Name: 4d multimodality imaging of citrobacter rodentium infections in mice
Uploaded: 2013-08-13T12:00:00
Duration: 12 min 38 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about 4D Multimodality Imaging of Citrobacter rodentium Infections in Mice at JoVE.com

L&#39;installation dans d&#39;imagerie in vivo à l&#39;Imperial College a été financé par la MRC.

<ol>
	<li>Chang, M. H., Cirillo, S. L., Cirillo, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+Luciferase+to+Image+Bacterial+Infections+in+Mice.">Using Luciferase to Image Bacterial Infections in Mice.</a> J. Vis. Exp. (48), e2547 (2011).</li><li>Wiles, S., Pickard, K. M., Peng, K., MacDonald, T. T., Frankel, G. <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+bioluminescence+imaging+of+the+murine+pathogen+Citrobacter+rodentium.">In vivo bioluminescence imaging of the murine pathogen Citrobacter rodentium.</a> Infect Immun. 74, 5391-5396 (2006).</li><li>Wiles, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+specificity,+colonization+and+clearance+dynamics+in+vivo+following+oral+challenges+with+the+murine+pathogen+Citrobacter+rodentium.">Organ specificity, colonization and clearance dynamics in vivo following oral challenges with the murine pathogen Citrobacter rodentium.</a> Cell Microbiol. 6, 963-972 (2004).</li><li>Wiles, S., Dougan, G., Frankel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emergence+of+a+'hyperinfectious'+bacterial+state+after+passage+of+Citrobacter+rodentium+through+the+host+gastrointestinal+tract.">Emergence of a 'hyperinfectious' bacterial state after passage of Citrobacter rodentium through the host gastrointestinal tract.</a> Cell Microbiol. 7, 1163-1172 (2005).</li><li>Fanning, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bifidobacterial+surface-exopolysaccharide+facilitates+commensal-host+interaction+through+immune+modulation+and+pathogen+protection.">Bifidobacterial surface-exopolysaccharide facilitates commensal-host interaction through immune modulation and pathogen protection.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 2108-2113 (2012).</li><li>Doyle, T. C., Burns, S. M., Contag, C. H. <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+bioluminescence+imaging+for+integrated+studies+of+infection.">In vivo bioluminescence imaging for integrated studies of infection.</a> Cell Microbiol. 6, 303-317 (2004).</li><li>Collins, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pre-treatment+with+Bifidobacterium+breve+UCC2003+modulates+Citrobacter+rodentium-induced+colonic+inflammation+and+organ+specificity+of+infection.">Pre-treatment with Bifidobacterium breve UCC2003 modulates Citrobacter rodentium-induced colonic inflammation and organ specificity of infection.</a> Microbiology. , 10-1099 (2012).</li><li>Contag, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+detection+of+bacterial+pathogens+in+living+hosts.">Photonic detection of bacterial pathogens in living hosts.</a> Mol. Microbiol. 18, 593-603 (1995).</li><li>Hardy, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+replication+of+Listeria+monocytogenes+in+the+murine+gall+bladder.">Extracellular replication of Listeria monocytogenes in the murine gall bladder.</a> Science. 303, 851-853 (2004).</li><li>Szittner, R., Meighen, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleotide+sequence,+expression,+and+properties+of+luciferase+coded+by+lux+genes+from+a+terrestrial+bacterium.">Nucleotide sequence, expression, and properties of luciferase coded by lux genes from a terrestrial bacterium.