מימון עבור עבודה זו סופק על ידי DK064540 P50 ORWH SCOR, RO1 DK 051,406, RO1 AI 108,749-01, F32 DK 101,171, וF32 DK 104,516-01.

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

הקהילה מסובכת רכשה UTI הוא זיהום שכיח ויקר והיוו כמה מיליוני ביקורי טיפול ראשוני בכל שנה 46. בנוסף, Cautis הוא זיהום שנרכש בריאות משותפת שהפך יקר מאוד לספקי שירותי בריאות כמרכזים רפואיים Medicaid Services כבר לא משיב לספקי העלות הנוספת של טיפול וכתוצאה מבית החולים רכשו CAUTI <su...

An erratum was issued for: <a href="https://www.jove.com/video/52892/establishment-and-characterization-of-uti-and-cauti-in-a-mouse-model">Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model</a>. The Protocol section has been updated.
The ethics statement has been updated from:
Ethics statement: The Washington University Animal Studies Committee approved all mouse infections and procedures as part of protocol number 20120216, which was approved 01/11/2013 and expires 01/11/2016. Overall care of the animals was consistent with The guide for the Care and Use of Laboratory Animals from the National Research Council and the USDA Animal Care Resource Guide. Euthanasia procedures are consistent with the &#8220;AVMA guidelines for the Euthanasia of Animals 2013 edition.&#8221;
to:
Ethics statement: The Washington University Animal Studies Committee approved all mouse infections and procedures as part of protocol number 20150226, which expires 12/10/2018. Overall care of the animals was consistent with The Guide for the Care and Use of Laboratory Animals from the National Research Council and the USDA Animal Care Resource Guide. Euthanasia procedures are consistent with the &#8220;AVMA guidelines for the Euthanasia of Animals 2013 edition.&#8221;
Step 3 has been updated from:
3. Bacterial Inoculation
<ol>
	<li>Clean the workstation with 70% ethanol and cover area with absorbent paper (or use sterile flow hood).</li>
	<li>Draw up to 0.9 ml of the prepared bacterial inoculum into a 1 ml (TB) syringe (remove air bubbles). Attach a prepared sterile inoculation needle with PE10 tubing, onto the syringe containing the inoculum, then sterilely trim the polyethylene tubing. 
	NOTE: Leave 1 mm of tubing above the tip of the needle to avoid puncturing the bladder.</li>
	<li>Cut a 1 inch square piece of parafilm and put a dab of surgical lubricant (approximately the size of a dime) on top.</li>
	<li>Anesthetize female C3H/HeN mice by putting them in a 32 ounce glass jar containing a tea-infuser ball with cotton balls soaked with 3 ml of isoflurane or vaporizer chamber (following manufactures protocol) until unconscious but still breathing normally (1 breath/sec). 
	NOTE: Some IACUC committees do not approve the use of a jar or vaporizer. Please follow the indication of the IACUC committee of your institution. 
	NOTE: If glass jar with tea-ball and/or nose cone with isoflurane-soakd cotton balls are used, the animal must be carefully observed to avoid anesthetic overdose and death. The advantage of using a vaporizer and anesthesia chamber is that it provides controlled isoflurane administration that avoids accidental overdoses. CAUTION: Isoflurane is an inhalation anesthetic. Use in a well-ventilated area and minimize inhalation.</li>
	<li>Remove the mouse from the jar/vaporizer and place it on its back on a paper towel and spread the legs.</li>
	<li>Cover the nose of the mouse with a nose cone (a tube connected to the vaporizer that provides a controlled isoflurance dose that comes equipped on some vaporizer units) or 50 ml conical tube with a cotton ball containing a small amount (approximately 1-2 ml) of isoflurane.</li>
	<li>Gently palpitate the bladder to induce urination and ensure a voided bladder. Wipe the periurethral area with 100% ethanol wipe. Dab the inoculation needle/syringe, point first, into the surgical lubricant.</li>
	<li>Inoculate each mouse with 50 &#181;l of the bacteria solution by inserting the inoculation needle transurethrally, approximately 12 mm, and pressing down on the syringe plunger gently to dispense the inoculum into the bladder gently (10 &#181;l/sec). Remove the inoculation needle from the mouse. 
	NOTE: Immediate return of inoculum at the urethral opening when beginning to inoculate indicates improper or incomplete insertion of the needle.</li>
	<li>Remove the mouse from nose cone and return it to its cage. Repeat steps 3.3-3.8 for each mouse. When/if switching inoculum conditions/strains, dispose of the syringe and inoculation needle in an approved sharps container and start again step 3.2.&#160;&#160; 
	NOTE: Inoculation with uropathogenic organisms generally does not cause severe pain symptoms. However, in rare instances, administering large doses of pathogens may cause fever, reduction in food and water intake and abnormal behavior. Animal health should be monitored throughout the experiment. If overt pain symptoms are notice, an analgesic, such as Buprenorphine (0.05&#8722;0.1 mg/kg given subcutaneously), can be applied. Procedures should be in accordance with each institution&#8217;s IACUC.</li>
</ol>
to:
3. Bacterial Inoculation
<ol>
	<li>Clean the workstation with 70% ethanol and cover area with absorbent paper (or use sterile flow hood).</li>
	<li>Draw up to 0.9 ml of the prepared bacterial inoculum into a 1 ml (TB) syringe (remove air bubbles). Attach a prepared sterile inoculation needle with PE10 tubing, onto the syringe containing the inoculum, then sterilely trim the polyethylene tubing. 
	NOTE: Leave 1 mm of tubing above the tip of the needle to avoid puncturing the bladder.</li>
	<li>Cut a 1 inch square piece of parafilm and put a dab of surgical lubricant (approximately the size of a dime) on top.</li>
	<li>Anesthetize female C3H/HeN mice by putting them in a vaporizer chamber (following manufactures protocol) until unconscious but still breathing normally (1 breath/sec). 
	NOTE: Some IACUC committees do not approve the use of a vaporizer. Please follow the indication of the IACUC committee of your institution. 
	CAUTION: Isoflurane is an inhalation anesthetic. Use in a well-ventilated area and minimize inhalation.</li>
	<li>Remove the mouse from the vaporizer and place it on its back on a paper towel and spread the legs.</li>
	<li>Cover the nose of the mouse with a nose cone (a tube connected to the vaporizer that provides a controlled isoflurance dose that comes equipped on some vaporizer units) to maintain anesthetization.</li>
	<li>Gently palpitate the bladder to induce urination and ensure a voided bladder. Wipe the periurethral area with 100% ethanol wipe. Dab the inoculation needle/syringe, point first, into the surgical lubricant.</li>
	<li>Inoculate each mouse with 50 &#181;l of the bacteria solution by inserting the inoculation needle transurethrally, approximately 12 mm, and pressing down on the syringe plunger gently to dispense the inoculum into the bladder gently (10 &#181;l/sec). Remove the inoculation needle from the mouse. 
	NOTE: Immediate return of inoculum at the urethral opening when beginning to inoculate indicates improper or incomplete insertion of the needle.</li>
	<li>Remove the mouse from nose cone and return it to its cage. Repeat steps 3.3-3.8 for each mouse. When/if switching inoculum conditions/strains, dispose of the syringe and inoculation needle in an approved sharps container and start again step 3.2.&#160;&#160; 
	NOTE: Inoculation with uropathogenic organisms generally does not cause severe pain symptoms. However, in rare instances, administering large doses of pathogens may cause fever, reduction in food and water intake and abnormal behavior. Animal health should be monitored throughout the experiment. If overt pain symptoms are notice, an analgesic, such as Buprenorphine (0.05&#8722;0.1 mg/kg given subcutaneously), can be applied. Procedures should be in accordance with each institution&#8217;s IACUC.</li>
</ol>

