Name: 4d multimodality imaging of citrobacter rodentium infections in mice
Uploaded: 2013-08-13T12:00:00
Duration: 12 min 38 s
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Die in-vivo-Bildgebung Anlage am Imperial College wurde von der MRC finanziert.

<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>

Produktion und den freien Zugang zu diesem Artikel ist durch PerkinElmer gesponsert. Die Autoren Kevin P, Francis, Jeff Meganck und Chaincy Kuo sind Mitarbeiter von Caliper-A PerkinElmer Company. Alle Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit den Tiere Scientific Procedures Act 1986 durchgeführt und wurden von der lokalen Ethikkommission genehmigt.

Die 4D-Film von bakteriellen Infektionen bietet ein nützliches Werkzeug zur Visualisierung und Interpretation großer Mengen von Multi-Bildgebung Daten schnell und einfach. Diese Technik erleichtert die detaillierte Analyse, wie eine Infektion breitet sich durch eine individuelle Maus und können verwendet werden, um zu untersuchen, wie Deletion von Host oder bakterielle Gene oder insbesondere Interventionsstrategien Wirkung Keimbelastung, Verteilung und Lokalisierung in einer longitudinalen Studie 7. Diese Videos auch nützliche Lehrmittel und ein Mittel zur Verbreitung von Informationen an die Öffentlichkeit. Es gibt mehrere wichtige Schritte in diesem Protokoll, das die Qualität der Daten aus DLIT-μCT Bildgebung und die Fähigkeit, ein 4D Video der Infektion kompilieren erhalten beeinträchtigen könnten. Der wichtigste Teil dieses Protokolls ist die erfolgreiche und homogene Infektion von Mäusen mit C. rodentium. Es ist wichtig, dass die Mäuse für die Studie verwendet zwischen 18-20 g sind, und dass die Bakrial Impfkulturen werden frisch zubereitet und ca. 5 x 10 9 KBE, wie zuvor beschrieben, 2,3. Vor Infektion der Mäuse ist es wichtig zu überprüfen, dass der Impfstoff mit dem Biolumineszenz Spectrum CT und einmal das Inokulum hergestellt worden ist, muss sie kontinuierlich homogenisiert werden, bevor jede Maus ist eine Sonde, um sicherzustellen, dass die Mäuse ähnlich infektiösen Dosen erhalten. Die DLIT-μCT Bildgebung von Mäusen wurde optimiert, so dass die automatische Belichtung Funktion im lebenden Bild 4.3.1 Software ermittelt automatisch die optimalen Bildparameter für das Signal weit über dem Lärm. Allerdings stützt sich die automatische Belichtung Funktion auf benutzerdefinierten Einstellungen und Parameter, die modifiziert werden, wie in dem Verfahren beschrieben werden müssen. Gelingt dies nicht, wird in schlechten Bilder mit einer geringen Anzahl von Photonen gesammelt, die nicht in einem offensichtlichen Fortschreiten der Infektion führen, wie das Spektrum der CT Werkseinstellungen für Belichtungsautomatik für die Bildgebung Tumore exprimieren programmiert führenGlühwürmchenluciferase. Renovationen durchgeführt mit 560-620 nm geben die beste Übereinstimmung zwischen simulierten und gemessenen Daten, und daher sind die zuverlässigere Daten zu enthalten in der Rekonstruktion. Eine Beschränkung auf die Verwendung von DLIT-μCT ist, dass ionisierende Strahlung aus der μCT Scan bewirkt subletale Strahlenschäden, die kumulativ über einer longitudinalen Studie 18 ist. Sub-tödliche Strahlung können zu einer Schwächung der Immunreaktion, DNA-Schäden verursachen, und die Apoptose in den inneren Organen 19. Letztlich kann kumulative subletale Strahlenschäden zum Tod führen, wenn die LD 50/30 für ionisierende Strahlung überschritten wird, die zwischen 5-7 Gy in Abhängigkeit von der Maus-Stamm und Alter der Mäuse verwendet 18,20,21. Obwohl einige der molekularen Schäden durch ionisierende Strahlung kann heilen, da das übergeordnete Prinzip ist Dosis vorsichtiger Einschätzung wird dies in der Regel nicht für die in der Studie Planung berücksichtigt. Stattdessen ist es das Ziel, so weit bel bleibenow diese Grenzen wie möglich, während noch das Erreichen der Lernziele. Dies ist besonders wichtig in dieser Studie wegen der normalen Immunantwort auf die Infektion, kann die Frequenz der Bildverarbeitung und der Tatsache, dass transgene, Immuno-besteht, oder stark infizierten Tieren anfälliger gegenüber ionisierender Strahlung. Bei der Planung der Versuch, eine 4D-Film der Infektion zu erzeugen, ist es wichtig, die Dauer des Experiments betrachten, scannt die Anzahl der in diesem Zeitraum μCT erforderlich, und die LD 50/30 für ionisierende Strahlung für die Maus-Stamm verwendet wird. Eine weitere mögliche Einschränkung DLIT-μCT ist die Stärke der Reporterexpression in den Bakterienstamm verwendet, da diese Bakterien Nachweisgrenzen und Aufnahmezeiten beeinflussen. Es wird dringend empfohlen, dass die Forscher verwenden Bakterienstämme, die voll virulent sind validiert, aber optimiert für maximale lux-Operon Ausdruck, wie zuvor für BLI nachgewiesen2,3. Eine Einschränkung auf die aktuelle Gestaltung der 4D-Bildgebung ist, dass jeder Film der einzelnen DLIT-μCT Scans, die unterschiedliche Skalierung haben Photonen besteht. Dies kann die Bilder schwer zu interpretieren, wenn die Änderungen an der Lokalisierung der Brennpunkte BL oder seine Intensität subtil sind, oder wenn es einen intensiven Fokus BL durch mehrere schwache Herde umgeben. Daher ist für Längs Visualisierungen, ist es wichtig, dass die Farbbalken konsistent zu Zeitpunkten. Das Konzept eines 4D-Film der Infektion kann zu einem entsprechend gekennzeichneten bakteriellen Krankheitserreger eingesetzt werden. Zukünftige Entwicklung dieser Technik wird darauf abzielen, Fluoreszenz-Imaging-Tomographie (FLIT) sowie DLIT verwenden, um die Untersuchung der Host Reaktionen auf Infektion mit einer Kombination von Biolumineszenz bakterielle Erreger und injizierbare fluoreszierenden Nahinfrarot-Sonden, um Host-Reaktionen auf Infektionen untersuchen zu erleichtern. Darüber hinaus, in diesem Protokoll wir nurbeschreiben die Verwendung von Biolumineszenz Bakterien 4D Filme der Infektion erstellen. In einigen Fällen kann es erforderlich sein, fluoreszenzmarkierten Bakterien, beispielsweise mit iRFP markiert, so dass die Biolumineszenz Reporter zur Untersuchung Wirtsgenetik während der Infektion verwendet werden können. Wichtig ist, dass die Verwendung von Multi-Bildgebung kombiniert DLIT / FLIT-μCT es uns ermöglichen, nicht-invasiv zu untersuchen mehrere Parameter während einer bakteriellen Infektion, die einen bedeutenden Beitrag zur Reduzierung, Verfeinerung und Ersatz der Verwendung von Tieren in der wissenschaftlichen Forschung wie in der NC3R Initiative (umrissen <a href="http://www.nc3rs.org.uk/" target="_blank">http://www.nc3rs.org.uk/</a> ).

