Name: a non-invasive and technically non-intensive method for induction and phenotyping of experimental bacterial pneumonia in mice
Uploaded: 2016-09-28T14:00:00
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This work was supported in part by the Intramural Research Program of the National Institutes of Health, National Institute of Environmental Health Sciences (Z01 ES102005).

Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit dem Tierschutzgesetz und der US Public Health Service Politik auf Humane Pflege und Verwendung von Labortieren nach Prüfung durch den Animal Care und Use Committee des NIEHS ausgeführt. 1. Herstellung von K. pneumoniae Kultur Achtung: Führen Sie alle Schritte in einer Biosicherheitsstufe 2 (BSL2) Haube oder andere BSL2 bezeichneten Bereich und entsorgen Abfall pro Institut BSL2-Richtlinien. <ol><li> F?...

<ol>
	<li>Mizgerd, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+lower+respiratory+tract+infection.">Acute lower respiratory tract infection.</a> N Engl J Med. 358 (7), 716-727 (2008).</li><li>Waterer, G. W., Rello, J., Wunderink, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+community-acquired+pneumonia+in+adults.">Management of community-acquired pneumonia in adults.</a> Am J Respir Crit Care Med. 183 (2), 157-164 (2011).</li><li>Mizgerd, J. P., Skerrett, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+human+pneumonia.">Animal models of human pneumonia.</a> Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 294 (3), L387-L398 (2008).</li><li>Revelli, D. A., Boylan, J. A., Gherardini, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+non-invasive+intratracheal+inoculation+method+for+the+study+of+pulmonary+melioidosis.">A non-invasive intratracheal inoculation method for the study of pulmonary melioidosis.</a> Front Cell Infect Microbiol. 2, 164 (2012).</li><li>Morales-Nebreda, L., 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=Intratracheal+administration+of+influenza+virus+is+superior+to+intranasal+administration+as+a+model+of+acute+lung+injury.">Intratracheal administration of influenza virus is superior to intranasal administration as a model of acute lung injury.</a> J Virol Methods. 209, 116-120 (2014).</li><li>Aujla, S. 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=IL-22+mediates+mucosal+host+defense+against+Gram-negative+bacterial+pneumonia.">IL-22 mediates mucosal host defense against Gram-negative bacterial pneumonia.</a> Nat Med. 14 (3), 275-281 (2008).</li><li>Chen, K., 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=Th17+cells+mediate+clade-specific,+serotype-independent+mucosal+immunity.">Th17 cells mediate clade-specific, serotype-independent mucosal immunity.</a> Immunity. 35 (6), 997-1009 (2011).</li><li>Draper, D. 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=ATP-binding+cassette+transporter+G1+deficiency+dysregulates+host+defense+in+the+lung.">ATP-binding cassette transporter G1 deficiency dysregulates host defense in the lung.</a> Am J Respir Crit Care Med. 182 (3), 404-412 (2010).</li><li>Robinson, K. 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=Influenza+A+exacerbates+Staphylococcus+aureus+pneumonia+by+attenuating+IL-1beta+production+in+mice.">Influenza A exacerbates Staphylococcus aureus pneumonia by attenuating IL-1beta production in mice.</a> J Immunol. 191 (10), 5153-5159 (2013).</li><li>Mizgerd, J. 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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=Hepatocyte-specific+mutation+of+both+NF-kappaB+RelA+and+STAT3+abrogates+the+acute+phase+response+in+mice.">Hepatocyte-specific mutation of both NF-kappaB RelA and STAT3 abrogates the acute phase response in mice.</a> J Clin Invest. 122 (5), 1758-1763 (2012).</li><li>Gowdy, K. 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=Key+role+for+scavenger+receptor+B-I+in+the+integrative+physiology+of+host+defense+during+bacterial+pneumonia.">Key role for scavenger receptor B-I in the integrative physiology of host defense during bacterial pneumonia.</a> Mucosal Immunol. 8 (3), 559-571 (2015).</li><li>Madenspacher, J. 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=p53+Integrates+host+defense+and+cell+fate+during+bacterial+pneumonia.">p53 Integrates host defense and cell fate during bacterial pneumonia.</a> J Exp Med. 210 (5), 891-904 (2013).</li><li>Brain, J. D., Knudson, D. E., Sorokin, S. P., Davis, 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=Pulmonary+distribution+of+particles+given+by+intratracheal+instillation+or+by+aerosol+inhalation.">Pulmonary distribution of particles given by intratracheal instillation or by aerosol inhalation.</a> Environ Res. 11 (1), 13-33 (1976).</li><li>Card, 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=Gender+differences+in+murine+airway+responsiveness+and+lipopolysaccharide-induced+inflammation.">Gender differences in murine airway responsiveness and lipopolysaccharide-induced inflammation.</a> J Immunol. 177 (1), 621-630 (2006).</li><li>Ivanov, I. 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=Induction+of+intestinal+Th17+cells+by+segmented+filamentous+bacteria.">Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria.</a> Cell. 139 (3), 485-498 (2009).</li><li>Hooper, L. V., Littman, D. R., Macpherson, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+between+the+microbiota+and+the+immune+system.">Interactions between the microbiota and the immune system.</a> Science. 336 (6086), 1268-1273 (2012).</li></ol>

Murine Modelle von bakteriellen Lungenentzündung, die in Partnerschaft mit Gen - Targeting und in - vivo - biologischen und pharmakologischen Interventionen, zur Verfügung gestellt haben kritische Einblicke in die Lungenabwehrreaktion. Große Fortschritte wurden insbesondere in unserem Verständnis der Chemokine und Adhäsionsmoleküle gemacht worden , die 10,11 Rekrutierung von Neutrophilen auf den infizierten Luftraum beherrschen. In - vivo - Modellen an einer Lungenent...

Die ambulant erworbene Pneumonie bleibt die häufigste Todesursache von Infektion in den USA, mit insgesamt nur wenig Veränderung der Sterberaten in den letzten 40 Jahren trotz Verbesserungen bei der Impfung und Antibiotika - Strategien 1,2. Trotz des Mangels an spürbaren Fortschritte bei der öffentlichen Gesundheit Ebene, in den letzten Jahren dramatisch Fortschritte wurden in unserem Verständnis der molekularen und zellulären Pathogenese der Lungenentzündung, mit vielen dieser Schritte nach vorn gemacht möglich durch die Verwendung von Maus-Modellen der Lungeninfektion gemacht. Die genetische Lenkbarkeit der Maus, die Ähnlichkeit des murinen und humanen Immunsystem und die breite Palette von Maus-bezogenen immunologischer Reagenzien, die kommerziell verfügbar sind, haben zusammen rasche Fortschritte des Feldes erleichtert. Mausmodelle von bakterieller Pneumonie in der Literatur beschrieben wurden im allgemeinen auf eine von vier technischen Wege zur Pathogen Inokulation verlassen: i) Aerosolisierung; ii) intranasal Lieferung; iii) peroralen Abgabe; und iv) chirurgische intratracheale Injektion (dh Tracheotomie) 3. Alle Routen der Infektion haben Vor- und Nachteile 3. Insbesondere bezüglich Exposition der oberen Atemwege, Potenzial für eine Beimischung von oronasal Flora, Anforderungen für die allgemeine Anästhesie, Variabilität der an das distale Lunge zuge Inokulum, lobar Verteilung der gelieferten Erregern, technisches Know-how-Anforderungen und Verfahrens Morbidität variieren stark über diese Ansätze. Häufig verwendete peroralen Infektion Techniken umfassen über Kanülierung endotracheal (translaryngeale) entweder einen Ansatz &quot;blind&quot; (nicht sichtbar), oder unter direkter Larynx - Visualisierung 3-5. Beide Methoden, während robust, erfordern erhebliche Ausbildung und auch tragen Risiko von Trauma an der oberen Atemwege. Im vorliegenden Bericht beschreiben wir eine technisch nicht intensiv, nicht-invasive, kostengünstige und schnelle Methode der peroralen Infektion, whiermit Bakterien (Klebsiella pneumoniae in dem gegebenen Beispiel) pipettiert Oropharynx eines betäubten Maus in die Lunge über aspiration geliefert (dh inhalation). Wir und andere haben die Aspirationspneumonie Technik erfolgreich 6-9 verwendet. Dieses vielseitige und leicht Lungen-Delivery - Methode gelernt kann in die Lunge auf die Lieferung von vielen zusätzlichen nicht-ätzende Mittel erweitert werden, einschließlich Zytokine und andere Proteine, pathogen-assoziierte Moleküle (zB Lipopolysaccharide), Zellen (dh adoptiven Transfer), und Toxine (zB Bleomycin). Zusätzlich wichtigen technischen Überlegungen Erörterung beschreiben wir auch ein integriertes, quantitative Ansatz für die nachfolgende Wirtsantwort auf Pneumonie Beurteilung, einschließlich stromabwärts Messung von bakteriellen Clearance (dh koloniebildende Einheit [CFU] Quantifizierung in der Lunge und peripheren Organen) und Leukozyt Akkumulation im Luftraum.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="698">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Klebsiella pneumoniae, serotype 2</td>
			<td style="width:169px;">ATCC</td>
			<td style="width:119px;">43816</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Tryptic soy broth</td>
			<td style="width:169px;">Becton Dickenson</td>
			<td>211825</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Excel Safelet IV Catheters, 18G x 1 1/4&#34;</td>
			<td>Claflin Medical Equipment</td>
			<td style="width:119px;">MEDC-031122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Hema 3 Solution 1</td>
			<td style="width:169px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">23-122-937</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Hema 3 Solution 2</td>
			<td style="width:169px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">23-122-952</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Hema 3 Fixative</td>
			<td style="width:169px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">23-122-929</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">27&#189; gauge tuberculin syringes</td>
			<td style="width:169px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">14-826-87</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Lithium heparin plasma collectors</td>
			<td style="width:169px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">2675187</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">L-shaped disposable spreaders</td>
			<td style="width:169px;">Lab Scientific</td>
			<td style="width:119px;">DSC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:243px;">1x PBS, pH 7.4</td>
			<td style="width:169px;">prepared in-house</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>Distilled water (5 L), NaCl (40 g), KCl (1 g), Na2HPO4 (5.75 g), KH2PO4 (1 g)&#160;&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:243px;">ACK lysis buffer</td>
			<td style="width:169px;">prepared in-house</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>NH4Cl (4.145 g), KHCO3 (0.5 g), EDTA (18.6 mg), bring up to 500 ml with distilled water and pH to 7.4</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a non-invasive and technically non-intensive method for induction and phenotyping of experimental bacterial pneumonia in mice

Obwohl ambulant erworbener Pneumonie ein großes Problem der öffentlichen Gesundheit bleibt, haben murine Modelle von bakteriellen Pneumonie kürzlich signifikante präklinische Fortschritte in unserem Verständnis der zugrunde liegenden zellulären und molekularen Pathogenese erleichtert. In - vivo - Maus - Modellen der integrierten Physiologie und Widerstandsfähigkeit des Wirtsabwehrreaktion erfassen in eine Weise , die nicht durch alternative, vereinfachte ex - vivo - Ansätze offenbart. Verschiedene Verfahren wurden in der Literatur für intrapulmonale Inokulation von Bakterien in Mäusen, einschließlich Aerosolisierung, intranasale Verabreichung, perorale endotracheal Kanülierung unter &quot;blind&quot; und visualisiert Bedingungen und transkutane endotracheal Kanülierung beschrieben. Alle Methoden haben relativen Vorteile und Einschränkungen. Hier beschreiben wir im Detail eine nicht-invasive, technisch nicht-intensiven, kostengünstige und schnelle Methode zur intratrachealen Lieferung von Bakterien , die Aspiration (dh Inhalation) von der Maus umfassteines infektiösen Inokulum in den Mund-Rachenraum während unter Vollnarkose pipettiert. Dieses Verfahren kann für die pulmonale Abgabe einer großen Vielzahl von nicht-ätzenden biologischen und chemischen Mitteln verwendet werden, und ist relativ leicht zu erlernen, auch für Labors mit minimaler Erfahrung mit pulmonaler Verfahren. Neben der Aspirationspneumonie Methode beschreiben wir auch die nachfolgende zum Testen in vivo pulmonalen angeborenen Immunantwort der Maus, insbesondere Verfahren zur Quantifizierung von bakteriellen Clearance und die zelluläre Immunantwort des infizierten Atemwegs Schritt- für -Schritt - Verfahren bereitzustellen. Dieses integrierte und einfache Ansatz zu einer Lungenentzündung Beurteilung ermöglicht eine schnelle und robuste Bewertung der Wirkung von genetischen und Umwelt Manipulationen auf Lungen angeborenen Immunität.

C57BL / 6 - Mäuse wurden mit 2000 CFU K. infiziert pneumoniae 43816 (Serotyp 2) über Mund - Rachen - Aufnahme in der Lunge. Bei dieser Dosis Mäuse beginnen in der Regel klinische Symptome 12-24 Stunden nach der Infektion einschließlich Lethargie, gekräuselte Fell und Gewichtsverlust von 5-10% (2A) zu zeigen. Innerhalb von 48-72 Stunden nach der Infektion, viele der Mäuse zeigen Symptome der Krankheit und Morbidität, die typischerweise um durchsch...

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A Non-invasive and Technically Non-intensive Method for Induction and Phenotyping of Experimental Bacterial Pneumonia in Mice

Verschiedene Verfahren wurden für die Modellierung von bakterieller Pneumonie bei Mäusen in der Literatur beschrieben. Hier beschreiben wir eine nicht-invasive, kostengünstige, schnelle Methode zur Lungenentzündung durch Aspiration induzierenden (dh Inhalation) eines bakteriellen Inokulums in den Oropharynx pipettiert. Downstream Methoden zur Beurteilung der Lungen angeborenen Immunantwort sind auch detailliert.

Ein Nicht-invasive und in technischer Hinsicht nicht intensive Verfahren zur Induktion und Phänotypisierung für experimentelle bakterielle Pneumonie bei Mäusen

Although community-acquired pneumonia remains a major public health problem, murine models of bacterial pneumonia have recently facilitated significant ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Non-invasive Imaging of Leukocyte Homing and Migration in vivo

Non-invasive Imaging of Leukocyte Homing and Migration in vivo

Nicht-invasive Bildgebung von Leukozyten Homing und Migration In vivo</em

Two-photon (2P) microscopy is a high resolution imaging technique that has been broadly adapted by biologists.  The value of 2P microscopy is that it ...

Forschung

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Preparation of Mouse Pituitary Immunogen for the Induction of Experimental Autoimmune Hypophysitis

Vorbereitung der Maus Pituitary Immunogen für die Induktion der experimentellen autoimmunen Hypophysitis

Autoimmune hypophysitis is a chronic inflammation of the pituitary gland caused or accompanied by autoimmunity1.  It has traditionally been considered a ...

Induction of Experimental Autoimmune Hypophysitis in SJL Mice

Induktion der experimentellen autoimmunen Hypophysitis in SJL Mäuse

Autoimmune hypophysitis can be reproduced experimentally by the injection of pituitary proteins mixed with an adjuvant into susceptible mice1. Mouse ...

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 ...

A Method for Labeling Vasculature in Embryonic Mice

Ein Verfahren zur Markierung Gefäßsystem in embryonalen Mäuse

The establishment of a functional blood vessel network is an essential part of organogenesis, and is required for optimal organ function. For example, in ...

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Nicht-invasive Bildgebung von disseminierter Candidiasis in Zebrafischlarven

Disseminated candidiasis caused by the pathogen Candida albicans is a clinically important problem in hospitalized individuals and is associated with a 30 ...

Non-invasive Optical Imaging of the Lymphatic Vasculature of a Mouse

Nicht-invasive optische Abbildung des lymphatischen Gefäßsystem eines Maus

The lymphatic  vascular system is an important component of the circulatory system that  maintains fluid homeostasis, provides immune surveillance, and ...

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Nichtinvasive Modell Neuropathogenic<em&gt; Escherichia coli</em&gt; Infektion in der neonatalen Ratten

Investigation of the interactions between animal host and bacterial pathogen is only meaningful if the infection model employed replicates the principal ...

Induction of Murine Intestinal Inflammation by Adoptive Transfer of Effector CD4+CD45RBhigh T Cells into Immunodeficient Mice

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Die Induktion von Murine Darmentzündungen durch adoptiven Transfer von Effektor CD4<sup&gt; +</sup&gt; CD45RB<sup&gt; Hoch</sup&gt; T-Zellen in immundefizienten Mäusen

There are many different animal models available for studying the pathogenesis of human inflammatory bowel diseases (IBD), each with its own advantages ...

Non-invasive Imaging of the Innate Immune Response in a Zebrafish Larval Model of Streptococcus iniae Infection

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Nicht-invasive Bildgebung von der angeborenen Immunantwort in einem Zebrafisch-Larven Modell<em&gt; Streptococcus iniae</em&gt; Infektions

The aquatic pathogen, Streptococcus iniae, is responsible for over 100 million dollars in annual losses for the aquaculture industry and is capable of ...