A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
difficile Clostridium הוא חיידק פתוגניים שהוא anaerobe מחמיר וגורם לשלשול לאנטיביוטיקה קשור (AAD). כאן, שיטות לבידוד, culturing ושמירה על ג תאים של צמח difficile ונבגים מתוארים. טכניקות אלו מחייבות תא אנאירובי, אשר דורשת תחזוקה שוטפת על מנת להבטיח תנאים נאותים לג האופטימלי טיפוח difficile.
difficile Clostridium הוא אנאירובי, חיידק גראם חיובי, sporogenic שאחראי בעיקר לשלשולי אנטיביוטיקה משויכים (AAD), והוא הפתוגן nosocomial משמעותי. ג difficile קשה לשמצה לבודד ולטפח והוא מאוד רגיש אפילו רמות נמוכות של חמצן בסביבה. כאן, שיטות לבידוד ג difficile מדגימות צואה ולאחר מכן culturing ג difficile להכנה של מניות גליצרול עבור אחסון לטווח ארוך מוצגים. טכניקות להכנה וספירת מניות נבג במעבדה עבור מגוון רחב של יישומים במורד הזרם כוללים מחקרי מיקרוסקופיה ובעלי החיים גם מתוארות. טכניקות אלו מחייבות תא אנאירובי, אשר שומר על סביבת אנאירובי עקבית על מנת להבטיח תנאים נאותים לג האופטימלי צמיחת difficile. אנו מספקים פרוטוקולים להעברת חומרים בתוך ומחוץ לחדר בלי caבאמצעות זיהום חמצן משמעותי יחד עם הצעות לתחזוקה שוטפת הנדרשת כדי לקיים את סביבת אנאירובי המתאימה לג יעיל ועקבי טיפוח difficile.
difficile Clostridium הוא, חיידק יוצר נבג גראם חיובי שהוא anaerobe לחייב והפתוגן במערכת העיכול שעלול להיות קטלני לבני אדם ובעלי חיים. תאר בשנת 1935 תחילה כאורגניזם commensal נמצא בדגימות צואה מיילודים 1, ג difficile מאוחר יותר הוכיח להיות הסוכן סיבתי של קוליטיס pseudomembranous הקשורים לטיפול אנטיביוטי 2. ג זיהומי difficile (CDI) הם קדמו בדרך כלל על ידי טיפול אנטיביוטי שתוצאת שיבוש הפלורה הנורמלית במעי הגס, יצירת נישה לג difficile לשגשג 2. ג difficile מועבר כנבג רדום דרך מסלול הצואה, אוראלי ולאחר מכן נובט בתוך מערכת העיכול, בייצור תאים של צמח מסוגל לייצר כמה רעלים וגורמים למחלת קוליטיס 3 חמורות. CDI הוא לעתים קרובות עקשן לטיפולים קונבנציונליים והן באלהfections לעתים קרובות חוזרים על עצמם 4. כתוצאה מכך, CDI אחראי לעד 4.8 מליארד דולרים בעלויות טיפול רפואי בארצות הברית 5-7.
ג difficile רגיש מאוד אפילו לרמות נמוכות של חמצן בסביבה. לג difficile להתמיד בסביבה ולהיות מועבר ביעילות ממארח למארח, היווצרות נבג מטבולית פעיל היא 8 קריטיים. בגלל תחזוקת המעבדה ומניפולציה של ג difficile דורש סביבה מבוקרת, אנאירובי, טכניקות אלה מחייבות שימוש בתא אנאירובי. שימוש בתאים אנאירוביים הביאה התאוששות ובידוד של אנאירוביים לחייב 9-11 מוגבר, ואפשר מספר הטכניקות מולקולריות שיש לבצע באווירה אנאירובית.
בנוסף לג difficile, שימוש אנאירובי קאמרי והתחזוקה המתוארת כאן חליםלאנאירוביים לחייב אחרים, כגון מינים אחרים קלוסטרידיאל (למשל perfringens ג), מינים אחרים במערכת העיכול (מינים למשל Bacteroides 12) ופתוגנים חניכיים (למשל מיני Peptostreptococcus 13).
שים לב: ג difficile הוא פתוגן אדם ובעלי החיים שיכולים לגרום למחלות במערכת העיכול. ניסויים מעורבים ג difficile חייבת להתבצע עם אמצעי זהירות מתאים בטיחות ביולוגית (BSL-2).