An erratum was issued for: <a href="https://www.jove.com/video/52892/establishment-and-characterization-of-uti-and-cauti-in-a-mouse-model">Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model</a>. The Protocol section has been updated.

Erratum: Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model

זיהומים בדרכי שתן (זיהומים בדרכי שתן) הם אחד הזיהומים חיידקיים הנפוצים ביותר וניתן לחלק לשתי קטגוריות המבוססות על המנגנון של רכישה, קהילה וnosocomial רכש UTI. זיהומים בדרכי השתן מתרחשים לעתים קרובות בנשים ומחקרים בריאים נרכשה בקהילה הראה כי כ -50% מהנשים יהיו לפחות אחד UTI בחייהם 1. בנוסף, הישנות היא בעיה עיקרית. יש אישה שיש הדבקה ראשונית סיכוי 25-40% שיש לו זיהום שני בתוך שישה חודשים למרות טיפול אנטיביוטי מתאים, ונשים רבות ממשיכים להיות הישנויות תכופות 2. החיידקים הגורמים לזיהומים אלה גם הופכים יותר ויותר עמידים לאנטיביוטיקה פרוטוקולים נוספים של בלבול טיפול 3-6. דלקת בדרכי השתן משפיעים על מיליוני אנשים בכל שנה עולים כ -2.5 מליארד דולרים בהוצאות הקשורות בריאות בארה&quot;ב, מה שמדגיש את ההשפעה והשכיחות של המחלה1,7 .Nosocomial רכש זיהומים בדרכי שתן קשורים בעיקר עם הנוכחות של גופים זרים כגון צנתרים שכינה. הזיהומים בדרכי השתן הקשורים צנתר (CAUTI) יישאר nosocomial הנפוץ ביותר רכש UTI, והיוו ~ 70-80% מזיהומים כגון 8. יתר על כן, CAUTI קשור עם תחלואה ותמותה מוגברות וזה הגורם הנפוץ ביותר לזיהומים בדם משניים 9. הקהילה קשורה UPEC רכשה זיהומים בדרכי השתן הם חשבו להיגרם על ידי ההקדמה של חיידקים לשלפוחית ​​השתן ממאגרים במערכת העיכול באמצעות מניפולציה מכאנית במהלך קיום יחסי מין, היגיינה הלקויה או דינמיקת אוכלוסיית חיידקים אחרת בין מארח שונה נישות 10. ברגע שנכנס לשלפוחית ​​השתן, UPEC להעסיק גורמים ארסי רבים, כולל כמוסה, מערכות רכישת ברזל, רעלים, פלסמיד ארסיות, tRNAs, איי פתוגניות וגורמי התישבות שהוכחו לשחק תפקיד בפתוגנזה &lt;sup&gt; 11-14. קריטי להקמתה של התישבות UPEC, UPEC גם לקודד סוגים שונים של פילי מלווה דבק סדרן מסלול (CUP) שמכירים קולטנים עם סגוליות stereochemical 15. פילים מסוג 1, הטו עם adhesin FimH, באים לידי הביטוי על ידי UPEC ולאגד mannosylated uroplakins 16 וα-1, β-3 integrins 17, אשר באים לידי ביטוי על פני השטח luminal של שני שלפוחיות האדם ועכבר 18. אינטראקציות בתיווך FimH אלה להקל קולוניזציה ופלישה של תאי האפיתל השטחיים 19,20 חיידקים. פעם בתוך התא, UPEC יכול לברוח לתוך הציטופלסמה שבי חיידק בודד במהירות יכול לחלק ליצירת קהילה תאית חיידקים (IBC), אשר על התבגרות, יכול להכיל ~ 10 4 חיידקים 21. היווצרות IBC הודגמה בלפחות שישה זנים שונים עכבר, C3H / חן, C3H / HeJ, C57Bl / 6, CBA, FVB / ניו ג&#39;רזי וBALB / ג, ועם מגוון רחב של UPE שונהזני C וEnterobacteriaceae 22-24 אחר. עם זאת הבדלי זמן ומרחב של היווצרות IBC יכולים להשתנות בהתאם לרקע העכבר ומתח UPEC הדבקה. בC3H / עכברי חן נגועים בUPEC הטיפוסי זני UTI89 או היווצרות CFT073, IBC ניתן דמיינו כbiomasses הקטן של חיידקים מוקדם ככל 3 HPI (לאחר זיהום שעות). קהילה זו ממשיכה להתרחב ומגיעה &quot;נקודת אמצע&quot; של הפיתוח כ -6 HPI כאשר חיידקי המוט בצורה לכבוש אחוז גדול של מרחב cytoplasmic של תאי מטרייה שטחיים סופני הבדיל צורת IBCs המוקדם אלה באופן יחסי סינכרוני עם הרוב בו מוצגות ממדים דומים ומורפולוגיות. ~ 8 HPI החיידקים בשינוי IBC מחיידקים לCocci מורפולוגיה. IBCs הם בעלת האופי ארעי. לפיכך, התבגרות IBC 12-18 תוצאות HPI בהמשך ההתרחבות של אוכלוסיית החיידקים, ואחריו filamentation ופיזורם מחוץ לתא with התפשטות לאחר תאים שכנים 23. כך, הנישה IBC מאפשרת התפתחות חיידקים מהירה בסביבה המוגנת מפני תגובה חיסונית מארח ואנטיביוטיקה 25. השלבים שונים של זיהום UPEC כי הם ראו בעכברים גם הם נצפו בבני אדם, כגון IBCs וfilamentation, התומכים במודל העכבר של UTI ככלי מועיל שיכול לשמש מודל UTI בבני האדם 22,26-28. בעוד שרוב הנשים חווים UTI בחייהם, התוצאה של זיהומים אלה יכול לנוע בין זיהום הגבלה עצמית חריף ללא הישנות, לדלקת שלפוחית ​​השתן חוזרת ונשנית בתדירות גבוהה. יתר על כן, מחקרים הראו התרחשות משפחתית חזקה של דלקת בדרכי שתן, המצביע על מרכיב גנטי תורם לרגישות UTI 29. מצאנו כי תוצאות UTI השונות ראו במרפאות יכולות להיות שיקוף על ידי התוצאות השונות של זיהום UPEC הניסיוני בין זנים טהורים עכבר 30. לדוגמא, C3H / חן, CBA, עכברי DBA, וC3H / HeOuJ רגישים, באופן תלוי מינון זיהומיות, לדלקת שלפוחית ​​השתן לטווח ארוך, כרונית המאופיין על ידי חיידקים מתמשכים, גבוהים כייל (&gt; 10 4 יחידות מושבה להרכיב (CFU) / מיליליטר), חיידקים גבוה כייל נטל שלפוחית ​​השתן בהקרבה&gt; 4 שבועות לאחר זיהום (WPI), דלקת כרונית, ונמק urothelial. עכברים אלה גם להציג רמות גבוהות בסרום של IL-6, G-CSF, KC, וIL-5 בתוך 24 HPI הראשון המשמשות כסמנים ביולוגיים להתפתחות דלקת שלפוחית ​​השתן כרונית. זה עשוי לייצג במדויק את המהלך הטבעי של דלקת בדרכי שתן בנשים מסוימות, כמו מחקרי פלצבו הראו כי אחוז גדול של נשים חווים UTI ישמור על רמות גבוהות של חיידקים בשתן שלהם במשך כמה שבועות לאחר התסמינים הראשונים של דלקת שלפוחית ​​השתן אם לא ניתן טיפול אנטיביוטי 31 , 32. יתר על כן, שימוש בעכברי C3H / חן, מצאנו כי היסטוריה של דלקת שלפוחית ​​השתן כרונית מהווה גורם סיכון משמעותי לזיהומים חוזרים ונשנים חמורים שלאחר מכן. חוזר ונשנה בדרכי השתן הוא הכי siביטוי קליני gnificant של UTI ועכבר C3H / חן הוא כיום המודל למד רק שמשחזר נטייה מוגברת לאחר החשיפה קודמת. תוצאת UTI שנייה סכמה בC57Bl / 6 עכברים שבו זיהום UPEC החריף הוא הגבלה עצמית, עם רזולוציה של דלקת שלפוחית ​​השתן ובקטרוריה בתוך כשבוע. מעניין לציין, במודל זה, UPEC ליצור בקלות מאגרים תאיים שקטים בתוך רקמת שלפוחית ​​השתן ממנו UPEC מסוגל מתעורר ממצב רדום כדי לחדש את UTI פעיל, שעלול להסביר מנגנון אחד לדלקת בדרכי שתן חוזר אותו זן בבני אדם 33, 34. בנוסף להשפעות גנטיות על רגישות UTI, הקדמה של קטטר לשלפוחית ​​השתן מגדילה מאוד את הסיכוי שיש זיהום, כמו גם להגדיל את הטווח של חיידקים מסוגלים לגרום לזיהום. הוכח כי צנתור שתן אנושי גורם היסטולוגית ושינויים חיסוניים בשלפוחית ​​עקב לחץ מכאני שגורם לתגובה דלקתית חזקה, קילוף, בצקת של propria lamina וsubmucusa, הדליל urothelial, ונגע ברירית של urothelium וכליות 35,36. בנוסף, קטטר מספק משטח לקובץ מצורף חיידקים ובכך ליצור סביבה מנוצלת על ידי כמה מינים לגרום CAUTI. בעוד UPEC עדיין תורם רב, אנטרוקוקוס faecalis מהווה 15% מCAUTI אלה 37. א faecalis הופך עמיד יותר ויותר לאנטיביוטיקה עם vancomycin הופעת התנגדות, שהתחזה לדאגה בריאותית רצינית 38. א faecalis להחזיק גורמים ארסי רבים, כולל רעלים וadhesins הכרחי לקובץ מצורף לשני קטטר ואפיתל 38. במהלך צנתור שתן, המארח הוא פגיע להידבקות של חיידקים, כפל והפצה ב39,40 בדרכי השתן. א faecaליס יוצר biofilm על קטטר כחלק ממנגנון להתמיד בשלפוחית ​​השתן ולהפיץ לכליות, אשר הוא לשחזר במודל עכבר CAUTI 41. לאחרונה, זה הוכח במהלך צנתור שתן, פיברינוגן (FG) הוא שוחרר לתוך שלפוחית ​​השתן כחלק מהתגובה הדלקתית. FG מצטבר בשלפוחית ​​השתן, מעילי קטטר וחיוני לE. faecalis היווצרות biofilm, מתפקד כפיגום מצורף. במודל C57BL / 6 עכבר של CAUTI, גילה שE. היווצרות faecalis biofilm על קטטר, ובכך ההתמדה בשלפוחית ​​השתן, הייתה תלוי בpilus EBP, במיוחד EbpA adhesin קצהו. מצאנו כי תחום N- המסוף של EbpA נקשר במיוחד לFG ציפוי קטטר. בנוסף, נמצא כי א faecalis מנצל FG כמקור המטבוליט במהלך זיהום, וכך לשפר את היווצרות biofilm 42. מודלים של העכברים הוכיחו קריטיים לאחורייםtanding כמו גם חיזוי הקליני של דלקת בדרכי השתן וCAUTI 41. במאמר זה אנו מדגימים הכנת הבידוד של דלקת שלפוחית ​​השתן UPEC לבודד UTI89 וחיסון של עכברים דרך השופכה C3H / חן. בנוסף, אנחנו מדגימים פרוטוקול להכנסה קטטר בעכברי C57BL / 6 וחיסון של א &#39; זן faecalis OG1RF. שתי טכניקות אלו להוביל לדלקת בדרכי שתן עקבית ואמינים או CAUTI בעכברים. אנחנו גם להציג טכניקות המשמשות להתבונן היווצרות IBC בדלקת שלפוחית ​​השתן חריפה ואיסוף שתן לניתוח דלקת שלפוחית ​​השתן כרוני או חוזר ונשנה. עכברי C3H / חן שימשו ללמוד היבטים של הפתוגנזה UPEC כולל פלישה ראשונית חיידקים, היווצרות IBC, filamentation והפיתוח של דלקת שלפוחית ​​השתן כרוני 23,33,43. פרמטרים אלה גם ארסיות נחקרו במגוון רחב של רקעי עכבר אחרים 22,33. לCAUTI, C57BL / 6 המודל מאפשר להשתלת גוף זרה לתוך שלפוחית ​​השתן עם עמיתי חיידקים הבאיםlonization, שיכול להישמר במשך 7 ימים לאחר הזיהום 41. מודלים אלה היו שימושיים להערכת מנגנוני אלימות של חיידקים, תגובות מארחות לדלקת בדרכי השתן ומנגנונים לערער תגובות מארחות, הרבה מהם כבר סכמו או שנצפו באוכלוסיות אנושיות קליניות לאחר מכן.

<table><tbody><tr><td>Material for catheter and needle preparation:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>30 G needles</td><td>BD Precision Glide</td><td>305106</td><td>30 G x &amp;frac12; (0.3 mm x 13 mm)</td></tr><tr><td>PE10 polyethylene tubing</td><td>BD</td><td>427400</td><td>Inside diameter -0.011 in (0.28 mm); outside diameter &amp;ndash; 0.024 in (0.61 mm)</td></tr><tr><td>RenaSIL 025 platinum cured silicon tubing</td><td>Braintree Scientific, Inc</td><td>SIL 025</td><td>inside diameter-0.012 x outside diameter 0.025, 25 ft coil</td></tr><tr><td colspan="4">Material for infections:</td></tr><tr><td>Isoflourane &amp;ndash; Isothesia</td><td>Butler Schein</td><td>29405</td><td>250 ml</td></tr><tr><td>Clear Glass Straight-Sided Jar</td><td>Kimble Chase</td><td>5413289V 21</td><td></td></tr><tr><td>Stainless Steel Tea Infuser</td><td>Schefs-Amazon</td><td></td><td>Premium Loose Leaf Tea Infuser By Schefs - Stainless Steel - Large Capacity -</td></tr><tr><td>Non-sterile cotton balls</td><td>Fisherbrand</td><td>22-456-880</td><td></td></tr><tr><td>50 ml Falcon tubes</td><td>VWR</td><td>89039-660</td><td></td></tr><tr><td>Isotec 3 -vaporizer</td><td>Ohmeda</td><td>1224478</td><td></td></tr><tr><td>Ear punch</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-812-201</td><td>(when necessary)</td></tr><tr><td>Betadine solution</td><td>Betadine solution</td><td></td><td>10% Povidie-iodine topical solution</td></tr><tr><td>Q-tips</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-037-924</td><td>6 inches</td></tr><tr><td>Diapers for bench</td><td>Fisherbrand</td><td>14206 63</td><td>Absorbent Underpads (20&amp;rdquo;X36&amp;rdquo;mats)</td></tr><tr><td>Surgical lubricant</td><td>Surgilube</td><td>0281-0205-36</td><td></td></tr><tr><td>Dissecting scissor</td><td>Fine Science tools, INC</td><td>14084-08</td><td></td></tr><tr><td>Micro-Adson Forceps</td><td>Fine Science tools, INC</td><td>11018-12</td><td></td></tr><tr><td>1 ml syringe</td><td>BD</td><td>309659</td><td>Tuberculin slip tip</td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Bemis</td><td>PM996</td><td>4 inches x 125 FT</td></tr><tr><td>Eppendorf rack</td><td>Fisherbrand</td><td>05-541-1</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf tubes</td><td>MIDSCI</td><td>AVX-T-17-C</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">Harvesting catheters, bladders and kidneys:</td></tr><tr><td>Homogenizer</td><td>PRO Scientific INC</td><td>Bio-Gen Pro 200</td><td></td></tr><tr><td>5 ml polypropylene round-bottom tube</td><td>BD</td><td>352063</td><td>for organ homogenization</td></tr><tr><td>Paper towel</td><td>Georgia-Pacific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Pharmco-AAPER</td><td>11100020S</td><td>200 proof</td></tr><tr><td>Costar&amp;trade; Clear Polystyrene 96-Well Plates</td><td>Corning</td><td>3788</td><td></td></tr><tr><td>1x Phosphate sodium saline</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P3813</td><td></td></tr><tr><td>BRANSONIC Ultrasonic cleaner 1210</td><td>Branson Ultrasonics Corporation</td><td>1210</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">IBC materials:</td></tr><tr><td>6-well tissue culture test plate</td><td>Techno Plastic Products</td><td>92006</td><td></td></tr><tr><td>Pins</td><td>Fine Science Tools</td><td>26002-20</td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184</td><td>Dow Corning</td><td>3097358-1004</td><td>Silicone Elastomer Kit</td></tr><tr><td>X-gal (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-b-D-galactoside)</td><td>Invitrogen</td><td>15520-034</td><td>Ultrapure</td></tr><tr><td>N, N-Dimethylformamide</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D4551</td><td></td></tr><tr><td>MgCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; (Magnesium chloride)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>M8266</td><td></td></tr><tr><td>Sodium deoxycholate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D6750</td><td></td></tr><tr><td>Nonidet-P40</td><td>Roche</td><td>11754599001</td><td>Octylphenolpoly(ethyleneglycolether)n</td></tr><tr><td>Potassium hexacyanoferrate(II) trihydrate (K-ferrOcyanide)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P3289</td><td></td></tr><tr><td>Potassium hexacyanoferrate(III) (K-ferrIcyanide)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>60299</td><td></td></tr></tbody></table>

