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

במתקן ההדמיה vivo באימפריאל קולג&#39; במומן על ידי 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>

הייצור והגישה חופשי למאמר זה הוא בחסות PerkinElmer. המחברים קווין P, פרנסיס, ג&#39;ף Meganck וChaincy קואו הם עובדי Caliper-PerkinElmer חברה. כל הניסויים בבעלי החיים בוצעו בהתאם לנהלים מדעיים בעלי חיים Act 1986 ואושרו על ידי הוועדה לבחינה האתית המקומית.

סרט 4D של זיהום חיידקים מספק כלי שימושי כדי להמחיש ולפרש כמויות גדולות של נתונים הדמיה רבת אפנות במהירות ובקלות. טכניקה זו מאפשרת ניתוח מפורט של איך זיהום מתפשט דרך עכבר בודד וניתן להשתמש בו כדי לחקור כיצד מחיקה של מארח או גנים של חיידקים או התערבות עומס חיידקים, הפצה, לוקליזציה והשפעת אסטרטגיות מסוימת במהלך מחקר אורך 7. סרטונים אלה מספקים גם עזרי הוראה שימושיים ואמצעי להפצת מידע לציבור. ישנם מספר שלבים קריטיים בפרוטוקול זה שיכול להשפיע על איכות הנתונים המתקבלים מהדמית DLIT-μCT והיכולת לקמפל וידאו 4D של זיהום. החלק החשוב ביותר של פרוטוקול זה הוא הזיהום המוצלח והומוגנית של עכברים עם ג rodentium. זה חיוני כי העכברים המשמשים למחקר הם בין 18-20 גרם ושbacteinoculums ריאל מוכן טרי וכ 5 X 10 9 CFU, כפי שתואר לעיל 2,3. לפני ההדבקה של העכברים חשוב לבדוק שהבידוד הוא bioluminescent באמצעות הספקטרום CT ופעם הבידוד כבר מוכן, הוא חייב להיות הומוגני הרף לפני כל עכבר gavaged על מנת להבטיח שהעכברים יקבלו מינוני זיהומיות דומים. ההדמיה DLIT-μCT של עכברים בצורה מיטבית, כך שפונקצית החשיפה האוטומטית בתוכנת 4.3.1 תמונת חיים קובעת באופן אוטומטי את הפרמטרים ההדמיה האופטימליים עבור האות להיות הרבה מעל לרעש. עם זאת, פונקצית החשיפה האוטומטית מסתמכת על הגדרות משתמש מוגדר ופרמטרים אשר צריכים להיות שונה, כמתואר בהליך. הימנעות מלעשות זאת תגרום לעניי תמונות עם מספר נמוך של פוטונים שנאסף ושאינם נובע בהתקדמות ברורה בזיהום, כהגדרות היצרן של הספקטרום CT לautoexposure מתוכנתות לגידולי הדמיה להביעגחלילית לוציפראז. שחזורים בוצעו באמצעות 560-620 ננומטר לתת את ההסכם הטוב ביותר בין הנתונים מדומים ומדודים, ולכן הם נתונים המהימנים יותר לכלול בבנייה מחדש. הגבלה לשימוש בDLIT-μCT היא שהקרינה מייננת מסריקת μCT גורמת לניזקי קרינה תת קטלניים שהוא מצטבר על מחקר אורך 18. חשיפה לקרינה תת קטלנית יכולה להחליש את התגובה החיסונית, גורמת לניזק לדנ&quot;א, ואפופטוזיס באיברים פנימיים 19. סופו של דבר, נזק קרינה תת קטלני מצטבר יכול לגרום למוות אם LD 50/30 לקרינה מייננת חריגה, אשר בין 5 עד 7 Gy בהתאם לזן העכבר וגיל של העכברים משמש 18,20,21. למרות שחלק מהניזקים מולקולריים מקרינה מייננת יכולים לרפא, שכן עיקרון העל הוא להעריך מינון שמרני, זה לא היווה בדרך כלל עבור בתכנון מחקר. במקום זאת, המטרה היא להישאר כמה שיותר רחוק בלow מגבלות אלה ככל האפשר ועדיין להשיג את מטרות המחקר. הדבר חשוב במיוחד במחקר זה בגלל התגובה החיסונית הנורמלית לזיהום, לתדירות של הדמיה, ואת העובדה כי מהונדס, חיסוני מורכב, או נגוע במידה רבה בעלי חיים עשויה להיות רגישה יותר לקרינה מייננת. כאשר מתכננים ניסוי להפקת סרט 4D של זיהום, חשוב להביא בחשבון את אורכו של הניסוי, במספר μCT סורק נדרש בתקופה זו וLD 50/30 לקרינה מייננת לזן העכבר שבשימוש. מגבלה נוספת פוטנציאל DLIT-μCT היא כוח של הביטוי העיתונאי בזן החיידקים נמצאים בשימוש, כמו זה ישפיע מגבלות זיהוי חיידקים ושעות הדמיה. מומלץ מאוד שחוקרים משתמשים תוקף זני חיידקים שנמצאים באופן מלא ארסיים, אבל מותאם למקסימאלי לוקס אופרון ביטוי, כפי שהוכיח בעבר לBLI2,3. אזהרה אחת לעיצוב הנוכחי של ההדמיה 4D היא שכל סרט מורכב מסריקות DLIT-μCT בודדות שיש להם קנה מידה פוטון שונה. זה יכול להפוך את התמונות קשה לפרש אם השינויים ללוקליזציה של מוקדי BL, או עוצמתו הם עדינים, או אם יש מוקד אחד אינטנסיבי BL מוקף במוקדים חלשים מרובים. לכן, עבור פריטים חזותיים אורכיים, חשוב לשמור על פסי הצבע עקביים בנקודתי הזמן. הרעיון של סרט 4D של זיהום יכול להיות מיושם על כל מחולל מחלה חיידקית שכותרתו כראוי. פיתוח עתידי של טכניקה זו ישאף להשתמש דימות פלואורסצנטי טומוגרפיה (פליט), כמו גם כדי להקל על DLIT החקירה של תגובות מארחות לזיהום באמצעות שילוב של חיידקים פתוגנים bioluminescent וזריקות ניאון ליד בדיקות אינפרא אדום כדי לחקור את התגובות מארחות לזיהום. בנוסף לכך, בפרוטוקול זה אנו רקמתאר את השימוש של חיידקי bioluminescent ליצור סרטי 4D של זיהום. עם זאת, במקרים מסוימים ייתכן שיהיה צורך להשתמש בחיידקי שכותרת ניאון, למשל תויגו iRFP, כך שכתב פליטת אור יכול לשמש לחקר גנטיקה המארחת במהלך זיהום. חשוב מכך, השימוש בהדמיה רבת שיטת שילוב DLIT / פליט-μCT תאפשר לנו לחקור את הלא פולשני פרמטרים מרובים במהלך זיהום חיידקים, אשר יתרמו באופן משמעותי להפחתה, העידון, וההחלפה של השימוש בבעלי החיים במחקר מדעי כפי שמתואר ביוזמה של NC3R <a href="http://www.nc3rs.org.uk/" target="_blank">(http://www.nc3rs.org.uk/).</a>