Kleine Tiermodellen, insbesondere solche Verwendung Mäusen, werden routinemäßig verwendet, um bakterielle Pathogenese zu untersuchen oder zu Interventionsstrategien gegen Infektionen, wie z. B. Antibiotika, Probiotika, Präbiotika und Impfstoffe 1-7 zu testen. Die wichtigsten experimentellen Positionsanzeigen von Kleintier-Infektionen sind Erreger Last, räumlichen und zeitlichen Lokalisierung der Infektion und Änderungen an der Immunantwort des infizierten Organismus. In vivo optische Bildgebung ist ein wertvolles Werkzeug für die Erforschung infektiöser Krankheiten und kann zur Überwachung eingesetzt werden mehrere experimentelle Auslesen durch die Verwendung von Reportergenen (Luciferase, fluoreszierenden Proteinen, beta-Lactamase, etc), fluoreszierende Farbstoffe, Nanopartikel oder chemilumineszierende Sonden an ein Protein, biologische Verfahren oder Mikroorganismus 6 ausgerichtet. Biolumineszenz-Bildgebung (BLI) ein optisches bildgebendes Verfahren verwendet, um die Kolonisierung von kleinen Tieren wie Ratten und Mäusen zu überwachen, die durch pathogene Bakria 3,6,8,9. Die Mäuse werden mit rekombinanten Bakterien exprimieren eine Luciferase, wie die lux-Operon aus Photorhabdus CDABE luminescens. Diese Bakterien können dann durch die Lichterzeugung mit einer CCD in vivo bildgebenden Systems 3,6,9 Basis detektiert werden infiziert. Wichtig ist, dass nur metabolisch aktiven Mikroorganismen Biolumineszenz (BL), was bedeutet, einzig gangbare Bakterienzellen durch diese Methodik 10,11 detektiert werden. Mit 2D BLI, die Lage des BL Quelle von der Oberfläche des Tieres in dem das Signal ausgesendet 8 geschlossen wird. Die genaue anatomische Lokalisierung der BL Foci in vivo durch die ex vivo-Analyse von Organen 3,6,9 dagegen bestimmt werden kann zusammengesetzten 3D diffuse Licht Bildgebung Tomographie (DLIT) verwendet, um eine quantitative 3D-Rekonstruktion des BL zusammenstellt Quelle 12. DLIT wird durch das Sammeln von BL aufgenommenen Bilder unter Verwendung von definierten engen Bandpass-Filter und optischeanschließend Eingabe in eine diffuse optische Tomographie 3D-Rekonstruktion Algorithmus 1,7,12,13. Derzeit ist multi-Bildgebung die einzige Methodik für echte, nicht invasive anatomische Lokalisierung der Biolumineszenz-Foci in vivo, ohne die Notwendigkeit für ex vivo-Analyse erhalten. Kürzlich haben wir eine Kombination von DLIT mit μCT Bildgebung Zusammenarbeit registriert Citrobacter rodentium (C. rodentium) Kolonisation Dynamik nach prophylaktischen Behandlung mit einem probiotischen Bakterium 7 zu bewerten. C. rodentium ist ein Maus-spezifischen magensaftresistente Erreger verwendet, um Modell Infektion mit enteropathogenen und enterhemorrhagic Escherichia coli 14. C. rodentium Infektion verursacht ulcerosa, in der Regel mit leichten Gewichtsverlust, Durchfall, polarisierte Th1 Immunantwort und verschiedene pathologische Veränderungen, einschließlich Kolon Kryptenhyperplasie und Befestigen und zurückhaltend Läsion formati verbundenon 14. Zusätzlich zu diesem, C. rodentium Pathogenese wurde gründlich studiert mit BLI und seine Besiedlung Dynamik in C57BL/6J-Mäusen sind gut dokumentiert, so dass dieses Bakterium ein ideales Modell Mikroorganismus für die Verwendung mit Multi-Bildgebung 3,4,7. Dieses Protokoll ist das erste, eine Methodik zur integrierten DLIT-μCT Bildgebung von einer bakteriellen Infektion mit einem einzigen multimodalen Imaging-Plattform, die IVIS Spectrum CT, und die Erzeugung eines 4D-Film zeigt die wahre Dynamik dieser Infektion nicht-invasiv zu skizzieren.

<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

Dieses Protokoll beschreibt die notwendigen Schritte, um in Längsrichtung Überwachung eines Biolumineszenz bakterielle Infektion mit Composite 3D diffuses Licht Bildgebung Tomographie mit integriertem μCT (DLIT-μCT) und die anschließende Verwendung dieser Daten einen vierdimensionalen (4D) Film der Infektion Zyklus zu erzeugen. Um die Infektion 4D-Filme zu entwickeln und die DLIT-μCT Bildgebung für bakterielle Infektion Studien unter Verwendung eines IVIS Spectrum CT validieren, haben wir eine Infektion mit C. Biolumineszenz rodentium, die selbst limitierende Kolitis bei Mäusen verursacht. In diesem Protokoll, skizzieren wir die Infektion von Mäusen mit Biolumineszenz C. rodentium und nicht-invasive Überwachung der Kolonisierung durch tägliche DLIT-μCT Bildgebung und bakterielle Aufzählung von Fäkalien für 8 Tage. Die Verwendung des IVIS Spectrum CT eine nahtlose Co-Registrierung von optischen und μCT Scans mit einer einzigen Bildgebungsplattform. Die geringe Dosis μCT Modalität ermöglicht die Bildgebung von Mäusenzu mehreren Zeitpunkten während der Infektion mit detaillierten anatomischen Lokalisation der Biolumineszenz bakterielle Herde in 3D, ohne dass Artefakte aus der kumulativen Strahlung. Wichtig ist, bieten die 4D Filme von infizierten Mäusen eine leistungsstarke analytische Werkzeug, um bakterielle Besiedlung Dynamik in vivo zu überwachen.