establishment and characterization of uti and cauti in a mouse model

זיהומים בדרכי שתן (UTI) הם נפוצים ביותר, גורם משמעותי לתחלואה והם עמידים יותר ויותר לטיפול באנטיביוטיקה. נקבות נגועות באופן לא פרופורציונאלי על ידי דלקת בדרכי שתן: 50% מכלל הנשים יהיו UTI בחייהם. בנוסף, 20-40% מהנשים האלה שיש להם דלקת בדרכי שתן ראשוני יסבלו הישנות עם כמה הישנויות תכופות הסובלות מהידרדרות חמורה באיכות חיים, כאב ואי נוחות, שיבוש של פעילויות יומיומיות, גדלו עלויות בריאות, וכמה אפשרויות טיפול אחרים מטיפול מונע באנטיביוטיקה לטווח ארוך. coli Uropathogenic Escherichia (UPEC) הוא הסוכן סיבתי העיקרי של קהילה רכש UTI. הדלקת בדרכי השתן הקשורים צנתר (CAUTI) הוא הזיהום השכיח ביותר בבית החולים רכשו היווה מיליון התרחשויות בארה&quot;ב מדי שנה, ועלויות בריאות דרמטיות. בעוד UPEC הוא גם הגורם העיקרי לCAUTI, סוכני סיבה אחרים הם בעלי חשיבות מוגברת כוללים אנטרוקוקוסfaecalis. כאן אנו מנצלים שני מודלים עכבר מבוססים היטב כי לשחזר רב של המאפיינים הקליניים של מחלות בבני אדם אלה. לדלקת בדרכי שתן, מודל C3H / חן משחזר רב מהתכונות של אלימות UPEC נצפו בבני אדם ובכלל זה תגובות מארחות, היווצרות מבני תעשייה וfilamentation. לCAUTI, מודל באמצעות C57BL / 6 עכברים, אשר שומרים על שתלי שלפוחית ​​השתן קטטר, הוכח להיות רגיש לE. faecalis דלקת בשלפוחית ​​השתן. מודלים נציג אלה נמצאים בשימוש כדי להשיג תובנות חדשות בולטות לפתוגנזה של מחלה בדרכי שתן, שמובילה לפיתוח תרופות חדשניות ואסטרטגיות ניהול או מניעה.

המודלים השלפוחית ​​של UTI קשור מסובך וקטטר לספק פלטפורמות גמישות להבהרת המנגנונים המולקולריים של פתוגנזה של חיידקים, ההשפעה של מחלות אלה ברקמת מארח, והפיתוח ובדיקות של גישות חדשות לניהול הזיהומים הנפוצים ויקרים הללו. בהתאם לזן העכבר והפתוגן, חיסון שלפוחית ​​יכול ל...

