische sofort nach der Injektion kann dies sicherstellen.
Abbildung 1 Transgene FLI1:. EGFP 22, 33 Larve mit CaF2-yCherry Candida albicans und abgebildet intravital durch konfokale Mikroskopie infiziert. (AC) 5 Stunden nach der Infektion (A) Infizierte Larve mit EGFP-exprimierenden Makrophagen-ähnlichen Zellen am Ort der Infektion (Hinterhirn Ventrikel) Maßstab = 100 um. (B und C) Stärker vergrößerte Bilder der gleiche Fisch, zeigt C. albicans innerhalb von Fresszellen. Maßstab = 100 mu m für B und 10 um für C (DF) 24 Stunden nach der Infektion (D) Infizierte Larve mit disseminierter Candidiasis mit CaF2-yCherry C. albicans innerhalb EGFP Macrophage-Zellen, die in der dorsalen Schwanz Gewebe. Maßstab = 100 um. (E und F) Stärker vergrößerte Bilder der gleiche Fisch, zeigt C. albicans im Gewebe Schwanz. Maßstab = 100 um.
Der Zebrafisch Mikroinjektion hier vorgestellte Verfahren unterscheidet sich von Gutzman et al. 34 in diesem Hier zeigen wir Injektion durch die Ohr-Vesikel in die Herzkammer Rautenhirn von 36 bis 48 hpf Larven. Die Methode, die wir beschreiben, erlaubt das gleichmäßige Injektion von 10-15 Hefe in die Ventrikel mit eingeschränkter Hinterhirn Gewebeschädigung. Dieses Protokoll erzeugt eine zunächst lokale Infektion, die im ganzen Körper ausbreitet um 24 hpi (Abbildung 1) und fü...
Keine Interessenskonflikte erklärt.
Die Autoren möchten dem Labor von Dr. Carol Kim für die Mikroinjektion Ausbildung, Clarissa Henry um Rat danken über die Beschleunigung Embryo-Entwicklung und Nutzung von Geräten, und Nathan Lawson für den Beitrag FLI1: EGFP Fisch. Wir danken Mitglieder der Wheeler-Labor und Shawn Wände für die kritische Durchsicht des Manuskripts. Wir möchten auch Mark Nilan für Fische Betreuung und Beratung, und Ryan Phennicie und Kristin Gabor für technische Beratung bezüglich dieses Projektes bedanken. Diese Arbeit wurde von einem MAFES Forschung Assistenzzeit an K. Brothers, ein MAFES Hatch Zuschuss E08913-08, und ein NIH NCRR Auszeichnung P20RR016463 zu R. Wheeler finanziert.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name des Reagenzes | Firma | Katalog-Nummer | Kommentare (optional) |
Laichbehältern | Aquatischer Lebensräume | 2L | |
1,7 ml Röhrchen | Axygen | MCT-175-C | |
Instant Ocean | Fisher Scientific | S17957C | |
Extra tiefe Petrischalen | Fisher Scientific | 08 bis 757-11Z | |
Standard-Petrischalen | VWR Scientific | 25384-302 | |
Transferpipetten | Fisher Scientific | 13 bis 711-7M | |
Hefeextrakt | VWR wissenschaftlichFIC | 90000-726 | |
Pepton | VWR Scientific | 90000-264 | |
Traubenzucker | Fisher Scientific | D16-1 | |
Agar | VWR Scientific | 90000-760 | |
Einweg Hämocytometer | VWR Scientific | 82030-468 | |
Phosphate Buffered Saline | VWR Scientific | 12001-986 | |
Dumont Pinzetten Dumoxel | VWR Scientific | 100501-806 | |
Holzdübel | VWR Scientific | 10805-018 | |
Kimwipes | VWR Scientific | 300053-964 | |
Low MeltAgarose | VWR Scientific | 12001-722 | |
Agarose zur Injektion Gerichte | VWR Scientific | 12002-102 | |
Flaming Brown Feinpipettenziehvorrichtung | Sutter Instruments | P-97 | |
Hohle Glasstäbe | Sutter Instruments | BF120-69-10 | Für Glasstäbe glatten Glas durch Erhitzen über Bunsenbrenner |
Pipette Aufbewahrungsbox | Sutter Instruments | BX10 | |
MPPI-3 Einspritzsystem | Applied Scientific Instrumentation | MPPI-3 | |
Back-Pressure-Einheit | Applied Scientific Instrumentation | BPU | |
Mikropipette Holder Kit | Applied Scientific Instrumentation | MPIP | |
Foot Switch | Applied Scientific Instrumentation | FSW | |
Mikromanipulator | Applied Scientific Instrumentation | MM33 | |
Magnetfuß | Applied Scientific Instrumentation | Magnetfuß | |
Tricaine Methansulfonat | Westlichen Chemical Inc. | MS-222 | |
Binokular | Olymp | SZ61 oben SZX-ILLB2-100 Basis | |
Konfokalmikroskop | Olymp | IX-81 mit FV-1000 Laser-Scanning-konfokalen System | |
TC-7 Tissue Culture Roller Trommel mit 14-Zoll-Rad Reagenzglas | New Brunswick Scientific | TC-7 | |
Imaging Dishes | MatTek GmbH | P24G-1.0-10-F | |
Pipettenspitzen zum Be-Nadeln | Eppendorf | 930001007 | |
Teller gießen Gitter | Adaptive Science Tools | TU-1 | |
Heiztisch | Bioptechs Inc. | Delta-T-5 | |
Flachen Spatel | VWR Scientific | 82027-486 | |
Kunststoffsieben | Wares von Knutsford Online | 12 cm | |
Parafilm | VWR Scientific | 52858-000 | |
Vortex Genie | VWR Scientific | 14216-184 | |
16 x 150 mm Kulturröhrchen | VWR Scientific | 60825-435 | |
NanoDrop | Thermo Scientific | ND 2000 | |
Phenolrot | VWR Scientific | 97062-478 | |
HCl | VWR Scientific | 87003-216 | |
NaCl | VWR Scientific | BDH4534-500GP | |
KCl | VWR Scientific | BDH4532-500GP | |
MgSO 4 | VWR Scientific | BDH0246-500GP | |
Ca (NO 3) 2 | VWR Scientific | BDH0226-500GP | |
HEPES | VWR Scientific | BDH4520-500GP | |
Morpholinos | GeneTools, LLC |
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