Name: bioluminescence imaging of nadph oxidase activity in different animal models
Uploaded: 2012-10-22T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Bioluminescence Imaging of NADPH Oxidase Activity in Different Animal Models at JoVE.com

Dette arbeidet ble finansiert av NIH RO1 AI079253 og Department of Veterans Affairs.

1. Dyremodeller <ol><li> Mus: Bruk P47 phox-/ - mus og alder-og sex-matchet C57BL6/DBA mus. Innhente godkjenning for eksperimenter fra Institutional Animal Care og bruk komité. </li><li> Anestesi: Bruk en kontinuerlig isofluran administrasjon system for å indusere anestesi. Fordamperen systemet (VetEquip) er fylt med isofluran (2-3%). Bekrefter at mus er fullt bedøvet ved å observere respirasjon, bevegelse, og hornhinnen refleks som svar på ytre stimuli. </li><li> Kirurgiske prosedyrer: Skrubb...

<ol>
	<li>Segal, B., Han, W., Bushey, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NADPH+oxidase+limits+innate+immune+response+in+the+lungs+in+mice.">NADPH oxidase limits innate immune response in the lungs in mice.</a> PLoS ONE. 5, e9631 (2010).</li><li>Jackson, S., Gallin, J., Holland, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+p47phox+mouse+knock-out+model+of+chronic+granulomatous+disease.">The p47phox mouse knock-out model of chronic granulomatous disease.</a> J. Exp. Med. 182, 751-758 (1995).</li><li>Gantner, B. N., Simmons, R. M., Underhill, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collaborative+induction+of+inflammatory+responses+by+dectin-1+and+Toll-like+receptor+2.">Collaborative induction of inflammatory responses by dectin-1 and Toll-like receptor 2.</a> J. Exp. Med. 197, 1107-1117 (2003).</li><li>Dejager, L., Pinheiro, I., Libert, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cecal+ligation+and+puncture:+the+gold+standard+model+for+polymicrobial+sepsis.">Cecal ligation and puncture: the gold standard model for polymicrobial sepsis.</a> Trends Microbiol. 19, 198-208 (2011).</li><li>Tsiotou, A. G., Sakorafas, G. H., Bramis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Septic+shock;+current+pathogenetic+concepts+from+a+clinical+perspective.">Septic shock; current pathogenetic concepts from a clinical perspective.</a> Med. Sci. Monit. 11, 76-85 (2005).</li><li>Fujii, T., Fuchs, B. C., Tanabe, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+model+of+carbon+tetrachloride+induced+liver+fibrosis:+Histopathological+changes+and+expression+of+CD133+and+epidermal+growth+factor.">Mouse model of carbon tetrachloride induced liver fibrosis: Histopathological changes and expression of CD133 and epidermal growth factor.</a> BMC Gastroenterology. 10, 79-90 (2010).</li><li>Kubo, H., Morgensterm, D., Doerschuk, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preservation+of+complement-induced+lung+injury+in+mice+with+deficiency+of+NADPH+oxidase.">Preservation of complement-induced lung injury in mice with deficiency of NADPH oxidase.</a> J. Clin. Invest. 97, 2680-2684 (1996).</li><li>Segal, B., Sakamoto, N., Bulkley, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xanthine+oxidase+contributes+to+host+defense+against+Burkholderia+cepacia+in+the+p47(phox-/-)+mouse+model+of+chronic+granulomatous+disease.">Xanthine oxidase contributes to host defense against Burkholderia cepacia in the p47(phox-/-) mouse model of chronic granulomatous disease.</a> Infect Immun. 68, 2374-2378 (2000).</li><li>Droge, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free+radicals+in+the+physiological+control+of+cell+function.">Free radicals in the physiological control of cell function.</a> Physiological reviews. 82, 47-95 (2002).</li><li>Jones, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radical-free+biology+of+oxidative+stress.+American+journal+of+physiology.">Radical-free biology of oxidative stress. American journal of physiology.</a> Cell physiology. 295, C849-C868 (2008).</li><li>Hubbard, W. J., Choudhry, M., Chaudry, I. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cecal+ligation+and+puncture.">Cecal ligation and puncture.</a> Shock. 24, 52-57 .</li><li>Wardman, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+and+luminescent+probes+for+measurement+of+oxidative+and+nitrosative+species+in+cells+and+tissues:+progress,+pitfalls,+and+prospects.">Fluorescent and luminescent probes for measurement of oxidative and nitrosative species in cells and tissues: progress, pitfalls, and prospects.</a> Free Radic. Biol. Med. 43, 995-1022 (2007).</li><li>Pollock, J. D., Williams, D. A., Gifford, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+model+of+X-linked+chronic+granulomatous+disease,+an+inherited+defect+in+phagocyte+superoxide+production.">Mouse model of X-linked chronic granulomatous disease, an inherited defect in phagocyte superoxide production.</a> Nat. Genet. 9, 202-209 (1995).</li><li>Aramaki, Y., Y, ., Yoshida, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+sensitive+chemiluminescence+probe,+L-012,+for+measuring+the+production+of+superoxide+anion+by+cells.">A new sensitive chemiluminescence probe, L-012, for measuring the production of superoxide anion by cells.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 193, 554-559 (1993).</li><li>Daiber, A., Oelze, M., August, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+superoxide+and+peroxynitrite+in+model+systems+and+mitochondria+by+the+luminol+analogue+L-012.">Detection of superoxide and peroxynitrite in model systems and mitochondria by the luminol analogue L-012.</a> Free Radic. Res. 38, 259-269 (2004).</li><li>Kielland, A., Blom, T., Nandakumar, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+imaging+of+reactive+oxygen+and+nitrogen+species+in+inflammation+using+the+luminescent+probe+L-012.">In vivo imaging of reactive oxygen and nitrogen species in inflammation using the luminescent probe L-012.</a> Free Radic. Biol. Med. 47, 760-766 (2009).</li></ol>