מודלים של בעלי חיים קטנים, באותם עכברי ניצול מסוימים, משמשים באופן שגרתי כדי לחקור פתוגנזה חיידקים או לבחון אסטרטגיות התערבות לטיפול בדלקות, כגון אנטיביוטיקה, פרוביוטיקה, Prebiotics וחיסונים 1-7. את readouts הניסיוני העיקרי מזיהומים בבעלי החיים קטנים הם עומס הפתוגן, לוקליזציה מרחב ובזמן של הזיהום, ושינויים בתגובה החיסונית של האורגניזם הנגוע. בהדמיה אופטית vivo הוא כלי רב ערך למחקר מחלות מדבקות והוא יכול לשמש כדי לפקח על מספר רב של readouts ניסוי באמצעות השימוש בגני הכתב (חלבוני לוציפראז, ניאון, בטא lactamase, וכו &#39;), צבעי ניאון, חלקיקים או בדיקות chemiluminescent ממוקדות לחלבון, תהליך ביולוגי, או מיקרואורגניזם 6. הדמיה פליטת אור (BLI) היא שיטת הדמיה אופטית המשמשת לניטור קולוניזציה של בעלי חיים קטנים, כגון עכברים וחולדות, על ידי bacte פתוגנייםRIA 3,6,8,9. עכברים נגועים בחיידקים רקומביננטי המבטאים לוציפראז, כגון לוקס CDABE אופרון מluminescens Photorhabdus. לאחר מכן ניתן לאתר חיידקים אלה דרך הייצור שלהם באמצעות אור CCD מבוסס in vivo הדמיה מערכת 3,6,9. חשוב לציין, רק מיקרו אורגניזמים הפעילים מטבולית הם bioluminescent (BL), כלומר רק תאים חיידקיים קיימא מזוהים על ידי מתודולוגיה זו 10,11. שימוש 2D BLI, את מיקומו של מקור BL הוא להסיק את פני השטח של בעלי החיים שבו האות נפלט 8. הלוקליזציה האנטומי המדויקת של מוקדי BL in vivo צריכה להיקבע באמצעות ניתוח vivo לשעבר של איברים 3,6,9 לעומת זאת, מורכבת 3D מפוזר אור ההדמיה טומוגרפיה (DLIT) יכולה לשמש כדי לקמפל שחזור 3D כמותית של BL מקור 12. DLIT מבוצע על ידי איסוף תמונות שצולמו באמצעות מסנני BL להקה עוברות אופטיים צרים ומוגדריםלאחר מכן מזין אותם לתוך 3D אלגוריתם שיקום טומוגרפיה אופטי מפוזר 1,7,12,13. נכון לעכשיו, הדמיה רבת שיטה היא השיטה היחידה העומדת למקבלת לוקליזציה האנטומי לא פולשנית אמיתית של bioluminescent מוקדי in vivo ללא צורך בניתוח vivo לשעבר. לאחרונה, השתמשנו בשילוב של DLIT שיתוף רשום עם μCT הדמיה כדי להעריך Citrobacter rodentium (ג rodentium) דינמיקת קולוניזציה בעקבות טיפול מניעתי עם חיידק הפרוביוטי 7. ג rodentium הוא פתוגן enteric ספציפי עכברי משמש להדבקת בני אדם עם מודל enteropathogenic וenterhemorrhagic חיידקי Escherichia 14. ג זיהום rodentium גורם דלקת המעי הגס, קשורות בדרך כלל עם הפסד מתון במשקל, שלשולים, תגובה חיסונית מקוטבת Th1 ושינויים פתולוגיים שונים, כוללים היפרפלזיה קריפטה הגס והצמדה והתבטלות הנגע formatiב -14. בנוסף לכך, ג פתוגנזה rodentium נחקרה ביסודיות באמצעות BLI ואת הדינמיקה שלה קולוניזציה בעכברי C57BL/6J מתועדת היטב, מה שהופך את החיידק זה מיקרואורגניזם מודל אידיאלי לשימוש עם רב שיטת הדמיה 3,4,7. פרוטוקול זה הוא ראשון שמתאר מתודולוגיה להדמית DLIT-μCT המשולבת של זיהום חיידקים באמצעות פלטפורמה אחת multimodality הדמיה, IVIS ספקטרום ה-CT, והדור של סרט 4D מראה את הדינמיקה האמיתית של זיהום זה הלא פולשני.