Watch this Scientific Journal Video about Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model at JoVE.com

Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model

The ability to model urinary tract infections (UTI) is crucial in order to be able to understand bacterial pathogenesis and spawn the development of novel therapeutics. This work&#8217;s goal is to demonstrate mouse models of experimental UTI and catheter associated UTI that recapitulate and predict findings seen in humans.

ההקמה ואפיון של UTI וCAUTI במודל עכבר

Urinary tract infections (UTI) are highly prevalent, a significant cause of morbidity and are increasingly resistant to treatment with antibiotics. ...

establishment-and-characterization-of-uti-and-cauti-in-a-mouse-model

Research

JoVE Journal

Medicine

20.0K Views.  Washington University School of Medicine. The ability to model urinary tract infections (UTI) is crucial in order to be able to understand bacterial pathogenesis and spawn the development of novel therapeutics. This work’s goal is to demonstrate mouse models of experimental UTI and catheter associated UTI that recapitulate and predict findings seen in humans.

Video: Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model

Transurethral Induction of Mouse Urinary Tract Infection

Uropathogenic bacterial strains of interest are grown on agar. Generally, uropathogenic E. coli (UPEC) and other strains can be grown overnight on Luria-Bertani (LB) agar at 37&deg;C in ambient air. UPEC strains grow as yellowish-white translucent colonies on LB agar. Following confirmation of appropriate colony morphology, single colonies are then picked to be cultured in broth. LB broth can be used for most uropathogenic bacterial strains. Two serial, overnight LB broth cultures can be employed to enhance expression of type I pili, a well-defined virulence factor for uropathogenic bacteria. Broth cultures are diluted to the desired concentration in phosphate buffered saline (PBS). Eight to 12 week old female mice are placed under isoflurane anesthesia and transurethrally inoculated with bacteria using polyethylene tubing-covered 30 gauge syringes. Typical inocula, which must be empirically determined for each bacterial/mouse strain combination, are 106 to 108 cfu per mouse in 10 to 50 microliters of PBS. After the desired infection period (one day to several weeks), urine samples and the bladder and both kidneys are harvested. Each organ is minced, placed in PBS, and homogenized in a Blue Bullet homogenizer. Urine and tissue homogenates are serially diluted in PBS and cultured on appropriate agar. The following day, colony forming units are counted.

This video will demonstrate methods to transurethrally induce mouse urinary tract infections and quantify the extent of resulting infections.

אינדוקציה Transurethral של דלקת בדרכי השתן עכבר

Uropathogenic bacterial strains of interest are grown on agar. Generally, uropathogenic E. coli (UPEC) and other strains can be grown overnight on ...

Immunology and Infection

A Mouse Model of in Utero Transplantation

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus. For example, in utero transplantation (IUT) of hematopoietic stem cells has been used to successfully treat patients with severe combined immunodeficiency.1,2 In several other conditions, however, IUT has been attempted without success.3 Given these mixed results, the availability of an efficient non-human model to study the biological sequelae of stem cell transplantation and gene therapy is critical to advance this field. We and others have used the mouse model of IUT to study factors affecting successful engraftment of in utero transplanted hematopoietic stem cells in both wild-type mice4-7 and those with genetic diseases.8,9 The fetal environment also offers considerable advantages for the success of in utero gene therapy. For example, the delivery of adenoviral10, adeno-associated viral10, retroviral11, and lentiviral vectors12,13 into the fetus has resulted in the transduction of multiple organs distant from the site of injection with long-term gene expression. in utero gene therapy may therefore be considered as a possible treatment strategy for single gene disorders such as muscular dystrophy or cystic fibrosis. Another potential advantage of IUT is the ability to induce immune tolerance to a specific antigen. As seen in mice with hemophilia, the introduction of Factor IX early in development results in tolerance to this protein.14 
In addition to its use in investigating potential human therapies, the mouse model of IUT can be a powerful tool to study basic questions in developmental and stem cell biology. For example, one can deliver various small molecules to induce or inhibit specific gene expression at defined gestational stages and manipulate developmental pathways. The impact of these alterations can be assessed at various timepoints after the initial transplantation. Furthermore, one can transplant pluripotent or lineage specific progenitor cells into the fetal environment to study stem cell differentiation in a non-irradiated and unperturbed host environment.
The mouse model of IUT has already provided numerous insights within the fields of immunology, and developmental and stem cell biology. In this video-based protocol, we describe a step-by-step approach to performing IUT in mouse fetuses and outline the critical steps and potential pitfalls of this technique.

A Mouse Model of in Utero Transplantation

The mouse model of in utero transplantation is a versatile tool that can be used to study the potential clinical applications of stem cell transplantation and gene therapy in the fetus. In this protocol, we present a general approach to performing this technique

במודל עכבר של בתוך הרחם השתלה

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus.  For example, in ...

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient management strategies. Orthotopic mouse models of oral cancer have been developed to facilitate the study of factors that impact invasion and serve as model system for evaluating anti-tumor therapeutics. In these systems, visualization of disseminated tumor cells within oral cavity tissues has typically been conducted by either conventional histology or with in vivo bioluminescent methods. A primary drawback of these techniques is the inherent inability to accurately visualize and quantify early tumor cell invasion arising from the primary site in three dimensions. Here we describe a protocol that combines an established model for squamous cell carcinoma of the tongue (SCOT) with two-photon imaging to allow multi-vectorial visualization of lingual tumor spread. The OSC-19 head and neck tumor cell line was stably engineered to express the F-actin binding peptide LifeAct fused to the mCherry fluorescent protein (LifeAct-mCherry). Fox1nu/nu mice injected with these cells reliably form tumors that allow the tongue to be visualized by ex-vivo application of two-photon microscopy. This technique allows for the orthotopic visualization of the tumor mass and locally invading cells in excised tongues without disruption of the regional tumor microenvironment. In addition, this system allows for the quantification of tumor cell invasion by calculating distances that invaded cells move from the primary tumor site. Overall this procedure provides an enhanced model system for analyzing factors that contribute to SCOT invasion and therapeutic treatments tailored to prevent local invasion and distant metastatic spread. This method also has the potential to be ultimately combined with other imaging modalities in an in vivo setting.