&quot;Real-time&quot; måling av reaktive oksygenarter (ROS) i levende dyr kan oppnås ved å bruke fluorescerende og kjemiluminescerende prober. Mens fluorescerende prober lider ha svake signal-til-støy-forhold 12 er avbildningsteknikk beskrives mer følsom for påvisning av lysemisjon etter en kjemisk reaksjon av ROS med luminol-baserte substratet L-012. Som alle bioluminescent avbildningsteknikker, er denne metoden begrenset av bølgelengde-avhengig lysabsorpsjon og scatter av organer og vev. Disse eksper...

<table border="1"><tbody><tr><td> Navnet på reagensen </td><td> Selskapet </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> L-012 </td><td> Wako Chemicals USA, Inc. </td><td> 120-04891 </td><td></td></tr><tr><td> Zymosan </td><td> Sigma, St. Louis, MO </td><td> Z4250 </td><td></td></tr><tr><td> karbontetraklorid </td><td> Sigma, St. Louis, MO </td><td> 289116 </td><td></td></tr></tbody></table>

bioluminescence imaging of nadph oxidase activity in different animal models

NADPH oksidase er en kritisk enzym som formidler antibakteriell og soppdrepende vert forsvar. I tillegg til sin rolle i antimikrobiell vert forsvar, har NADPH oksidase kritiske signaliserer funksjoner som modulerer betennelsesreaksjon en. Således er utviklingen av en fremgangsmåte for å måle i &quot;real-time&quot; kinetikk NADPH oksidase-avledet ROS generasjon forventet å være et verdifullt forskningsverktøy å forstå mekanismene relevante vert forsvar, inflammasjon og skade. Kronisk granulomatøs sykdom (CGD) er en arvelig lidelse av NADPH oksidase preget av alvorlige infeksjoner og overdreven betennelse. Aktivering av phagocyte NADPH oksidase krever translokasjon av sine cytosoliske subenheter (P47 phox, P67 phox, og p40 phox) og Rac til en membran-bundet flavocytochrome (sammensatt av en gp91 phox og p22 phox heterodimer). Tapav funksjon mutasjoner i noen av disse NADPH oksidase komponenter resultat i CGD. I likhet med pasienter med CGD, gp91 phox-mangelfull mus og P47 phox-mangelfull mus har defekt phagocyte NADPH oksidase aktivitet og nedsatt vert 13 forsvar, 14. I tillegg til fagocytter, som inneholder de NADPH oksidase komponenter beskrevet ovenfor, en rekke andre celletyper uttrykker forskjellige isoformer av NADPH oksidase. Her beskriver vi en metode for å kvantifisere ROS produksjon i levende mus samt avgrense bidrag NADPH oksidase til ROS generasjon i modeller av betennelse og skade. Denne metoden er basert på ROS omsetning med L-012 (en analog av luminol) som sender ut luminescens som er registrert av en charge-coupled device (CCD). I den opprinnelige beskrivelsen av L-012-proben, ble L-012-avhengig kjemiluminescens helt avskaffet ved superoxide dismutase, som indikerer