</a> J. Biol. Chem. 265, 16581-16587 (1990).</li><li>Andreu, N., Fletcher, T., Krishnan, N., Wiles, S., Robertson, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+measurement+of+antituberculosis+drug+activity+in+vitro+and+in+macrophages+using+bioluminescence.">Rapid measurement of antituberculosis drug activity in vitro and in macrophages using bioluminescence.</a> J. Antimicrob. Chemother. 67, 404-414 (2012).</li><li>Kuo, C., Coquoz, O., Troy, T. L., Xu, H., Rice, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+reconstruction+of+in+vivo+bioluminescent+sources+based+on+multispectral+imaging.">Three-dimensional reconstruction of in vivo bioluminescent sources based on multispectral imaging.</a> J. Biomed. Opt. 12, 024007 (2007).</li><li>Cronin, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+resolution+in+vivo+bioluminescent+imaging+for+the+study+of+bacterial+tumour+targeting.">High resolution in vivo bioluminescent imaging for the study of bacterial tumour targeting.</a> PLoS One. 7, e30940 (2012).</li><li>Mundy, R., MacDonald, T. T., Dougan, G., Frankel, G., Wiles, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Citrobacter+rodentium+of+mice+and+man.">Citrobacter rodentium of mice and man.</a> Cell Microbiol. 7, 1697-1706 (2005).</li><li>Curtis, A., Calabro, K., Galarneau, J. R., Bigio, I. J., Krucker, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+variations+of+skin+pigmentation+in+C57BL/6+mice+affect+optical+bioluminescence+quantitation.">Temporal variations of skin pigmentation in C57BL/6 mice affect optical bioluminescence quantitation.</a> Mol. Imaging Biol. 13, 1114-1123 (2011).</li><li>Wiles, S., Crepin, V. F., Childs, G., Frankel, G., Kerton, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+biophotonic+imaging+as+a+training+aid+for+administration+of+substances+in+laboratory+rodents.">Use of biophotonic imaging as a training aid for administration of substances in laboratory rodents.</a> Lab Anim. 41, 321-328 (2007).</li><li>Crepin, V. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+the+role+of+the+Tir:Nck+and+Tir:IRTKS/IRSp53+signalling+pathways+in+vivo.">Dissecting the role of the Tir:Nck and Tir:IRTKS/IRSp53 signalling pathways in vivo.</a> Mol. Microbiol. 75, 308-323 (2010).</li><li>Willekens, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+radiation+dose+in+micro-CT+with+optimization+of+the+scan+protocol.">Evaluation of the radiation dose in micro-CT with optimization of the scan protocol.</a> ContrastMedia Mol. Imaging. 5, 201-207 (2010).</li><li>Boone, J. M., Velazquez, O., Cherry, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small-animal+X-ray+dose+from+micro-CT.">Small-animal X-ray dose from micro-CT.</a> Mol Imaging. 3, 149-158 (2004).</li><li>Sato, F., Sasaki, S., Kawashima, N., Chino, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Late+effects+of+whole+or+partial+body+x-irradiation+on+mice:+life+shortening.">Late effects of whole or partial body x-irradiation on mice: life shortening.</a> Int. J. Radiat. Biol. Relat. Stud. Phys. Chem. Med. 39, 607-615 (1981).</li><li>Kohn, H. I., Kallman, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+strain+on+acute+x-ray+lethality+in+the+mouse.+II.+Recovery+rate+studies.">The influence of strain on acute x-ray lethality in the mouse. II. Recovery rate studies.</a> Radiat. Res. 6, 329-338 (1957).</li></ol>

