Method Article
Heligmosomoides polygyrus является мышиный нематода с мощными иммуномодулирующими возможностей, которые напоминают те, высококвалифицированных распространенной инфекции человека гельминтами. Здесь мы опишем протокол для долгосрочного поддержания H. polygyrus жизненным циклом.
Heligmosomoides polygyrus (ранее известный как Nematospiroides камбалы, а также рассказал о некоторых, как Х. Bakeri) является желудочно гельминтов, которая использует несколько иммуномодулирующих механизмов по обеспечению хронической инфекции у мышей и напоминает распространенные инфекции человека гельминтами. H. polygyrus был хорошо изучен в области гельминтов, полученных иммунной регуляции и было установлено, мощно подавить экспериментальные модели аллергии и аутоиммунных заболеваний (как с активной инфекцией и изолированных секретируемых продуктов). Протокол, описанный в этом документе излагаются управление H. polygyrus жизненный цикл для последовательного производства L3 личинок, восстановление взрослых паразитов и сбор их выводных-секреторных продуктов (ГЭК).
Heligmosomoides polygyrus является естественным мышиный желудочно-кишечного тракта гельминтов, которые тесно связаны с высоко распространенных нематод паразитов человека 1. В отличие от других моделей, таких как нематоды Nippostrongylus Brasiliensis, H. polygyrus последовательно устанавливает хроническую инфекцию у мышей, как прямой результат множественных механизмов мощный иммуномодулирующих он использует для подавления иммунного ответа 2.
H. polygyrus имеет прямое жизненный цикл: инфекционные личинки L3 поглощаются Feco-оральным передачи (или вводить через желудочный зонд в лабораторных условиях), после чего они мигрируют в subserosal слоя двенадцатиперстной кишки и инкапсулировать перед возвращением в просвете кишечника, как Взрослые черви примерно через восемь дней после первичного инфицирования. Спаривание и производство яиц происходит на 10 день, и это можно собрать взрослых червей для культуры и сбора выделительной-секреторных продуктов дау 14 года 3. H. polygyrus также взаимодействует с комменсальной микрофлоры, с повышенной лактобацилл присутствуют в зараженных восприимчивых мышей 4-6, и повышения уровня H. polygyrus инфекции после воздействия на мышей к лактобацилл 6.
Активный инфекция H. polygyrus было показано для защиты от иммунопатологии во многих животных моделях аутоиммунных заболеваний 7-10, колит 11,12 и аллергии 13-16. Там Следовательно, имело большой интерес в потенциал Экскреторная секреторной молекул из этого паразита («HES») вниз модулировать патологии в естественных условиях 17,18. Действительно, защитные эффекты проявляются после лечения мышей с продуктами ГЭК 19 через пути, которые в настоящее время определены 18,20. Здесь мы опишем протокол для надежного производства Heligmosomoides polygyrus и восстановления его секретируемых продуктов, которые могут быть дополнительно использованы для диапазона функциональных биохимических и иммунологических исследований.
ПРИМЕЧАНИЕ: Все процедуры в этом протоколе осуществляется в соответствии с принципами, изложенными в Соединенном Королевстве внутренних дел и Университета Эдинбурга Ветеринарных служб.
1. Заражение мышей через желудочный зонд
2. Распространение и обслуживание H. polygyrus
3. Сбор взрослых H. polygyrus черви
4. Настройка культур для ГЭК: средний подготовки, стиральная взрослых червей
5. Получение HES
Восприимчивость к инфекции H. polygyrus управляется в значительной степени генетического фона штамма мыши (Таблица 1); C57BL / 6 и мышах линии СВА являются весьма чувствительными 21,22. Для поддержания жизненного цикла паразита, гибридный F1 между этими двумя штаммов был выбран за его способность выдерживать значительно более высокие нагрузки червь без чрезмерного заболеваемости (кишечной эпителиальной повреждений) по сравнению с родительским штаммом либо. Желудочный зонд 400 личинок L3 используется для поддержания жизненного цикла в F1 мышей (в результате чего взрослых червей бремени, показанных на фиг.2), в то время как в дозе 200 L3 личинок обычно используется для экспериментов в гомозиготных инбредных линий (например, линии C57BL / 6 или BALBc). Тем не менее, эта доза может потребоваться уменьшить в зависимости от окружающей среды сопутствующих факторов, которые могут отличаться между объектами животного, такого как различия в кишечной флоре.
Партии ГЭК доказали воспроизводимый склада иадвокатирования в функциональных анализов и белкового состава; Кроме того, при анализе супернатанты из каждой последующей недели культуры, до в общей сложности 4 недели, профили белков оказались очень похожи (фиг.3). При концентрации ГЭК измеряется Бредфорда (см 5.5), общее белка обычно около 1 мг / мл (рис 4).
Альтернативный способ концентрирования HES является центробежным концентратором (например Vivaspin 3-кДа отсечки мембраны), в котором образцы центрифугировали при до 4000 г в поворотно-откидной ротор центрифуги, удаление буферные соли и низкомолекул рные компоненты. Центробежный концентрации лучше всего подходят для малых объемов переработки (1-10 мл) и ограничены до максимального коэффициента концентрации приблизительно 30x.