at de viktigste ROS påvist i denne reaksjonen var superoksid anion 15. Senere studier har vist at L-012 kan detektere andre frie radikaler inkludert reaktive nitrogenforbindelser 16, 17. Kielland mfl.. 17 viste at topisk påføring av forbol myristat acetat, en potent aktivator av NADPH oksydase, førte til NADPH oksidase-avhengig ROS generasjon som kunne påvises i mus ved hjelp av den luminescerende sonde L-012. I denne modellen, viste de at L-012-avhengige luminescence ble avskaffet i P47 phox-mangelfull mus. Vi sammenlignet ROS generasjon i wildtype mus og NADPH oksidase-mangelfull P47 phox-/ - mus 2 i følgende tre modeller: 1) intratrakeal administrasjon av zymosan, en pro-inflammatorisk soppens cellevegg-avledet produkt som kan aktivere NADPH oksidase, 2) cecal ligation og punktering (CLP), en modell av intra-abdominale sepsis med sekundær akutt lunge betennelse og skade, og 3) muntlig karbontetraklorid(CCl 4), en modell av ROS-avhengige leverskade. Disse modellene ble spesielt utvalgt for å evaluere NADPH oksidase-avhengige ROS generasjon i sammenheng med ikke-infeksiøs inflammasjon, polymikrobielle sepsis og toksin-indusert orgel skade, henholdsvis. Sammenligning Bioluminescens i wildtype mus til P47 phox-/ - mus gjør at vi kan avgrense den spesifikke bidrag ROS generert av P47 phox-holdig NADPH oksidase til bioluminescent signalet i disse modellene. Bioluminesens imaging resultater som viste økt ROS nivåer i wildtype mus sammenlignet med P47 phox-/ - mus indikerte at NADPH oksidase er den viktigste kilden til ROS generasjon som svar på inflammatoriske stimuli. Denne metoden gir en minimal invasiv tilnærming for &quot;real-time&quot; overvåking av ROS generasjon ved betennelse in vivo.

Watch this Scientific Journal Video about Bioluminescence Imaging of NADPH Oxidase Activity in Different Animal Models at JoVE.com

Bioluminescence Imaging of NADPH Oxidase Activity in Different Animal Models

NADPH oksidase er den viktigste kilden til reaktive oksygen arter (ROS) i fagocytter. På grunn av det flyktige natur ROS, er det vanskelig å måle og overvåke ROS nivåer i levende dyr. En minimal invasiv metode for seriell kvantifisering av ROS i levende mus er beskrevet.

Bioluminescens Imaging av NADPH oksidase aktivitet i ulike dyremodeller

NADPH oxidase is a critical enzyme that mediates antibacterial and antifungal host defense. In addition to its role in antimicrobial host defense, NADPH ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Diagnosis of Ecto- and Endoparasites in Laboratory Rats and Mice

Internal and external parasites remain a significant concern in laboratory rodent facilities, and many research facilities harbor some parasitized ...