Production et le libre accès à cet article est parrainé par PerkinElmer. Les auteurs Kevin P, Francis, Jeff Meganck et Chaincy Kuo sont des employés de Caliper-Une société PerkinElmer. Tous les expérimentations animales ont été effectuées en conformité avec la loi de 1986 animaux de procédures scientifiques et ont été approuvés par le comité d&#39;éthique local.

Le film 4D d&#39;une infection bactérienne constitue un outil utile pour visualiser et interpréter de grandes quantités de données d&#39;imagerie multi-modalité rapidement et facilement. Cette technique facilite l&#39;analyse détaillée de la façon dont l&#39;infection se propage par une souris individuelle et peut être utilisée pour étudier comment la suppression de l&#39;hôte ou des gènes bactériens ou particulier stratégies d&#39;intervention effet de la charge bactérienne, la distribution et la localisation au cours d&#39;une étude longitudinale 7. Ces vidéos fournissent également des outils pédagogiques utiles et un moyen de diffuser l&#39;information au public. Il ya plusieurs étapes critiques dans ce protocole qui pourraient affecter la qualité des données obtenues par imagerie DLIT-μCT et la possibilité de compiler une vidéo 4D d&#39;infection. La partie la plus importante de ce protocole est l&#39;infection réussie et homogène de souris avec C. rodentium. Il est essentiel que les souris utilisées pour l&#39;étude sont entre 18-20 g et que la bactéinoculums rial sont fraîchement préparés et environ 5 x 10 9 UFC, comme décrit précédemment 2,3. Avant d&#39;infection des souris, il est important de vérifier que l&#39;inoculum est bioluminescence utilisant le spectre CT et une fois l&#39;inoculum a été préparé, il doit sans cesse être homogénéisé avant chaque souris est par gavage afin de s&#39;assurer que les souris reçoivent des doses infectieuses similaires. L&#39;imagerie DLIT-μCT de souris a été optimisé de sorte que la fonction d&#39;exposition automatique dans le logiciel 4.3.1 image vivante détermine automatiquement les paramètres d&#39;imagerie optimisés pour que le signal soit bien au-dessus du bruit. Cependant, la fonction d&#39;exposition automatique s&#39;appuie sur les paramètres et les paramètres définis par l&#39;utilisateur qui doivent être modifiés comme décrit dans la procédure. Sinon, cela se traduira par des images pauvres avec un faible nombre de photons collectés qui ne donne pas lieu à une progression évidente dans l&#39;infection, comme les réglages d&#39;usine du spectre CT pour l&#39;exposition automatique sont programmés pour l&#39;imagerie des tumeurs exprimantluciférase de luciole. Reconstructions effectuées à l&#39;aide de 560 à 620 nm donnent le meilleur accord entre les données simulées et mesurées et, par conséquent, les données plus fiables à inclure dans la reconstruction. Une limitation de l&#39;utilisation de DLIT-μCT est que le rayonnement ionisant à partir de l&#39;analyse μCT provoque des dégâts d&#39;irradiation sublétale qui est cumulative au cours d&#39;une étude longitudinale 18. L&#39;exposition aux radiations sub-létaux peut affaiblir la réponse immunitaire, provoquer des lésions de l&#39;ADN et l&#39;apoptose dans les organes internes 19. En fin de compte, dégâts d&#39;irradiation sub-létale cumulatif peut entraîner la mort si le LD 50/30 pour les rayonnements ionisants est dépassé, ce qui est entre 5 et 7 Gy en fonction de la souche de