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Method Article
クロストリジウム·ディフィシルは、厳密な嫌気性菌で、抗生物質関連下痢(AAD)を引き起こす病原性細菌である。ここで、単離培養し、Cを維持するための方法ディフィシル栄養細胞と芽胞が記載されている。これらの技術は、最適C.ための適切な条件を確実にするために定期的なメンテナンスを必要とする、嫌気性チャンバーを必要とディフィシル栽培。
クロストリジウム·ディフィシルは、抗生物質関連下痢症(AAD)の主な原因であり、重要な院内感染病原体であるグラム陽性嫌気性、胞子形成細菌である。C.ディフィシルは隔離し、育成することで悪名高いことは困難であり、環境中の酸素でさえ低いレベルに非常に敏感である。ここでは、Cを単離する方法糞便サンプルからディフィシル 、その後培養することで長期保存用グリセロールストックの調製のためディフィシルが提示される。顕微鏡や動物実験を含む下流の様々なアプリケーションのために、実験室での胞子株を作製し、列挙するための手法についても説明します。これらの技術は、最適C.ための適切な条件を確保するための一貫性嫌気性環境を維持する嫌気性チャンバーを必要とするディフィシル成長。我々は、約なくチャンバの内外に物質を移送するためのプロトコルを提供する効率的かつ一貫したC.ための適切な嫌気性環境を維持するのに必要な定期的なメンテナンスのための提案と共に有意な酸素汚染を用いディフィシル栽培。
クロストリジウム·ディフィシルは、絶対嫌気性菌と人間と動物の致命的な胃腸病原体であるグラム陽性、芽胞形成細菌である。最初は新生児1、Cから糞便中に見られる共生生物として1935年に記載されてディフィシルは後に抗生物質治療2に関連した偽膜性大腸炎の原因物質であることが実証されました。Cをディフィシル感染症(CDI)は、典型的にはCのニッチを作成して、正常な結腸細菌叢の破壊をもたらし、抗生物質による治療が先行している2℃に発育ディフィシルディフィシルは、糞口経路を介して休眠胞子として送信され、その後、いくつかの毒素を生成し、重篤な疾患や大腸炎3を引き起こすことができる栄養細胞を生産する、消化管の中に発芽している。 CDIは、多くの場合、従来の治療と、これらの中に抵抗性fectionsは、頻繁に再発4です。その結果、CDIは米国5-7の医療費で最大48億ドルを担当している。
クロストリジウム·ディフィシルは、環境中の酸素でさえ低レベルに非常に敏感である。 Cのディフィシルが環境中に残留し、効率的にホストにホストから送信され、代謝的に不活性胞子の形成が重要で8です。なぜならCの実験室でのメンテナンスと操作ディフィシルは、これらの技術は、嫌気性チャンバーの使用を必要とし、制御され、嫌気性環境を必要とする。嫌気性チャンバーの使用は、偏性嫌気性菌の増加9-11回収及び単離をもたらした、分子の多くの技術が嫌気雰囲気下で行うことを可能にした。
C.に加えてディフィシルは 、ここで説明する嫌気性チャンバーの使用と保守が適用されますこのような他のクロストリジウム種( 例えばウェルシュ菌 )、他の胃腸の種( 例えばバクテロイデス種12)と歯周病原体( 例えばペプトストレプトコッカス属 13)のような他の偏性嫌気性菌に。
注:C.ディフィシルは、消化器疾患を引き起こす可能性があり、人間と動物の病原体である。 Cを含む実験ディフィシルは、適切なバイオセーフティに関する注意事項(BSL-2)を用いて実施されなければならない。
1。嫌気性チャンバー使用とメンテナンス
クロストリジウム·ディフィシルは、厳密な嫌気性菌であり、大気中の酸素であっても、低濃度に非常に敏感である。このため、制御、嫌気的環境は、その成功の操作のために必要とされる。嫌気性チャンバー( 図1A)の使用は、C.の効果的な培養のために最も安定した環境で理想的な条件を提供ディフィシルや他の嫌気性細菌14。ここで、ガス混合物を含む雰囲気(5%CO 2、10%H 2、85%N 2)を安定的に維持することができる。
重要な酸素汚染のない室内への任意の項目を導入するには、エアロック( 図1B)を使用する必要があります。この装置はガス交換として機能し、半手動でまたは手動で、自動的に動作する。エアロックの外側と嫌気槽の内部に、他のアクセスを提供へのアクセスを提供する1:エアロックは、二つのドアがあります。モデルによっては、エアロックは、このように別々のエアロックのコストを節約する、隣接する嫌気室へのアクセスを提供することができ、追加のドアを有することができる。積極的にチャンバー内や外にアイテムを移動しない限り、両方のドアは、酸素の混入を避けるために、常に閉じままにしてください。エアロックは、前面のオン/オフスイッチと4ボタンを含むパネルを持っています。ガスライン及び真空ポンプホース部の完全な手動操作するためのスイッチが配置されているパネルの近くにエアロックの後方に接続されている。 これは、2つのパージサイクルは、窒素ガスを用いて(N 2)が使用されることが推奨されるガス混合物(5%のCO 2との交流を充填する前に10%H 2、85%N 2) チャンバ内に導入される酸素の量を減少させる。なお、アイテムを移動させるために必要な量の時間よりも長く開いたドアのいずれかを残さないし、インターチェンジを出て、に決してすることも重要である慎重にチャンバー内と外にアイテムを移動する頻度を減らすための実験を計画しています。ビニール嫌気チャンバーに異なる操作手順は以下のとおりです。これらのプロトコルを実行する前に、これらのチャンバを備え、メーカーの指示と互換性があることを確認してください。
2。培養、列挙と保存で便検体からディフィシル
この手順は、C.を回復するように設計されているディフィシルは、糞便サンプルから胞子を含む、その後、グリセロールストックとして長期保存中の栄養細胞または胞子などの単離されたコロニーを維持する。代替的に、この手順は、C.数を列挙するために使用され得る糞便サンプル( 例えば 、動物試験から)に存在するディフィシル 。選択的かつ差別的で濃縮するためにディフィシルは 、タウロコール酸、セフォキシチン-サイクロセリン-フルクトース寒天(TCCFA)は、正常な糞便叢15-16の増殖を阻害するために使用される。より広義にはセフォキシチンC.除いて、両方のグラム陰性及び陽性細菌の増殖を阻害しながら、サイクロセリンは、グラム陰性細菌用静菌であるディフィシルほとんどが球菌株を入力してください。フルクトースの発酵はpHの低下や黄、赤/橙色から後続の色の変化をもたらすようにpH指示薬、ニュートラルレッドは、培地中に含めることができる。効率的にCの胞子を回復するには栄養型細菌としてディフィシルは 、胆汁酸塩は、タウロコール酸ナトリウム17-18発芽を誘導するために使用される。 C.理由C.ディフィシルは、効率を増大させる可能性がある、混入微生物叢の増殖を制限する、栄養細胞を低減または排除するために使用することができる胞子、アルコールまたは試料の熱処理を形成するディフィシル回復19。上述のように、残留酸素の除去を確実にするために、使用前に、嫌気チャンバー内で少なくとも1〜2時間、すべてのプレートを事前に低減することが重要である。空気dryiNG室で使用する前にプレートが結露を減らすことができます。液体培地は、ボリュームや使用される容器の対空比に応じて削減する、最大24時間が必要になる場合があります。
開始する前に、以下の項目が嫌気チャンバー内に配置する必要があります。
*あるいは、単離されたコロニーを、-80℃での長期保存のために15%グリセロールでBHIS寒天プレート上に広げ、その後、掻き取りBHIS液体培地に再懸濁することができる**これは、グラム染色はCを識別するための効果的な戦略ではないことに注意することが重要です糞便サンプル23から直接ディフィシル ; でディフィシルは、最初の糞便中に存在する他の植物相から分離されなければならない。
3。 C.を培養ディフィシル
この手順では、Cの回復を提供-80℃で保存し、グリセロールストックからディフィシル凍結融解の繰り返しは、栄養細胞を死滅させることができるので、常に凍結グリセロールストックを維持することが重要である。私たちは、ドライアイスの蒸発は、チャンバ内の環境を変更することができるように、チャンバの内外の株を転送するためのドライアイスを使用することをお勧めしません。代わりに、我々は、輸送中に凍結グリセロールストックを維持するために凍結された冷却ラックを使用することをお勧めします。様々な選択と差分目的のために、3つのメディアは、一般C.を培養するために使用されるディフィシル 。 TCCFAは、上述したように、C.に対して選択的であるディフィシル及びタウロコール酸ナトリウム、発芽が含まれています。酵母エキス(BHIS)を補充したブレインハートインフュージョンは、多種多様な生物( 図2A)24の成長を可能にする一般的に使用される、濃縮された、非選択培地である。頻繁に、L-システインeは、還元剤20としてBHISに添加される。最後に、媒体( 図2B)への血液の添加はTCCFAよりも、より効率的な胞子形成を可能にし、C.によって示される独特の緑がかった黄緑色又は蛍光の検出を提供する長波長紫外線(UV)光15( 図2C)の下でディフィシル 。 Cを培養するとき胞子ストックからディフィシルは 、それはタウロコール酸ナトリウムが発芽を確実にするために培地に添加されなければならないことを覚えておくことは重要です。
開始する前に、以下の項目が嫌気チャンバー内に配置する必要があります。
4。 Cから精製胞子ディフィシル
胞子形成は、酸素が 豊富な環境での生存のためにと病気8の効率的な伝送のために必要とされるように、胞子株の調製はofteですダウンストリームアプリケーションのために必要なN、顕微鏡や動物の研究に限定されない。これは、胞子を列挙するカウントの再現性を確保するために繰り返しを必要とすることに留意することが重要である。胞子は穴プラスチックに付着するので希釈液との間で上下にピペッティング数回しても損失を低減することができる。
Cの胞子形成ディフィシルは 、他の胞子形成種とし て、急速なまたは均一ではありません。どちらの胞子形成培地(SMC)17,25または70:30の媒体26、胞子の生産と回収を最適化することが推奨されます。成長の72時間後- (ミリリットル当たり10 8胞子10 7)一般的に使用される他のメディアは、効率的な胞子が27を見られる前に、成長の4-5日を必要とBHIS、およびClospore、胞子の高い力価を生成し、液体培地である。他のプロトコルではなく、PBS 1X 20よりも氷のように冷たい水を使用するが、等張液の使用は、互いにプラスチック表面に付着する胞子を低減することができる。別の方法として、一部の研究者はさらに、完全栄養細胞および破片29を除去するためのショ糖勾配を使用して胞子を浄化する。
開始する前に、以下の項目が嫌気チャンバー内に配置する必要があります。
Cの例BHISコロンビア嫌気ヒツジ血液寒天培地上で増殖させディフィシルは、 図2に見ることができる。C.ディフィシルは平坦であり、両方のメディアに明らかであるすりガラスの外観を持っている不規則なコロニーを形成している。ここでは、Cのエリスロマイシンに敏感な臨床分離株ディフィシル 、630E 30は 、37°C( 図2A)で...
ここに記載された方法は、Cの簡単かつ迅速なリカバリを可能にヒト、マウスおよびハムスター、ならびにC.の長期保存を含む糞便サンプル、種々からディフィシルグリセロールまたは胞子ストックとしてディフィシル 。 でディフィシルは、育成することは困難生物であってもよいが、慎重な嫌気性環境の維持と無菌技術の適用は、堅調な成長と汚染の低減?...
利害の対立が宣言されていません。
私たちは親切嫌気室の写真を提供するためのコイ研究所に感謝したいと思います。この作品は、DK087763(SMM)とSTEP /ハワードヒューズカリキュラム開発フェローシップ(ANE)を付与国立衛生研究所によってサポートされていました。
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. |
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