Infektion von C57BL/6J-Mäusen mit 5 x 10 9 cfu C. rodentium ist ein gut beschriebenen bakteriellen Infektion Modell und führt zu einem selbst limitierende Magen-Darm-Infektion, die Spitzen zwischen 6-8 Tage nach der Infektion und dauert zwischen 3 bis 4 Wochen 2,14. Die Infektion mit dem Darmlumen durch die murine Immunsystem beschränkt und als Folge, Bakterien kontinuierlich in den Kot zu vergießen. Colonization von Mäusen durch C. rodentium kann nicht-invasiv durch direkte bakterielle Aufzählung von Kot oder Biolumineszenz-Bildgebung 2,3 überwacht werden. Dieses Manuskript beschreibt ein optimiertes Protokoll für die Durchführung 3D-und 4D Bildgebung Multimodalität von C. rodentium innerhalb Mäuse bakterielle Belastung und Lokalisierung während der Infektion zu überwachen. Die Ergebnisse sind in Abbildung 1 dargestellt sind, zeigen die Steuerelemente, die für eine erfolgreiche 4D-Bildgebung erforderlich sind. Vor der Infektion von Mäusen, ist es wichtig zu bestimmenMine dass die bakterielle Inokulum verwendet Biolumineszenz (1A) ist, und dass im Anschluss an die orale Gabe einer Maus mit Biolumineszenz C. rodentium, dass das Signal in den Magen des Tieres und nicht in der Lunge (1B) 16 beobachtet werden kann. Neben der Überwachung bakterielle Besiedlung mit Biolumineszenz-Bildgebung, ist es gute Praxis, Keimzahlen im Kot quantifizieren; die als eine indirekte Messung der bakteriellen Besiedlung des Magen-Darm-Schleimhaut verwendet Abbildung 2 zeigt den typischen bakteriellen Belastung im Kot von 8 C57BL6 / J gemacht. Mäuse, die mit ~ 5 x 10 9 cfu ICC180 infiziert wurden und überwacht für 8 Tage PI Colonization steigt von Tag 2 bis Tag PI 6-7, wo die Infektion Peaks bei ~ 5 x 10 10 KBE / g, was im Einklang mit früheren Berichten 2,3,17. Um die Bedeutung der Evaluation betonenting die Ausbreitung der Infektion in einem einzigen Mausklick, 1b und 3 sowie Video 1 wurden aus dem gleichen Maus wurde nach C erzeugt rodentium Infektion, wie oben beschrieben. Täglich DLIT-μCT wurde verwendet, um die räumliche Verteilung der biolumineszenten Bakterien in dieser Maus zu bewerten, mit dem Skelett als anatomische Referenz. Abbildung 3 zeigt die DLIT-μCT Rekonstruktion eines C57BL/6J Maus mit ICC180 bei 3 Schlüssel Zeitpunkten PI infiziert Bei Tag 3 PI kleine bioluminescent Brennpunkte können im Dickdarm beobachtet werden, welche zeigen einen moderaten Anstieg des Biolumineszenz Intensität von Tag 5 PI mit wenig Veränderung in der räumlichen Verteilung. Am Tag 7 PI beobachteten wir einen signifikanten Anstieg der Biolumineszenz und die Biolumineszenz Brennpunkte Ausbreitung über den gesamten Dickdarm. Video 1 ist eine Zusammenstellung von 3D-DLIT μCT Rekonstruktionen von 1-8 Tagen PI mit ICC180 und illustriert C.rodentium innerhalb des proximalen Gastrointestinaltrakt zwischen den Tagen 1-2 PI, die dem Doppelpunkt am Tag verteilt 3 PI Von 4-6 Tage PI die Keimzahlen in den Dickdarm bis Höchststand am Tag 7 PI wo die bakterielle Herde deckt den gesamten Dickdarm zu erweitern. Am Tag 8 PI nur zwei verschiedene bakterielle Herde sind in der proximalen und distalen Kolon. Die Fähigkeit, die volle 3D-Rekonstruktion zu jedem Zeitpunkt in chronologischer Reihenfolge anzuzeigen stellt ein leistungsfähiges Werkzeug, um Host-Pathogen-Interaktionen zu analysieren und ist einfacher zu interpretieren als ein 3D noch aus dem gleichen Datenbestand. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/50450/50450fig1.jpg" /> Abbildung 1. 2D Biolumineszenz-Bildgebung von A) Bioluminescent C. rodentium ICC180 Inokulum und B) eine Maus nach orale Gabe mit 200 ul des Inokulums. Arrowhead (&gt;) zeigt bioluminescent C. rodentium </<html> em&gt; in den Magen. <img alt="Abbildung 2" src="/files/ftp_upload/50450/50450fig2.jpg" /> Abbildung 2. C. rodentium Kolonisation Dynamik. Quantifizierung von C. rodentium koloniebildenden Einheiten von Kot für 8 Tage PI <img alt="Abbildung 3" fo:content-width="3in" fo:src="/files/ftp_upload/50450/50450fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50450/50450fig3.jpg" /> Abbildung 3. Diffuses Licht Imaging-Tomographie-Scan μCT biolumineszenter C. rodentium Infektion von einer Maus am Tag 3, 5 und 7 PI Arrowhead (&gt;) überwacht veranschaulicht Kolon Kolonisation. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50450/50450fig3large.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier, um eine größere Abbildung anzuzeigen</a> . Video 1.p :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/50450/LAB_MEDIA_50450_Frankel_Video1.wmv &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Klicken Sie hier, um Video anzusehen. 4D-Film von C. rodentium Infektion von einer Maus von 1-8 Tagen PI überwacht