<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

פרוטוקול זה מתאר את הצעדים הנדרשים כדי לפקח על זיהום חיידקי bioluminescent באמצעות טומוגרפיה מרוכבים 3D המפוזרת אור הדמיה עם μCT המשולב (DLIT-μCT) ולאחר מכן של שימוש בנתונים אלה כדי ליצור ארבעה סרט (4D) ממדי של מחזור זיהום longitudinally. כדי לפתח את סרטי 4D זיהום וכדי לאמת את ההדמיה DLIT-μCT ללימודי זיהום חיידקים באמצעות IVIS ספקטרום CT, השתמשנו בזיהום עם bioluminescent ג rodentium, הגורם לדלקת המעי הגס הגבלה עצמית בעכברים. בפרוטוקול זה, אנו מתארים את הזיהום של עכברים עם bioluminescent ג rodentium וניטור בלתי פולשני של התישבות על ידי הדמיה DLIT-μCT יומית וספירת חיידקים מצואה במשך 8 ימים. השימוש בספקטרום IVIS CT ​​מאפשר שיתוף רישום חלק של סריקות אופטיות וμCT באמצעות פלטפורמת הדמיה בודדת. שיטת μCT המינון הנמוכה מאפשרת הדמיה של עכבריםבמספר רב של נקודות זמן במהלך זיהום, מתן לוקליזציה האנטומי מפורטת של מוקדי חיידקי bioluminescent ב3D מבלי לגרום לחפצים מהקרינה המצטברת. חשוב מכך, את סרטי 4D של עכברים נגועים לספק כלי אנליטי חזק כדי לפקח על דינמיקת קולוניזציה חיידקית in vivo.

זיהום של עכברי C57BL/6J עם 5 X 10 9 CFU ג rodentium הוא מודל זיהום חיידקים מתואר היטב ותוצאות בזיהום במערכת העיכול הגבלה עצמית שיאים בין ימי הודעה זיהום 6-8 ונמשך בין 3 עד 4 שבועות 2,14. הזיהום מוגבל ללומן מעי על ידי מערכת החיסון העכברית וכתוצאה מכך, חיידקים הם לשפוך ללא הרף בצואה. קולוניזציה של עכברים על ידי ג ניתן לנטר rodentium הלא פולשני על ידי ספירת חיידקים ישירה מצואה, או הדמיה פליטת אור 2,3. כתב יד זה מתאר פרוטוקול מותאם לביצוע 3D ו 4D multimodality הדמיה של ג rodentium בתוך עכברים כדי לפקח על עומס חיידקים ולוקליזציה בזיהום. התוצאות המוצגות באיור 1 מדגימות את הבקרות הנדרשות להדמית 4D מוצלחת. לפני הזיהום של עכברים זה חיוני כדי להרתיעשלי שהבידוד הוא החיידקים המשמשים bioluminescent (איור 1 א) וכי בעקבות gavage האוראלי של עכבר עם bioluminescent ג rodentium, כי האות ניתן לצפות בקיבתו של בעל החיים ולא לריאות (איור 1) 16. בנוסף לניטור קולוניזציה חיידקים באמצעות הדמיה פליטת אור, זה תרגול טוב כדי לכמת מספרי חיידקים בצואה; המשמש כמדידה עקיפה של קולוניזציה חיידקית של רירית מערכת העיכול איור 2 מדגים את עומס החיידקים הטיפוסי בצואה שנלקח מ8 C57BL6 / ג&#39;יי. עכברים שנדבקו ~ 5 X 10 9 CFU ICC180 ומעקב במשך 8 ימי עליות התישבות לצרכן מיום 2 לצרכן עד יום שבו 6-7 פסגות הזיהום ב~ 5 X 10 10 CFU / g, אשר עולה בקנה אחד עם דיווחים קודמים 2,3,17. כדי להדגיש את החשיבות של מסגרת הערכהטינג התפשטות הזיהום בעכבר אחת, האיורים 1B ו -3, כמו גם וידאו 1 כבר נוצרת מאותו העכבר בעקבות ג זיהום rodentium, כפי שתואר לעיל. דיילי DLIT-μCT שימש כדי להעריך את ההתפלגות המרחבית של חיידקי bioluminescent בתוך העכבר הזה, תוך שימוש בשלד כהתייחסות אנטומי. איור 3 מדגים את שיקום DLIT-μCT של עכבר C57BL/6J נגוע ICC180 ב3 PI נקודות מפתח בזמן ניתן לראות 3 PI קטן bioluminescent מוקדי יום במעי הגס, אשר יציגו גידול מתון בעוצמת פליטת אור על ידי 5 PI היום עם שינוי קטן בהתפלגות המרחבית. ביום 7 PI אנו נצפו עלייה משמעותית בפליטת אור והתפשטות bioluminescent מוקדים על פני המעי הגס כולו. וידאו 1 הוא אוסף של שחזורי DLIT-μCT 3D מימים 1-8 פיי ICC180 וממחיש גrodentium בתוך מערכת העיכול הפרוקסימלית בין 1-2 ימים PI אשר מתפשטת למעי הגס ביום 3 PI מימים 4-6 PI מספרי החיידקים במעי הגס להרחיב עד לשיא ב 7 יום שבו צרכן מוקדי החיידקים מכסה את כל המעי הגס. ביום 8 PI רק שני מוקדי חיידקים שונים שנמצאים במעי הגס הפרוקסימלי ודיסטלי. היכולת להציג שחזור 3D המלא בכל נקודת זמן על פי סדר כרונולוגי מייצגת כלי רב עוצמה לניתוח אינטראקציות פתוגן המארחת וקלה יותר לפרש מאשר 3D עדיין באותו בסיס הנתונים. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/50450/50450fig1.jpg" /> איור 1. הדמיה פליטת אור של 2D) Bioluminescent ג rodentium ICC180 הבידוד ו-B) בעקבות עכבר gavage האוראלי עם 200 μl של הבידוד. ראש חץ (&gt;) ממחיש bioluminescent ג rodentium </<html> em&gt; בבטן. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/50450/50450fig2.jpg" /> איור 2. ג דינמיקת קולוניזציה rodentium. כימות של ג המושבה rodentium להרכיב יחידות מצואה במשך 8 ימים PI <img alt="איור 3" fo:content-width="3in" fo:src="/files/ftp_upload/50450/50450fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50450/50450fig3.jpg" /> איור 3. טומוגרפיה-μCT הדמיה אור מפוזרת סריקה של bioluminescent ג זיהום rodentium מעכבר אחד במעקב ביום 3, 5 ו -7 PI ראש חץ (&gt;) ממחיש קולוניזציה הגס. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50450/50450fig3large.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.</a> וידאו 1.&quot;Target =&quot; p :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/50450/LAB_MEDIA_50450_Frankel_Video1.wmv _blank &quot;&gt; לחץ כאן לצפייה בוידאו. סרט 4D של זיהום rodentium ג מעכבר אחד מימי מעקב 1-8 PI

Watch this Scientific Journal Video about 4D Multimodality Imaging of Citrobacter rodentium Infections in Mice at JoVE.com

4D Multimodality Imaging of Citrobacter rodentium Infections in Mice

הדמיה רבת שיטה היא גישה יקרת ערך לחקר התישבות חיידקים במודלים של בעלי חיים קטנים. פרוטוקול זה מתאר זיהום של עכברים עם bioluminescent<em&gt; Citrobacter rodentium</em&gt; והניטור האורך של התישבות חיידקים באמצעות טומוגרפיה ההדמיה האור המפוזרת 3D המורכבת עם μCT הדמיה כדי ליצור סרט 4D של<em&gt; ג rodentium</em&gt; זיהום.

הדמיה של multimodality 4D<em&gt; Citrobacter rodentium</em&gt; זיהומים בעכברים

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

שימוש בלוציפראז לזיהומים חיידקיים תמונה ב עכברים

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

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

<em&gt; Citrobacter rodentium</em&gt; דגם עכבר: תרומות הפתוגן ומארח לומדים קוליטיס המדבק

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

כרוני לטווח ארוך<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; זיהום דרכי הנשימה בעכברים

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

דור והקרנה גבוהה תוכן רב-פנוטיפי של<em&gt; Burnetii Coxiella</em&gt; מוטאנטים טרנספוזון

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

שלית Decidual אדם תרבויות איברים ללמוד זיהומים בבית הממשק האם והעובר

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 חקירת טיפול באור כחול אנטימיקרוביים multidrug עמידים baumannii Acinetobacter צרוב דלקות באמצעות הדמיה פליטת אור

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

הדמיה שחפת Mycobacterium בעכברים עם הכתב אנזים קרינה פלואורסצנטית

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

הדמיה Ca2 + תגובות במהלך זיהום שיגלה תאי אפיתל

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

הדמיה קונאפוקלית של זוגיות גדילי RNA ודפוס זיהוי רצפטורים להדבקת וירוס RNA שלילי-סנס

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

השרשה וניטור על ידי PET/CT של מודל אורתוטופית של מזותליומה של האדם בעכברים האטורי

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