A comprehensive overview of the techniques involved in generating a mouse model of oral cancer and quantitative monitoring of tumor invasion within the tongue through multi-photon microscopy of labeled cells is presented. This system can serve as a useful platform for the molecular assessment and drug efficacy of anti-invasive compounds.

Multi-פוטון הדמיה של הפלישה תאים סרטניים במודל עכבר orthotopic של קרצינומה של תאים קשקשיים אוראלי

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

Establishment of Human Epithelial Enteroids and Colonoids from Whole Tissue and Biopsy

The epithelium of the gastrointestinal tract is constantly renewed as it turns over. This process is triggered by the proliferation of intestinal stem cells (ISCs) and progeny that progressively migrate and differentiate toward the tip of the villi. These processes, essential for gastrointestinal homeostasis, have been extensively studied using multiple approaches. Ex vivo technologies, especially primary cell cultures have proven to be promising for understanding intestinal epithelial functions. A long-term primary culture system for mouse intestinal crypts has been established to generate 3-dimensional epithelial organoids. These epithelial structures contain crypt- and villus-like domains reminiscent of normal gut epithelium. Commonly, termed &#8220;enteroids&#8221; when derived from small intestine and &#8220;colonoids&#8221; when derived from colon, they are different from organoids that also contain mesenchyme tissue. Additionally, these enteroids/colonoids continuously produce all cell types found normally within the intestinal epithelium. This in vitro organ-like culture system is rapidly becoming the new gold standard for investigation of intestinal stem cell biology and epithelial cell physiology. This technology has been recently transferred to the study of human gut. The establishment of human derived epithelial enteroids and colonoids from small intestine and colon has been possible through the utilization of specific culture media that allow their growth and maintenance over time. Here, we describe a method to establish a small intestinal and colon crypt-derived system from human whole tissue or biopsies. We emphasize the culture modalities that are essential for the successful growth and maintenance of human enteroids and colonoids.

We describe a method to establish human enteroids from small intestinal crypts and colonoids from colon crypts collected from both surgical tissue and biopsies. In this methodological article, we present the culture modalities that are essential for the successful growth and maintenance of human enteroids and colonoids.

הקמתו של ארגון Human אפיתל Enteroids וColonoids מרקמות שלמות וביופסיה

The epithelium of the gastrointestinal tract is constantly renewed as it turns over. This process is triggered by the proliferation of intestinal stem ...

Urinary Tract Infection in a Small Animal Model: Transurethral Catheterization of Male and Female Mice

Urinary tract infections (UTI) are extremely common worldwide, incurring significant morbidity and healthcare-associated expenses. Small animal models, which accurately reflect disease establishment and progression, permit dissection of host-pathogen interactions and generation of immunity to infection. In mice, intravesical instillation of uropathogenic E. coli, the causative agent in more than 85% of community acquired UTI, recapitulates many of the stages of infection observed in humans. Until recently, however, UTI could only be modeled in female animals. This limitation has hindered the study of sex-related differences in UTI, as well as other bladder pathologies, such as cancer. Here, we describe a method to instill male mice that allows direct comparison between female and male animals and provide a detailed protocol to assess bladder tissue by flow cytometry as a means to better understand host responses to infection. Together, these approaches will aid in the identification of host factors that contribute to sex biases observed in UTI and other bladder-associated diseases.

The established model of transurethral catheterization of mice allows the study of bladder pathologies, including urinary tract infection, but can only be performed in females. A new model of male transurethral instillation, presented here, will enable research in an area marked by strong clinical and epidemiological differences between the sexes.

זיהום בדרכי השתן במודל בעלי חיים קטנים: צנתור-Transurethral של זכר ונקבה עכברים

Urinary tract infections (UTI) are extremely common worldwide, incurring significant morbidity and healthcare-associated expenses. Small animal models, ...

Recurrent Escherichia coli Urinary Tract Infection Triggered by Gardnerella vaginalis Bladder Exposure in Mice

Recurrent urinary tract infections (rUTI) caused by uropathogenic Escherichia coli (UPEC) are common and costly. Previous articles describing models of UTI in male and female mice have illustrated the procedures for bacterial inoculation and enumeration in urine and tissues. During an initial bladder infection in C57BL/6 mice, UPEC establish latent reservoirs inside bladder epithelial cells that persist following clearance of UPEC bacteriuria. This model builds on these studies to examine rUTI caused by the emergence of UPEC from within latent bladder reservoirs. The urogenital bacterium Gardnerella vaginalis is used as the trigger of rUTI in this model because it is frequently present in the urogenital tracts of women, especially in the context of vaginal dysbiosis that has been associated with UTI. In addition, a method for in situ bladder fixation followed by scanning electron microscopy (SEM) analysis of bladder tissue is also described, with potential application to other studies involving the bladder.

Recurrent Escherichia coli Urinary Tract Infection Triggered by Gardnerella vaginalis Bladder Exposure in Mice

A mouse model of uropathogenic E. coli (UPEC) transurethral inoculation to establish latent intracellular bladder reservoirs and subsequent bladder exposure to G. vaginalis to induce recurrent UPEC UTI is demonstrated. Also demonstrated are the enumeration of bacteria, urine cytology, and in situ bladder fixation and processing for scanning electron microscopy.