Saliva, Salivary Gland, and Hemolymph Collection from Ixodes scapularis Ticks

Saliva, Salivary Gland, and Hemolymph Collection from Ixodes scapularis Ticks

Spytt, spyttkjertel, og Hemolymph Collection fra Ixodes Scapularis Flått

Ticks are found worldwide and afflict humans with many tick-borne illnesses. Ticks are vectors for pathogens that cause Lyme disease and tick-borne ...

Long Term Intravital Multiphoton Microscopy Imaging of Immune Cells in Healthy and Diseased Liver Using CXCR6.Gfp Reporter Mice

Long Term intra multiphoton Mikros Imaging av immunceller i friske og syke leveren Bruke CXCR6.Gfp Reporter Mus

Liver inflammation as a response to injury is a highly dynamic process involving the infiltration of distinct subtypes of leukocytes including monocytes, ...

Isolation and Transplantation of Different Aged Murine Thymic Grafts.

Isolasjon og Transplantasjon av forskjellige alderen Murine tymisk grafts.

The mechanisms that regulate the efficacy of thymic selection remain ill-defined. The method presented here allows in vivo analyses of the development and ...

Bioluminescence Imaging to Detect Late Stage Infection of African Trypanosomiasis

Bioluminesens Imaging å oppdage sent stadium smitte av sovesyke

Human African trypanosomiasis (HAT) is a multi-stage disease that manifests in two stages; an early blood stage and a late stage when the parasite invades ...

Flow Cytometric Analysis of Natural Killer Cell Lytic Activity in Human Whole Blood

Flowcytometrisk analyse av Natural Killer Cell Lytisk aktivitet i humant fullblod

NK cell cytotoxicity is a widely used measure to determine the effect of outside intervention on NK cell function. However, the accuracy and ...

In Vivo Investigation of Antimicrobial Blue Light Therapy for Multidrug-resistant Acinetobacter baumannii Burn Infections Using Bioluminescence Imaging

In Vivo Investigation of Antimicrobial Blue Light Therapy for Multidrug-resistant Acinetobacter baumannii Burn Infections Using Bioluminescence Imaging

In vivo undersøkelse av antimikrobiell blå lysterapi for multidrug-resistent Acinetobacter baumannii Brenninfeksjoner ved bruk av bioluminescens-bildebehandling

Burn infections continue to be an important cause of morbidity and mortality. The increasing emergence of multidrug-resistant (MDR) bacteria has led to ...

Non-invasive In Vivo Fluorescence Optical Imaging of Inflammatory MMP Activity Using an Activatable Fluorescent Imaging Agent

Non-invasive In Vivo Fluorescence Optical Imaging of Inflammatory MMP Activity Using an Activatable Fluorescent Imaging Agent

Non-invasiv<em&gt; In vivo</em&gt; Fluorescens Optisk Imaging av Inflammatorisk MMP Aktivitet ved hjelp av en aktiverbar fluorescerende Imaging Agent

This paper describes a non-invasive method for imaging matrix metalloproteinases (MMP)-activity by an activatable fluorescent probe, via in vivo ...

Live Imaging of Antifungal Activity by Human Primary Neutrophils and Monocytes in Response to A. fumigatus

Live Imaging of Antifungal Activity by Human Primary Neutrophils and Monocytes in Response to A. fumigatus

Levende Imaging av Antifungal aktivitet av humane primære nøytrofile granulocytter og monocytter i Response til<em&gt; A. fumigatus</em

Aspergillus fumigatus is an opportunistic fungal pathogen causing invasive infections in immunocompromised hosts with a high case-fatality rate. Research ...

Implantation and Monitoring by PET/CT of an Orthotopic Model of Human Pleural Mesothelioma in Athymic Mice

Implantation og overvåking av PET/CT av en Orthotopic modell av Human pleural mesothelioma i Athymic mus

Malignant pleural mesothelioma (MPM) is a rare and aggressive tumor arising in the mesothelium that covers the lungs, the heart, and the thoracic cavity. ...