souris et de l&#39;âge des souris utilisé 18,20,21. Bien que certains des dommages moléculaires des rayonnements ionisants peut guérir, puisque le principe fondamental est d&#39;estimer la dose prudente, ce n&#39;est généralement pas pris en compte dans la planification de l&#39;étude. Au lieu de cela, l&#39;objectif est de rester le plus belux de ces limites que possible tout en réalisant les objectifs de l&#39;étude. Ceci est particulièrement important dans cette étude en raison de la réponse immunitaire normale à l&#39;infection, la fréquence de l&#39;imagerie, et le fait que transgénique, immuno-composé, ou fortement animaux infectés peuvent être plus sensibles aux rayonnements ionisants. Lors de la planification de l&#39;expérience pour produire un film 4D d&#39;infection, il est important de considérer la durée de l&#39;expérience, le nombre de μCT analyse requis au cours de cette période et la LD 50/30 pour les rayonnements ionisants pour la souche de souris utilisée. Une autre limite potentielle à DLIT-μCT est la force de l&#39;expression de journaliste au sein de la souche bactérienne utilisée, car cela aura une incidence sur les limites de détection bactérienne et heures d&#39;imagerie. Il est fortement recommandé que les chercheurs utilisent validés souches bactériennes qui sont très virulents, mais optimisée pour lux expression de l&#39;opéron maximal, comme l&#39;a montré précédemment pour BLI2,3. Une mise en garde à la conception actuelle de l&#39;imagerie 4D est que chaque film est composé de scans DLIT-μCT individuels qui ont différente échelle photon. Cela peut rendre les images difficiles à interpréter si les modifications apportées à la localisation de la BL foyers, ou son intensité sont subtiles, ou si il ya un accent BL intense entouré de multiples foyers faible. Par conséquent, pour les visualisations longitudinales, il est important de garder les barres de couleur uniforme dans les points dans le temps. Le concept d&#39;un film 4D d&#39;infection peut être appliquée à n&#39;importe quel agent pathogène bactérien convenablement étiqueté. Le développement futur de cette technique vise à utiliser l&#39;imagerie par fluorescence tomography (EIPC) ainsi que DLIT pour faciliter l&#39;enquête de réponses de l&#39;hôte à l&#39;infection en utilisant une combinaison d&#39;agents pathogènes bactériens bioluminescentes et injectables fluorescentes près de sondes infrarouges pour enquêter sur les réponses de l&#39;hôte à l&#39;infection. En plus de cela, dans ce protocole, nous nedécrire l&#39;utilisation de bactéries bioluminescentes pour créer des films 4D d&#39;infection. Toutefois, dans certains cas, il peut être nécessaire d&#39;utiliser des bactéries marquées par fluorescence, par exemple étiquetés avec IRFP, de sorte que le journaliste de bioluminescence peut être utilisé pour l&#39;étude génétique de l&#39;hôte lors de l&#39;infection. Surtout, l&#39;utilisation de l&#39;imagerie multi-modalité combinant DLIT / FLIT-μCT va nous permettre d&#39;enquêter de manière non invasive des paramètres multiples au cours d&#39;une infection bactérienne, ce qui contribuera de manière significative à la réduction, raffinement, et le remplacement de l&#39;utilisation des animaux dans la recherche scientifique comme indiqué dans l&#39;initiative de la NC3R ( <a href="http://www.nc3rs.org.uk/" target="_blank">http://www.nc3rs.org.uk/</a> ).