זיהום חוזר בדרכי השתן של Escherichia coli שנגרם על ידי גרדנרלה וגינליס חשיפה לשלפוחית השתן בעכברים

Recurrent urinary tract infections (rUTI) caused by uropathogenic Escherichia coli (UPEC) are common and costly. Previous articles describing models of ...

Longitudinal Follow-Up of Urinary Tract Infections and Their Treatment in Mice using Bioluminescence Imaging

Urinary tract infections (UTI) rank among the most common bacterial infections in humans and are routinely treated with empirical antibiotics. However, due to increasing microbial resistance, the efficacy of the most used antibiotics has declined. To find alternative treatment options, there is a great need for a better understanding of the UTI pathogenesis and the mechanisms that determine UTI susceptibility. In order to investigate this in an animal model, a reproducible, non-invasive assay to study the course of UTI is indispensable.
For years, the gold standard for the enumeration of bacterial load has been the determination of Colony Forming Units (CFU) for a particular sample volume. This technique requires post-mortem organ homogenates and serial dilutions, limiting data output and reproducibility. As an alternative, bioluminescence imaging (BLI) is gaining popularity to determine the bacterial load. Labeling pathogens with a lux operon allow for the sensitive detection and quantification in a non-invasive manner, thereby enabling longitudinal follow-up. So far, the adoption of BLI in UTI research remains limited.
This manuscript describes the practical implementation of BLI in a mouse urinary tract infection model. Here, a step-by-step guide for culturing bacteria, intravesical instillation and imaging is provided. The in vivo correlation with CFU is examined and a proof-of-concept is provided by comparing the bacterial load of untreated infected animals with antibiotic-treated animals. Furthermore, the advantages, limitations, and considerations specific to the implementation of BLI in an in vivo UTI model are discussed. The implementation of BLI in the UTI research field will greatly facilitate research on the pathogenesis of UTI and the discovery of new ways to prevent and treat UTI.

This manuscript describes the intravesical administration of uropathogenic bacteria with a lux operon to induce a urinary tract infection in mice and subsequent longitudinal in vivo analysis of the bacterial load using bioluminescence imaging.

מעקב אורך של דלקות בדרכי השתן והטיפול שלהם בעכברים באמצעות הדמיית ביו-לומינציה

Urinary tract infections (UTI) rank among the most common bacterial infections in humans and are routinely treated with empirical antibiotics. However, ...

Transurethral Catheterization and Bacterial Inoculation to Generate a Urinary Tract Infection Model in Male Mice

Source: Zychlinsky Scharff, A., et al. <a href="https://app.jove.com/v/54432">Urinary Tract Infection in a Small Animal Model: Transurethral Catheterization of Male and Female Mice.</a> J. Vis. Exp. (2017).
This video demonstrates the establishment of uropathogenic Escherichia coli infection in a female mouse bladder through transurethral catheter instillation. The injected bacteria successfully establish a urinary tract infection within the bladder, providing a valuable platform for studying healthcare-associated diseases related to the urinary tract.

צנתור דרך השופכה וחיסון חיידקי ליצירת מודל דלקת בדרכי השתן בעכברים זכרים

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
1. ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Immunology

Immunopathology

Host-Pathogen Interaction Models

Generating Urinary Tract Infection Model: A Technique to Administer Uropathogenic Bacteria in Mouse to Develop Urinary Tract Infection Model

Source: Luyts, N. et al., <a href="https://www.jove.com/v/62614">Longitudinal Follow-Up of Urinary Tract Infections and Their Treatment in Mice using Bioluminescence Imaging.</a> J. Vis. Exp. (2021).
In this video, we describe the technique for the intravesical administration of uropathogenic bacteria to generate a urinary tract infection model in mice. This model can be used to understand the spread of uropathogenic bacterial infection within the urinary system and the mechanisms that determine UTI susceptibility.

מודל יצירת דלקת בדרכי השתן: טכניקה למתן חיידקים אורופתוגניים בעכבר לפיתוח מודל דלקת בדרכי השתן

Source: Luyts, N. et al., Longitudinal Follow-Up of Urinary Tract Infections and Their Treatment in Mice using Bioluminescence Imaging. J. Vis. Exp. ...

Biology

Rodent Models

Adult

Establishment of a Urinary Tract Infection Model in Female Mice

After anesthetizing a female mouse, according to an approved protocol, place the animal supine, and apply medium pressure to the lower abdomen to empty the bladder of urine. Full bladders feel like a pea under the skin between the iliac crests.
When the bladder is empty, using the non-dominant hand, place the thumb on the tail and a finger of the same hand on the abdomen of the mouse, and apply gentle pressure in opposing directions to hold the mouse firmly in place. Next, place the tip of the catheter perpendicular to the mouse at the urethral orifice. Then, with gentle pressure, slide the catheter into the urethra until the hub meets the urethral orifice while simultaneously lowering the syringe so that it is parallel to the working surface.
Once the catheter is in place, use a finger from the non-dominant hand that&#39;s resting on the mouse&#39;s abdomen to very gently pull the abdominal skin towards the head of the mouse. Note that the urethral orifice will not move. However, if the catheter is in the vagina, the tissue will move up and away from the catheter. With the hub of the catheter against the urethral orifice, slowly dispense 50 microliters of the bacterial inoculum.
A slow installation rate minimizes vesicoureteral reflux into the kidney. Slowly remove the catheter to prevent leakage, then, place the animal in its cage in a supine position.