1. אנאירובי קאמרי שימוש ותחזוקה
ג difficile הוא anaerobe קפדן והוא מאוד רגיש אפילו ריכוזים נמוכים של חמצן באטמוספרה. לכן, יש צורך בסביבה מבוקרת, אנאירובי למניפולציה המוצלחת שלה. השימוש בתא אנאירובי (איור 1 א) מספק סביבה היציבה ביותר ואת התנאים אידיאליים לגידול יעיל של ג difficile וחיידקים אנאירוביים אחרים 14. כאן, אווירה המכילה תערובת גז (5% CO 2, 10% H 2, 85% N 2) יכולה להישמר ביציבות.
כדי להציג את כל פריטים לתוך התא בלי זיהום חמצן משמעותי,מנעל אוויר חייב להיות בשימוש (איור 1). פונקציות מכשיר זה כמחלף גז ופועל באופן אוטומטי, באופן ידני למחצה או ידני. יש מנעל האוויר שתי דלתות: אחת המספק גישה לצד החיצוני של מנעל האוויר והגישה לספק אחרת כדי הפנים של חדר אנאירובי. בהתאם לדגם, מנעל האוויר עשוי להיות דלת נוספת, אשר יכולה להציע גישה לתא אנאירובי סמוך, ובכך לחסוך את העלות של מנעל אוויר נפרד. אלא אם כן ההעברה באופן פעיל פריטים באו מתוך החדר, שתי הדלתות צריכה להישאר סגורות בכל העת, כדי למנוע זיהום חמצן. מנעל האוויר בעל מתג הפעלה / כיבוי בחזית ולוח המכיל ארבעה כפתורים. קווי הגז וצינור משאבת ואקום מחוברים בחלקו האחורי של מנעל האוויר, בסמוך לפנל שבו המתגים להפעלה ידנית מלאה של היחידה נמצאים. מומלץ ששני מחזורי טיהור, שימוש בגז חנקן (N 2), נמצאים בשימוש לפני המילוי למחלף בתערובת גז (5% CO 2, 10% H 2, 85% N 2) כדי להפחית את כמות החמצן שהוכנסה לתא. כמו כן, חשוב לא לעזוב גם דלת פתוחה לזמן רב יותר מהזמן הסכום הנדרש כדי להיכנס ולצאת מהמחלף ופריטים לתכנן ניסויים כדי להפחית את התדירות של נע פנימה והחוצה מתא פריטים. נהלי ההפעלה השונות לתאים אנאירוביים ויניל המפורטות להלן. לפני ביצוע פרוטוקולים אלה, להבטיח כי אלה תואמים את הוראות היצרן המצורפות לקאמרי.
2. Culturing, ספירת והאחסון ג difficile מדגימות הצואה
הליך זה נועד לשחזר ג difficile מדגימות צואה המכיל נבגים ולאחר מכן לשמור על מושבות מבודדות תאים או נבגים של צמח באחסון לטווח ארוך כמו מניות גליצרול. לחלופין, הליך זה יכול לשמש כדי למנות את מספר ג הווה difficile בדגימות צואה (למשל ממחקרים בבעלי חיים). באופן סלקטיבי ואופן דיפרנציאלי כדי להעשיר לג difficile, אגר taurocholate-cefoxitin-cycloserine פרוקטוז (TCCFA) משמש כדי לעכב את הצמיחה של חי צואה נורמלי 15-16. Cycloserine הוא bacteriostatic לחיידקים גראם שליליים, ואילו cefoxitin באופן רחב יותר מעכב את הצמיחה של חיידקים הן גראם שליליים וחיוביים, למעט ג difficile ורוב להיכנס זני cocci. אינדיקטור pH, אדום ניטראלי, יכול להיכלל בטווח הבינוני, כמו התסיסה של פרוקטוז תגרום לירידה ברמת חומציות ושינוי בצבע הבא מאדומים / כתום לצהוב. כדי לשחזר ביעילות נבגים של C. difficile כמו חיידקים וגטטיבי, taurocholate נתרן מלח המרה משמש כדי לגרום לנביטה 17-18. בגלל ג difficile יוצר נבגים, אלכוהול או טיפול בחום של דגימות ניתן להשתמש כדי להפחית או לחסל תאי צמח, מגביל את הצמיחה של חי מזהם, שעשוי להגביר את היעילות של ג התאוששות difficile 19. כפי שהוזכר לעיל, הוא קריטי מראש לצמצם את כל הצלחות לפחות 1-2 שעות בתא אנאירובי לפני שימוש כדי להבטיח את הסרתן של חמצן שיורית. ייבוש אווירng הצלחות לפני השימוש בתא יכולות להפחית את העיבוי. מדיום נוזלי עשוי לחלוף 24 שעות כדי להפחית בהתאם לכמות ויחס שטח אל האוויר של המכל בשימוש.