Les petits modèles animaux, en particulier ceux des souris en utilisant, sont couramment utilisées pour étudier la pathogenèse bactérienne ou pour tester des stratégies d&#39;intervention pour les infections, comme les antibiotiques, les probiotiques, les prébiotiques et les vaccins 1-7. Les principales lectures expérimentales de petites infections d&#39;origine animale sont la charge de pathogènes, la localisation spatiale et temporelle de l&#39;infection, et les changements de la réponse immunitaire de l&#39;organisme infecté. Imagerie optique in vivo est un outil précieux pour la recherche sur les maladies infectieuses et peuvent être utilisés pour surveiller multiple lectures expérimentales grâce à l&#39;utilisation de gènes rapporteurs (protéines fluorescentes, la luciférase, la bêta-lactamase, etc), des colorants fluorescents, des nanoparticules ou des sondes chimiluminescentes cible à une protéine, un processus biologique, ou d&#39;un microorganisme 6. l&#39;imagerie par bioluminescence (BLI) est une modalité d&#39;imagerie optique utilisé pour surveiller la colonisation de petits animaux comme les souris et les rats, par les bac pathogèneria 3,6,8,9. Les souris sont infectées par des bactéries recombinantes exprimant une luciférase, comme l&#39;opéron lux CDABE de Photorhabdus luminescens. Ces bactéries peuvent alors être détectés par leur production de lumière à l&#39;aide d&#39;un capteur CCD sur la base dans le système d&#39;imagerie in vivo 3,6,9. Surtout, seuls les micro-organismes sont métaboliquement actifs bioluminescence (BL), ce qui signifie que des cellules bactériennes viables sont détectés par cette méthode 10,11. Utilisation 2D BLI, l&#39;emplacement de la source BL est déduit à partir de la surface de l&#39;animal, où le signal est émis 8. La localisation anatomique exacte de la BL foyers in vivo doit être déterminée par l&#39;analyse ex vivo des organes 3,6,9 En revanche, composite 3D diffuse la lumière d&#39;imagerie de tomographie (DLIT) peut être utilisée pour compiler une reconstruction 3D quantitative de la BL source 12. DLIT est effectuée par la collecte des images prises à l&#39;aide BL-filtres optiques passe-bande étroits définis etensuite les entrer dans une tomographie optique 3D algorithme de reconstruction diffuse 1,7,12,13. Actuellement, l&#39;imagerie multi-modalité est la seule méthode disponible pour obtenir la vraie localisation anatomique non-invasive de foyers bioluminescence in vivo sans la nécessité d&#39;une analyse ex vivo. Récemment, nous avons utilisé une combinaison de DLIT co-enregistré avec l&#39;imagerie μCT pour évaluer Citrobacter rodentium (C. rodentium) Les dynamique de colonisation après le traitement prophylactique par une bactérie probiotique 7. C. rodentium est un agent pathogène entérique spécifique murin utilisé pour modéliser l&#39;infection humaine par entéropathogènes et enterhemorrhagic Escherichia coli 14. C. infection rodentium provoque la colite, généralement associée à une légère perte de poids, diarrhée, polarisée réponse immunitaire Th1 et les altérations pathologiques distincts, y compris l&#39;hyperplasie des cryptes du côlon et attachant et effaçant lésion formatile 14. En plus de cela, C. pathogenèse de rodentium a été soigneusement étudiée par BLI et de sa dynamique de colonisation chez les souris C57BL/6J sont bien documentés, faisant de cette bactérie un modèle de micro-organisme idéal pour une utilisation avec la multi-modalité d&#39;imagerie 3,4,7. Ce protocole est le premier à décrire une méthodologie pour l&#39;imagerie DLIT-μCT intégrée d&#39;une infection bactérienne à l&#39;aide d&#39;une seule plate-forme multimodale d&#39;imagerie, le SIIV Spectrum CT, et la génération d&#39;un film 4D montrant la véritable dynamique de cette infection non invasive.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioluminescent C. rodentium</td>
			<td>Frankel lab</td>
			<td>ICC180</td>
			<td>Wiles et al., 2004</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Veet</td>
			<td>Boots</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Optimal depilation time is 7 min. Depilation works better if the cream is rubbed in well.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isofluorane (100% v/v)</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>B506</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical Oxygen</td>
			<td>BOC Medical</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Size F Cylinder. Note: an appropriate regulator is required.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luria Bertani broth</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1.10285.0500</td>
			<td>25 g in 1L Demineralised water.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luria Bertani agar</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1.10283.0500</td>
			<td>37 g in 1L Demineralised water.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kanamycin sulphate</td>
			<td>Sigma (Fluka)</td>
			<td>60615</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 ml Polypropylene conical Falcon tubes</td>
			<td>BD (Falcon)</td>
			<td>352070</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universals</td>
			<td>Corning (Gosselin)</td>
			<td>E5633-063</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 ml syringe</td>
			<td>BD (Plastipak)</td>
			<td>300013</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oral dosing needle (16G x 75 mm) curved</td>
			<td>Vet Tech</td>
			<td>DE005</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microbanks (Cryovial)</td>
			<td>Pro-Lab Diagnostics</td>
			<td>PL.170/Y</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVIS Spectrum CT</td>
			<td>Caliper- a PerkinElmer Company</td>
			<td>133577 Rev A/ Spectrum CT</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6kVA UPS</td>
			<td>Caliper- a PerkinElmer Company</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XGI-8 anesthesia system</td>
			<td>Caliper- a PerkinElmer Company</td>
			<td>118918</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XAF-8 Anaesthesia filter charcoal</td>
			<td>Caliper- a PerkinElmer Company</td>
			<td>118999/00</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Living Image v4.3.1 SP1</td>
			<td>Caliper- a PerkinElmer Company</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benchtop shaking incubator</td>
			<td>New Brunswick Scientific</td>
			<td>Innova 44</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