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4D Multimodality Imaging of Citrobacter rodentium Infections in Mice

Multi-Bildgebung ist ein wertvoller Ansatz zur Untersuchung bakterieller Besiedlung in kleinen Tiermodellen. Dieses Protokoll beschreibt Infektion von Mäusen mit Biolumineszenz<em&gt; Citrobacter rodentium</em&gt; Und die Längs-Überwachung der bakteriellen Besiedelung mit Composite 3D diffuses Licht Bildgebung Tomographie mit μCT Bildgebung einen 4D Film erstellen<em&gt; C. rodentium</em&gt; Infektion.

4D Imaging von Multimodalität<em&gt; Citrobacter rodentium</em&gt; Infektionen bei Mäusen

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

Mit Luciferase to Image Bakterielle Infektionen bei Mäusen

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

Forschung

Immunologie und Infektion

The Citrobacter rodentium Mouse Model: Studying Pathogen and Host Contributions to Infectious Colitis

The Citrobacter rodentium Mouse Model: Studying Pathogen and Host Contributions to Infectious Colitis

Die<em&gt; Citrobacter rodentium</em&gt; Mouse Model: Studieren Erreger und Wirt Beiträge zur Infectious Colitis

This protocol  outlines the steps required to produce a robust model of infectious disease and  colitis, as well as the methods used to characterize ...

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

Langzeitchronik<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Airway-Infektion bei Mäusen

A mouse model of chronic airway infection is a key asset in cystic fibrosis (CF) research, although there are a number of concerns regarding the model ...

Generation and Multi-phenotypic High-content Screening of Coxiella burnetii Transposon Mutants

Generation and Multi-phenotypic High-content Screening of Coxiella burnetii Transposon Mutants

Generation und Multi-phänotypischen High-Content-Screening<em&gt; Coxiella burnetii</em&gt; Transposon-Mutanten

Invasion and colonization of host cells by bacterial pathogens depend on the activity of a large number of prokaryotic proteins, defined as virulence ...

Human Placental and Decidual Organ Cultures to Study Infections at the Maternal-fetal Interface

Menschliche Plazenta und Deziduale Organkulturen Infektionen zu studieren an der Maternal-fetale Schnittstelle

The placenta shows a large degree of interspecies anatomic variability. To best understand biology and pathophysiology of the human placenta, it is ...

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 - Untersuchung von Antimicrobial Blau Lichttherapie für Multiresistente Acinetobacter baumannii Brennen Infektionen Biolumineszenz - Bildgebung

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

Imaging Mycobacterium tuberculosis in Mice with Reporter Enzyme Fluorescence

Imaging Mycobacterium tuberculosis in Mice with Reporter Enzyme Fluorescence

Mycobacterium Tuberculosis in Mäusen mit Reporter Enzym Fluoreszenz Imaging

Reporter enzyme fluorescence (REF) utilizes substrates that are specific for enzymes present in target organisms of interest for imaging or detection by ...

Imaging Ca2+ Responses During Shigella Infection of Epithelial Cells

Imaging Ca2+ Responses During Shigella Infection of Epithelial Cells

Ca2 + Antworten Imaging während der Shigella Infektion von Epithelzellen

Ca2+ is a ubiquitous ion involved in all known cellular processes. While global Ca2+ responses may affect cell fate, local variations in free Ca2+ ...

Confocal Imaging of Double-Stranded RNA and Pattern Recognition Receptors in Negative-Sense RNA Virus Infection

Konfokale Abbildung von Double-Stranded RNA und Muster Anerkennung Rezeptoren im negativen Sinn-RNA-Virusinfektion

Double-stranded (ds) RNA is produced as a replicative intermediate during RNA virus infection. Recognition of dsRNA by host pattern recognition receptors ...

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

Implantation und Überwachung eines orthotopischen Modells des menschlichen Pleuralmesothelioms bei athymischen Mäusen durch PET/CT

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