При сборе ГЭС, отказ от загрязнения является критическим. Чтобы избежать загрязнения с молекулами хозяина, отбросить HES-продолжениеAining питательных сред из первых 24 ч после взрослого урожая червя в кишечнике мыши. Мы также количественной оценки уровня загрязнения LPS в каждой партии ГЭС с анализом Chromogenic LAL (см 5.7). 1 U ЛПС приравнивается к ~ 100 пг LPS и уровни ниже этого считаются пренебрежимо мало 23. В наших руках, большинство партий ГЭК значительно ниже этого предела, средняя концентрация ЛПС ГЭК быть 0,23 U / мг (Рисунок 5). Эффекты ЛПС в модели в естественных условиях патологии (например, подавление астматических ответов) требует по меньшей мере 10 нг LPS 23. Таким образом, в естественных условиях введения 5 мкг ГЭС из партии с 100 пг LPS / мкг ГЭС будет включать в себя 500 пг LPS, что значительно ниже эффективной концентрации, где LPS становится проблемой.
Рисунок 1: Baermann Аппарат BaerМанн установки Аппараты для сбора взрослых H. polygyrus (как описано в разделе 2).
Рисунок 2: Средняя Worm Бремя 14 дней после заражения с 400 L3 личинки среднего червя обременяет 14 дней после заражения 400 L3 личинок. Точки данных Указаны от 19 отдельных выстрелов инфекции мышей C57BL / 6xCBA. Средняя ± SEM показано на рисунке.
Рисунок 3: Белки Профили ГЭК с последовательных недель культивирования профиль SDS-ПААГ ГЭК белков, собранных в последовательных недель культуры.
Рисунок 4: Финал Количество ГЭС с 500 мл ES средах, содержащих Доходность ГЭС белка из 11 различных партий, полученных из примерно 500 мл супернатанта культуры. Средняя ± SEM показано на рисунке.
Рисунок 5: LPS Загрязнение ГЭК уровни загрязнения ЛПС в 41 партиях ГЭС, измеренных ameobocyte анализа Limulus. Средняя концентрация ЛПС = 86 U на мг ГЭС.
Рисунок 6: Анимированные Схема H. polygyrus жизненного цикла Краткое изложение основных этапов жизненного цикла от орального введения через зонд L3 личинок, через восстановление личинок и взрослых гельминтов к выделению ГЭС.
Рисунок 7: Анимированные Схема ГЭС и ее функции Основные иммуномодулирующим действием растворимых медиаторов и экзосом, содержащихся в ГЭК.
Генотип (и фон деформации) | Первичная инфекция фенотип | Ссылка |
Инбредных линий | ||
/ J, CBA, C3H | Очень восприимчивы | 22,29 |
C57BL / 6 и C57BL / 10 | Восприимчивый | 22,30 |
BALB / C, DBA / 2, 129 / J | Промежуточный | 22,31 |
NIH, SJL, КСВ | Низкая чувствительность | 22,32 |
Трансгенные цитокинов или рецепторов цитокинов | ||
IL-1β - / - | Более восприимчивы | 33 |
IL-1R - / - | Менее подвержены (а); никаких изменений в восприимчивости, но увеличение гранулемы (б) | () 33 |
(Б) 34 | ||
ИЛ-2Rβ Трансгенные (C57BL / 6) | Стойкий | 35 |
IL-4 - / - | Высшее плодовитость | 36 |
IL-4R - / - (C57BL / 6 или BALB / C) | Очень восприимчивы | 22 |
ИЛ-6 - / - (линии BALB / C или C57BL / 6) | Высокой устойчивостью | 37 |
IL-9 Трансгенные(FVB) | Стойкий | 38 |
IL-21R - / - (C57BL / 6) | Недостаточное Th2, снижение гранулемы gormation | 39,40 |
ИЛ-25 - / - (линии BALB / C) | Более восприимчивы | 33 |
ИЛ-33R (Т1 / ST2) - / - (линии BALB / C) | Никаких изменений в восприимчивости | 33 |
TGFβRIIdn (C57BL / 6) | Высокая Th1, повышенная восприимчивость | 41,42 |
Трансгенные для Т-клеточных маркеров | ||
CD28 - / - (линии BALB / C) | Незначительно выше плодовитость | 43 |
CD86 (В7-2) - / - (линии BALB / C) | Высшее плодовитость | 44 |
OX40L - / - (линии BALB / C) | Высшее плодовитость и# 160; | 45 |
Трансгенные для врожденной иммунной локусов | ||
Тип 1 рецептора интерферона (IFNAR) - / - (C57BL / 6) | Высшее плодовитость, более гранулемы | 34 |
MyD88 - / - (C57BL / 6) | Более стойкие, больше гранулемы | 34 |
C-KitW / Wv (WBB6) | Более восприимчивы | 46,47 |
Таблица 1: Основные инфекции с H. polygyrus генетически различных и генно-целенаправленные линий мышей.