לפני שיתחילו, יש להציב את הפריטים הבאים לתוך תא אנאירובי:
* לחלופין, ניתן להפיץ מושבות מבודדות על גבי צלחות אגר BHIS, ולאחר מכן לגרד וresuspended במדיום נוזלי BHIS עם גליצרול 15% עבור אחסון לטווח ארוך ב -80 ° C. ** חשוב לציין כי גראם מכתים אינה אסטרטגיה יעילה לזהות ג difficile ישירות מדגימות צואת 23 ; ג difficile חייב להיות ראשון מבודד מהצמחייה אחרת הנמצאת בצואה.
3. Culturing ג difficile ממניות קפואות גליצרול
הליך זה מספק להתאוששות של ג difficile ממניות גליצרול מאוחסנות ב -80 ° C. בגלל להקפיא להפשיר מחזורים חוזרים ונשנים עשויים להרוג תאים של צמח, חשוב לשמור על מניות גליצרול קפוא בכל העת. אנו לא ממליצים על השימוש בקרח יבש להעברת זנים ובמתוך החדר כמו האידוי של קרח יבש יכול לשנות את הסביבה בתוך התא. במקום זאת, אנו ממליצים על שימוש במדפי קירור קפוא כדי לשמור על מניות גליצרול קפוא במהלך הובלה. למטרות סלקטיבית והפרש שונים, שלוש תקשורת משמשות בדרך כלל לculturing ג difficile. TCCFA, כפי שפורט לעיל, הוא סלקטיבי לג difficile ומכיל taurocholate נתרן, germinant. עירוי לב המוח בתוספת תמצית שמרים (BHIS) הוא מדיום נפוץ, מועשר, הלא סלקטיבי המאפשר לצמיחה של מגוון רחב של אורגניזמים (איור 2 א) 24. לעתים קרובות, L-cysteinדואר מתווסף לBHIS כסוכן צמצום 20. לבסוף, התוספת של דם לבינוני (איור 2) מאפשרת לנביגה יעילים יותר מאשר על TCCFA ומספקת לצורך זיהוי של הקרינה ירקרקה או ירקרקה הייחודית הוצגה על ידי ג difficile תחת אולטרה סגול ארוך גל (UV) אור 15 (איור 2 ג). כאשר culturing ג difficile ממניות נבג, זה קריטי לזכור שtaurocholate נתרן יש להוסיף למדיום כדי להבטיח נביטה.
לפני שיתחילו, יש להציב את הפריטים הבאים לתוך תא אנאירובי:
4. נבגי טיהור מג difficile
כפי שנדרש נביגה להישרדות בסביבות עשירה בחמצן ולהעברה יעילה של מחלת 8, ההכנה של מניות נבג היא often נחוץ ליישומים במורד הזרם, אינו מוגבלים למחקרי מיקרוסקופיה ובעלי חיים. חשוב לציין כי ספירת נבגים דורשת חזרות כדי להבטיח שחזור של ספירה. Pipetting מעלה ומטה מספר פעמים בין דילולים גם מפחיתה את האובדן מאז נבגים לדבוק פלסטיק היטב.
נביגה של ג difficile הוא לא מהיר כמו או הומוגנית כמו מיני sporogenic אחרים. כדי לייעל את ייצור נבג והתאוששות, או בינוני נביגה (SMC) 17,25 או 70:30 בינוני 26 מומלץ. מדיה אחרת הנפוצה הן BHIS, המחייב 4-5 ימים של צמיחה לפני נביגה יעיל נתפסת 27, וClospore, מדיום נוזלי שמייצר כותרות גבוהות של נבגים (אוקטובר 7 - אוקטובר 8 נבגים למיליליטר) לאחר 72 שעות של צמיחה. פרוטוקולים אחרים להשתמש במים קרים כקרח ולא 1X PBS 20, עם זאת, השימוש בתמיסה איזוטונית יכול להפחית את הנבגים מלהידבק זה לזה משטחים אחרים ופלסטיק. לחלופין,כמה חוקרים לטהר נוספים הנבגים שלהם באמצעות שיפוע סוכרוז כדי להסיר באופן מלא תאים ופסולת 29 וגטטיבי.
לפני שיתחילו, יש להציב את הפריטים הבאים לתוך תא אנאירובי:
דוגמא של ג difficile גדל על BHIS ותקשורת כבשים אנאירובי קולומביה אגר דם שניתן לראות באיור 2. ג difficile יוצר מושבות סדירות שהם שטוחים ובעלי מראה קרקע זכוכית אשר באו לידי ביטוי בשני אמצעי התקשורת. הנה, לבודד קליני אריתרומיצין רגיש של ג difficile, 630E 30, הוא...