4d multimodality imaging of citrobacter rodentium infections in mice

Ce protocole décrit les étapes nécessaires à suivre longitudinalement une infection bactérienne bioluminescence utilisant la lumière composite tomographie d&#39;imagerie diffuse 3D avec μCT intégré (DLIT-μCT) et l&#39;utilisation ultérieure de ces données pour générer une dimensions (4D) film du cycle d&#39;infection quatre. Pour développer les films d&#39;infection 4D et de valider l&#39;imagerie DLIT-μCT pour des études d&#39;infection bactérienne à l&#39;aide d&#39;un spectre CT SIIV, nous avons utilisé l&#39;infection par bioluminescence C. rodentium, ce qui provoque l&#39;auto-limitation de la colite chez la souris. Dans ce protocole, nous décrivons l&#39;infection de souris avec bioluminescente C. rodentium et la surveillance non invasive de la colonisation par le quotidien imagerie DLIT-μCT et le dénombrement des bactéries dans les excréments pendant 8 jours. L&#39;utilisation du spectre SIIV CT facilite la co-registration transparente des balayages optiques et μCT en utilisant une seule plate-forme d&#39;imagerie. Le μCT modalité à faible dose permet l&#39;imagerie de sourisà plusieurs moments au cours de l&#39;infection, en fournissant la localisation anatomique détaillée de foyers bactérien de bioluminescence en 3D sans causer d&#39;effets secondaires du rayonnement cumulatif. Surtout, les films 4D de souris infectées constituent un outil analytique puissant pour surveiller la dynamique de colonisation bactérienne in vivo.

L&#39;infection des souris C57BL/6J avec 5 x 10 9 UFC C. rodentium est un modèle d&#39;infection bactérienne bien décrit et se traduit par une infection auto-limitation gastro qui culmine entre 6-8 jours après l&#39;infection et dure entre 3 à 4 semaines 2,14. L&#39;infection est confinée à la lumière intestinale par le système immunitaire murin et en conséquence, les bactéries sont continuellement versé dans les fèces. La colonisation de la souris par C. rodentium peut être contrôlée de manière non invasive par énumération bactérienne directe à partir des fèces, ou l&#39;imagerie par bioluminescence 2,3. Ce manuscrit décrit un protocole optimisé pour effectuer 3D et 4D multimodalité imagerie C. rodentium au sein souris pour contrôler la charge bactérienne et la localisation au cours de l&#39;infection. Les résultats présentés dans la figure 1 montrent les contrôles qui sont nécessaires pour l&#39;imagerie 4D succès. Avant l&#39;infection des souris, il est essentiel pour dissuadermine qui l&#39;inoculum bactérien est utilisé bioluminescente (figure 1A) et que, suite à l&#39;gavage d&#39;une souris avec bioluminescente C. rodentium, que le signal peut être observé dans l&#39;estomac de l&#39;animal, et non pas dans les poumons (figure 1B) 16. En plus de surveiller la colonisation bactérienne utilisant l&#39;imagerie par bioluminescence, c&#39;est une bonne pratique de quantifier le nombre de bactéries dans les selles, qui est utilisé comme une mesure indirecte de la colonisation bactérienne de la muqueuse gastro-intestinale La figure 2 montre la charge bactérienne typique dans les selles prélevé sur 8 C57BL6 / J. souris qui ont été infectées par le ~ 5 x 10 9 UFC ICC180 et suivies pendant 8 jours pi colonisation augmente de jour 2 PI jusqu&#39;au jour 6-7 où les pics d&#39;infection à ~ 5 x 10 10 UFC / g, qui est en ligne avec les rapports précédents 2,3,17. Pour souligner l&#39;importance de l&#39;évaluationTing la propagation de l&#39;infection en une seule souris, les figures 1b et 3 ainsi que la vidéo 1 a été généré à partir de la même souris après C. infection rodentium, comme décrit ci-dessus. Daily DLIT-μCT a été utilisé pour évaluer la répartition spatiale des bactéries bioluminescentes dans ce souris, en utilisant le squelette comme une référence anatomique. Figure 3 montre la reconstruction DLIT-μCT d&#39;une souris C57BL/6J infectés par ICC180 à 3 fois les points clé PI A Jour 3 PI petite bioluminescente foyers peut être observée dans le côlon, qui présentent une augmentation modérée de l&#39;intensité de la bioluminescence par jour 5 PI avec peu de changement dans la distribution spatiale. Au jour 7 PI, nous avons observé une augmentation significative de la bioluminescence et la bioluminescence foyers propagation à travers l&#39;ensemble du côlon. Vidéo 1 est une compilation des reconstructions 3D DLIT-μCT de jours 1-8 PI avec ICC180 et illustre C.rodentium dans le tractus gastro-intestinal proximal entre les jours 1-2 PI qui se répand dans le côlon au jour 3 PI De 4-6 jours PI le nombre de bactéries dans le côlon étendre jusqu&#39;à un pic au jour 7 PI où les foyers bactérienne couvre la totalité du côlon. Au jour 8 PI que deux foyers bactériens distinctes sont présentes dans le côlon proximal et distal. La possibilité de consulter la reconstruction 3D complète à chaque point de temps dans l&#39;ordre chronologique représente un outil puissant pour analyser les interactions pathogènes de l&#39;hôte et est plus facile à interpréter que d&#39;une 3D toujours du même ensemble de données. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/50450/50450fig1.jpg" /> Figure 1. D&#39;imagerie par bioluminescence 2D A) bioluminescentes C. rodentium ICC180 inoculum et B) d&#39;une souris après gavage avec 200 pi de l&#39;inoculum. Arrowhead (&gt;) illustre bioluminescente C. rodentium </<html> em&gt; dans l&#39;estomac. <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/50450/50450fig2.jpg" /> Figure 2. C. rodentium dynamique de colonisation. Quantification de C. colonie de rodentium unités formant des selles pendant 8 jours PI <img alt="Figure 3" fo:content-width="3in" fo:src="/files/ftp_upload/50450/50450fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50450/50450fig3.jpg" /> Figure 3. Diffuse la lumière imagerie tomographique μCT scan de bioluminescence C. infection rodentium d&#39;une souris contrôlée au jour 3, 5 et 7 PI Arrowhead (&gt;) illustre la colonisation du côlon. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50450/50450fig3large.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir la figure</a> . Vidéo 1.p :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/50450/LAB_MEDIA_50450_Frankel_Video1.wmv &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Cliquez ici pour voir la vidéo. film 4D de l&#39;infection à C. rodentium d&#39;une souris contrôlée à partir de 1-8 jours PI

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4D Multimodality Imaging of Citrobacter rodentium Infections in Mice

Imagerie multi-modalité est une approche intéressante pour l&#39;étude de la colonisation bactérienne dans les petits modèles animaux. Ce protocole décrit l&#39;infection de souris avec bioluminescentes<em&gt; Citrobacter rodentium</em&gt; Et le suivi longitudinal de la colonisation bactérienne en utilisant composite diffuse la lumière tomographie d&#39;imagerie 3D avec l&#39;imagerie μCT pour créer un film 4D<em&gt; C. rodentium</em&gt; Infection.

4D imagerie multimodalité des<em&gt; Citrobacter rodentium</em&gt; Infections chez les souris

This protocol outlines the steps required to  longitudinally monitor a bioluminescent bacterial infection using composite 3D diffuse light imaging ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

4D Multimodality Imaging of Citrobacter rodentium Infections in Mice

Using Luciferase to Image Bacterial Infections in Mice

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Imaging is a valuable technique that can be used to monitor biological processes.  In particular, the presence of cancer cells, stem cells, specific ...

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