Жизненный цикл Н. polygyrus протекает в надежно последовательным образом. После приема природного или перорально через зонд из L3 личинок на день 0, кисты начинают формировать под двенадцатиперстной серозной по 5-й день, продвигается в личиночной линьки, а затем превращается в взрослых червей в просвете кишечника от 10 день, яйца можно увидеть в кале из 14 день и гранулемы видны на двенадцатиперстной серозной поверхности от 21-й день протоколу, описанному выше (и представлены на Рисунке 6) позволяет с высокой пропускной способностью производства H. polygyrus выделительной секреторная продукты (HES), в дополнение к надежной восстановление жизнеспособных личинок L3 для будущих экспериментальных и жизни инфекций цикла.
H. polygyrus инфекция была показано, что защищает в моделях астмы в зависимости от OVA или Der р 1 (Дом пылевого клеща аллерген) 14. Кроме того, подавление воспаления дыхательных путей могут быть переданы с CD4 + CD25 + регуляторные Т-клетки 14 или CD19 + CD23 привет нормативные В-клетки 24 от не-сенсибилизированные, H. polygyrus -infected мышей. В моделях аутоиммунных заболеваний, H. polygyrus инфекции было показано, что подавляющее в экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит (ЕАЕ) модели множественного склероза 9, и подавление могут быть переданы либо с CD4 + Т-клеток или CD19 + В-клеток от мышей, зараженных 24.
Heligmosomoides polygyrus выделительной секреторная продукты (HES) модулировать иммунный ответ и подавить Th2-опосредованного воспаление целого ряда механизмов (указаны на рисунке 7), в том числе: а) ингибирование дендритных отзывчивости клеток к стимуляции 25, б) индукцию CD4 + FOXP3 + регуляторные Т-клетки 18. и в) блокада IL-33 производства 20. ГЭК было показано, что при введении защитнойт сенсибилизация или вызов в OVA-квасцов модели астмы 19, а также при интраназальном с экстрактом Alternaria аллергена 20, через подавление ранней IL-33 выпуска. Избежание LPS загрязнения ГЭС зачастую имеет решающее значение для успеха будущих иммунологических экспериментов. В протоколе, изложенной здесь, критические шаги в достижении этой цели являются: обеспечение того, чтобы мусор, содержащийся в муслин мешки аппарата Baermann не войти в окончательный препарат ГЭК (см 2,10) и отложить решение ES с первого 24 ч культуры (см 5.1).
За последние годы, ГЭС была полностью характеризуется в протеомного уровне с более чем 370 различных белков, выявленных 26,27. Кроме того, ES с 4-го этапа личинок был подвергнут протеомного анализа 28. Текущая работа включает в себя, характеризующие основные гликана компоненты ГЭК, как известно, сильно иммуногенной 3 и спрятали микро-РНКак, которые заключены в 50-100 нм пузырьков или экзосом (Buck и др., Представленных для публикации). С созданием воспроизводимых протоколов для сбора ES от этого очень иммуномодулирующим паразита, и с обширными протеомных данных, указывающих на молекулярные компоненты ГЭС, настоящее время созданы для выявления и терапевтического испытания отдельных молекул из H. polygyrus, которые могут опосредовать действие на основные иммунной системы хозяина.
The authors have no conflicts of interest.
The authors are funded by the Wellcome Trust through the Edinburgh Clinical Academic Track (C.J.C.J.) and Programme Grant (Y.H., and R.M.M.) and Fellowship (J.R.G) funding, the BBSRC (G.C.), the American Asthma Foundation (E.R., H.J.McS. and R.M.M.), Asthma UK (H.J.McS.) and the Rainin Foundation (D.J.S. and R.M.M.).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Amicon concentrator | Millipore | 5112 | Model 8050 50 ml http://www.emdmillipore.com/INTL/en/product/Stirred-Cell-Model-8050,-50%C2%A0mL,MM _NF-5122 |
Hanks’ buffered salt solution | Sigma | H9394 | 500 ml http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/h9394?lang=en®ion=GB |
Penicillin streptomycin | Invitrogen | 15070-063 | 100 ml http://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/15070063 |
L-glutamine | Invitrogen | 25030-081 | 200 MM 100ml https://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/25030081?ICID=search-25030081 |
Activated charcoal | Merck | 1.09624.0500 | 18-35 mesh http://www.merckmillipore.com/GB/en/product/Charcoal-activated,MDA_CHEM-109624 |
Glucose solution | Sigma | G8769 | 100 ml 45% solution http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/g8769?lang=en®ion=GB |
Falcon tubes | Sarstedt | 62.547.254 | 50 ml http://www.scribd.com/doc/124320105/Sarstedt-Falcon |
T25 Flasks | Sigma | CLS430639 | 25cm vented flask http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/cls430639?lang=en®ion=GB |
Chromogenic LAL assay | Lonza | 50-647U | QCL-1000 assay http://www.lonza.com/products-services/pharma-biotech/endotoxin-detection/endotoxin-detection-assays/endpoint-chromogenic-lal-assay.aspx |
Gentamicin | Gibco | 15710-049 | 100 ml http://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/15710072 |
Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 | Gibco | 11875093 | 500 ml; without L-glutamine http://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/11875093 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены