마우스의 보철 관절 Candida albicans 감염 모델

요약

위험한 병원체에 의한 보철 관절 주위 감염(PJI)은 임상 정형외과에서 흔합니다. 기존의 동물 모델로는 PJI의 실제 상황을 정확하게 시뮬레이션할 수 없습니다. 여기에서 우리는 PJI에 대한 새로운 치료제를 연구하고 개발하기 위해 Candida albicans 생물막 관련 PJI 마우스 모델을 구축했습니다.

초록

인공 관절 주위 감염(PJI)은 칸디다 알비칸스(C. albicans)에 의해 발생하는 흔한 감염 중 하나로, 외과 의사와 과학자들의 우려가 점점 더 커지고 있습니다. 일반적으로 C. albicans를 항생제로부터 보호하고 면역 제거를 할 수 있는 생물막이 감염 부위에 형성됩니다. 감염된 임플란트 제거, 괴사조직 제거, 항균 치료 및 재이식을 포함하는 수술은 PJI 치료의 황금 표준입니다. 따라서 동물 PJI 모델을 확립하는 것은 PJI에 대한 신약 또는 치료제의 연구 및 개발에 매우 중요합니다. 이 연구에서는 정형외과 클리닉에서 널리 사용되는 임플란트인 부드러운 니켈-티타늄 합금 와이어를 C57BL/6 마우스의 대퇴 관절에 삽입한 후 C. albicans 를 와이어를 따라 관절강에 접종했습니다. 14일 후, 성숙하고 두꺼운 생물막이 주사 전자 현미경(SEM)의 밑에 임플란트의 표면에 관찰되었습니다. 감염된 관절 표본의 H&E 염색에서 현저히 감소된 뼈 섬유주가 발견되었습니다. 요약하자면, 쉬운 조작, 높은 성공률, 높은 반복성 및 높은 임상 상관 관계의 장점을 가진 마우스 PJI 모델이 확립되었습니다. 이는 C. albicans 생물막 관련 PJI 예방의 임상 연구에 중요한 모델이 될 것으로 기대됩니다.

서문

칸디다 알비칸스(Candida albicans, C. albicans)는^인체의 여러 부위에 공생하며1, 특히 면역력이 저하된 환자에서 생명을 위협하는 침습성 진균 감염을 일으키는 가장 흔한 기회 병원체이기도 하다 ^2,3. C. albicans는 효모와 균사체 상태 사이에서 다형성 균류로 변형될 수 있습니다. 균사체 상태는 더 높은 독성, 더 강한 접착력, 세포 및 조직의 침입을 나타냅니다 ^4,5. 게다가, C. albicans는 의치, 카테터 및 스텐트와 같은 생물 의학 재료의 표면에 생물막을 형성 할 수 있습니다 ^1,6,7. 생물막의 조밀한 3차원 구조는 항진균제의 침투를 제한하고, 약 저항하는 유전자를 발현하고, 면역 체계 정리에 저항하기 위하여 진균 세포의 물질 대사를 하향 통제합니다

프로토콜

동물들은 Xi'an Jiaotong University에서 구입했습니다. 모든 동물 실험 절차는 Xi'an Jiaotong University의 기관 동물 윤리 위원회의 승인을 받았습니다(승인 번호: SCXK [Shaanxi] 2021-103). 마우스는 케이지 당 5 마리의 마우스로 1 주일 동안 보관되었습니다. 그들은 음식과 물을 자유롭게 먹을 수 있었다. 동물은 연구가 수행되기 전에 실온(RT; 24°C ± 1°C) 및 밝은/어두운 주기(12시간/12시간)에서 유지되었습니다.

1. 완충액 및 장비 준비

1. C. 알비칸스 세포 배양
   1. 효모 추출물 펩톤 덱스트로스(YPD) 플레이트 배지에서 C . 알비칸스 (SC5314)의 단클론 콜로니를 접종 루프가 있는 5mL의 YPD 액체 배지(YPD + 50μg/mL 카베니실린)에 접종합니다.
   2. C. albicans 세포를 밤새 30°C에서 220rpm의 속도로 흔듭니다.
   3. 현탁액을 RT에서 400 x g 에서 5분 동안 원심분리합니다. C. albicans 세포를 생리식염수에 재현탁시키고 탁도를 0.5 McFarland와 동일하게....

토론

수술 기구의 오염이나 수술 중 수술 환경으로 인한 감염은 대부분의 임플란트 감염의 주요 원인이다 24,25,26,27. 따라서 본 연구에서는 마우스 C. albicans 생물막 관련 PJI 모델을 구성하였다. 식염수에 현탁된 멸균 스테인리스강 입자를 임플란트로 사용한 기존 PJI 모델과 비교하여 본 연구에서는 ?.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.5 Mactutrius turbidibris	Shanghai Lujing Technology Co., Ltd	5106063
4 °C refrigerator	Electrolux (China) Electric Co., Ltd	ESE6539TA
Agar	Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd	01-023
Analytical balances	Shimadzu	ATX124
Autoclaves Sterilizer	SANYO	MLS-3750
Carbenicillin	Amresco	C0885
Eclipse Ci Nikon upright optical microscope	Nikon	Eclipse Ts2-FL
Glucose	Macklin	D823520
Inoculation ring	Thermo Scientific	251586
Isoflurane	RWD	20210103
NaCl	Xi'an Jingxi Shuanghe Pharmaceutical Co., Ltd	20180108
Paraformaldehyde	Beyotime Biotechnology	P0099
Peptone	Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd	01-001
RWD R550 multi-channel small animal anesthesia machine	RWD	R550
SEM	Hitachi	TM-1000
Temperature incubator	Shanghai Zhichu Instrument Co., Ltd	ZQTY-50N
Ultrapure water water generator	Heal Force	NW20VF
Ultrasound machine	Do-Chrom	DS10260D
Yeast extract	Thermo Scientific Oxoid	LP0021B