השיטות שתוארו כאן לאפשר התאוששות פשוטה ומהירה של ג difficile ממגוון רחב של דגימות צואה, כולל בני אדם, עכברים ואוגרים, כמו גם האחסון לטווח הארוך של ג difficile כמו מניות גליצרול או נבג. ג difficile יכול להיות אורגניזם קשה לעיבוד, אך הקפדה על סביבת אנאירובי והיישום של ט?...
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
ברצוננו להודות למתחנחן מעבדות באדיבות מתן תמונות של חדר אנאירובי. עבודה זו נתמכה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות מענק DK087763 (SMM) ותכנית לימודים STEP / HHMI פיתוח מלגה (Ane).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Proteose Peptone no. 2 | BD | 212120 | |
Na2HPO4 | Fisher | S373 | |
KH2PO4 | Fisher | BP362 | |
NaCl | Fisher | S27 | |
MgSO4 (anhydrous) | Fisher | M65 | |
á´…-Fructose | Fisher | L96 | |
Sodium taurocholate | Sigma | T4009 | |
á´…-cycloserine | Sigma | C6880 | |
Cefoxitin | Fluka | C4786 | |
Brain heart infusion medium | BD | 237300 | |
Proteose Peptone | BD | 211684 | |
(NH4)2SO4 | Sigma | A5132 | |
Tris base | Fisher | BP152 | |
Agar | BD | 214010 | |
L-cysteine | Sigma | C7755 | |
BactoPeptone | BD | 211684 | |
Columbian sheep blood agar | Fisher | L21928 | |
NaCl | Fisher | S27 | |
KCl | Fisher | P217 | |
Glycerol | Fisher | BP2291 | |
Sterile inoculating loops | Fisher | 22363596 | |
Sterile swabs | Fisher | 1495990 | |
Coy Vinyl Anaerobic Chamber and Accessories | Coy Laboratory Products, Inc | Customer Specified | These items are custom ordered per laboratory needs |
Materials | |||
TCCFA agar Proteose peptone no. 2 (Difco) 40 g Na2HPO4 5 g KH2PO4 1 g NaCl 2 g MgSO4 (anhydrous) 0.1 g Fructose 6 g Agar 20 g Bring to 1 L with deionized water and autoclave at 121 °C for 20 min to sterilize. After autoclaving, add: 10 ml of 10% (w/v) sodium taurocholate, filter-sterilized (dissolve in water; final concentration, 0.1%) 25 ml of 10 mg/ml á´…-cycloserine, filter-sterilized (dissolve in water; final concentration, 250 μg/ml) 1.6 ml of 10 mg/ml cefoxitin, filter-sterilized (dissolve in water; final concentration, 16 μg/ml) BHIS Medium Brain heart infusion 37 g Yeast extract 5 g For plates, add 15 g agar. Bring to 1 L with deionized water and autoclave at 121 °C for 20 min to sterilize. Optional (add after autoclaving): 3 ml of 10% (w/v) L-cysteine (dissolve in water; final concentration, 0.03%) 10 ml of 10% (w/v) sodium taurocholate (dissolve in water; final concentration, 0.1%) SMC Sporulation Medium BactoPeptone 90 g Protease peptone 5 g (NH4)2SO4 1 g Tris base 1.5 g Agar 15 g Bring to 1 L with deionized water and autoclave at 121 °C for 20 min to sterilize. Optional (add after autoclaving): 3 ml of 10% (w/v) L-cysteine (dissolve in water; final concentration, 0.03%) 70:30 Medium BactoPeptone 63 g Protease peptone 3.5 g Brain heart infusion 11.1 g Yeast extract 1.5 g (NH4)2SO4 0.7 g Tris base 1.06 g For plates, add 15 g agar. Bring to 1 L with deionized water and autoclave at 121 °C for 20 min to sterilize. After autoclaving, add 3 ml of 10% (w/v) L-cysteine (final concentration, 0.03%). Blood agar The use of premade Columbia anaerobic sheep blood agar plates (Fisher Scientific, L21928)35 is recommended. 1X Phosphate buffered saline (PBS) NaCl 8.01 g KCl 0.2 g Na2HPO4 1.44 g KH2PO4 0.27 g Bring to 1 L with deionized water and adjust pH to 7.4 with HCl. Filter sterilize before use. |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved