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
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Non-invasive and Technically Non-intensive Method for Induction and Phenotyping of Experimental Bacterial Pneumonia in Mice at JoVE.com

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).

כל הניסויים בוצעו בהתאם לחוק צער בעלי חיים ואת מדיניות שירות הבריאות האמריקני על טיפול אנושי ושימוש בחיות מעבדה לאחר בדיקה על ידי טיפול בבעלי חיים ועדת שימוש של NIEHS. 1. הכנת ק pneumoniae תרבות ז?...

<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. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+mechanisms+of+neutrophil+recruitment+elicited+by+bacteria+in+the+lungs.">Molecular mechanisms of neutrophil recruitment elicited by bacteria in the lungs.</a> Semin Immunol. 14 (2), 123-132 (2002).</li><li>Balamayooran, G., Batra, S., Fessler, M. B., Happel, K. I., Jeyaseelan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+neutrophil+accumulation+in+the+lungs+against+bacteria.">Mechanisms of neutrophil accumulation in the lungs against bacteria.</a> Am J Respir Cell Mol Biol. 43 (1), 5-16 (2010).</li><li>Quinton, L. 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>

מודלים Murine של דלקת ריאות חיידקית, שותפות עם מיקוד גנים in vivo התערבויות ביולוגיות תרופתי, סיפקו תובנות קריטיות לתוך התגובה ההגנה המארחת ריאתי. התקדמות גדולה נעשתה בפרט בהבנתנו של כמוקינים ומולקולות דבקות השולטים גיוס של נויטרופילים הכניסה למרחב האוירי הנגועה ...

קהילה רכשה דלקת ריאות נשארת הגורם המוביל למוות כתוצאה מהזיהום בארה&quot;ב, עם שינוי הכולל מעט בשיעורי תמותה ב -40 השנים האחרונות למרות שיפורי חיסון ואסטרטגיות אנטיביוטיות 1,2. למרות חוסר התקדמות ניכרת ברמת בריאות הציבור, בשנים האחרונות התקדמות דרמטית נעשתה הבנתנו בפתוגנזה המולקולרית התאית של דלקת ריאות, עם רבים של פעולות הבאות קדימה מתאפשרות על ידי השימוש במודלים של עכברים של דלקת ריאות. העקיבות הגנטיות של העכבר, הדמיון של murine ומערכות חיסון אנושיות, ואת המערך העצום של חומרים כימיים אימונולוגית במיקוד murine שהפך זמין מסחרי יחד הקלו התקדמות מהירה של השדה. מודלי עכבר של דלקת ריאות חיידקית המתוארות בספרות יש לסמוך כלל על אחד ארבעה מסלולים טכניים עבור חיסון הפתוגן: אני aerosolization); ii) Intrמשלוח anasal; iii) משלוח Peroral; ו- IV) הזרקת intratracheal כירורגית (כלומר, קנה) 3. כל המסלולים של זיהום יתרונות וחסרונות 3. בפרט, חשיפה היחסית של דרכי הנשימה העליונות, פוטנציאל תערובת של צמחים oronasal, דרישות עבור הרדמה כללית, השתנות של הבידוד נמסר אל הריאות דיסטלי, הפצה אוֹנִי של פתוגנים נמסר, דרישות מומחיות טכנית, ותחלואה פרוצדורליים להשתנות משמעותית על פני אלה גישות. נפוץ טכניקות זיהום Peroral כוללות endotracheal (translaryngeal) cannulation דרך או גישה &#39;עיוורת&#39; (לא דמיין), או תחת ויזואליזציה בגרון ישירה 3-5. שני שיטות, תוך חזק, דורשות הכשרה משמעותית וגם לשאת בסיכון של טראומה על דרך הנשימה העליונה. בדו&quot;ח הנוכחי, אנו מתארים שיטה טכנית שאינם עתירה, לא פולשנית, לא יקרה, ומהירה של זיהום Peroral, wחיידקים בזאת (Klebsiella pneumoniae בדוגמא המסופקת) pipetted לתוך הלוע התחתון של עכבר הרדים מועברים אל הריאות באמצעות שאיפה (כלומר, שאיפה). אנו ואחרים השתמשנו בטכניקת דלקת ריאות שאיפה בהצלחה 6-9. שיטת ריאות-משלוח תכליתי ובקלות לומדת זה יכול להתארך עד המסיירת הרבה סוכנים שאינם מאכלים נוספים אל הריאות, כולל ציטוקינים וחלבונים אחרים, מולקולות הקשורים הפתוגן (למשל, lipopolysaccharide), תאים (כלומר, העברת מאמצת), ורעלים (למשל, בליאומיצין). בנוסף לדיון שיקולים טכניים חשובים, אנחנו גם לתאר גישה משולבת, כמוני להערכת התגובה המארחת לאחר דלקת ריאות, כוללים מדידה במורד זרם של שחרור חיידקים (כלומר, יחידת מושבה להרכיב [CFU] quantitation באיברי הריאות היקפיות) ו לויקוציטים הצטברות במרחב האווירי.

<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

למרות דלקת ריאות הנרכשת בקהילה נשארת אחת בעיות עיקריות בריאות הציבור, מודלים בעכברים של דלקת ריאות חיידקית הקלו התקדמות פרה-קלינית משמעותית לאחרונה בהבנתנו בפתוגנזה התאית והמולקולרית הבסיסית. בעכברי מודל vivo ללכוד פיזיולוגיה המשולבת ואיתנות תגובת ההגנה המארחת ב באופן לא נחשף על ידי גישות vivo לשעבר חלופיות, פשוט יותר. כמה שיטות תוארו בספרות עבור חיסון intrapulmonary של חיידקים בעכברים, כולל aerosolization, משלוח אפי, cannulation endotracheal Peroral תחת &#39;עיוור&#39; ו דמיינו ההתניות cannulation endotracheal transcutaneous. כל השיטות יתרונות ומגבלות יחסית. בזאת, אנו מתארים בפרוטרוט שיטה לא פולשנית, טכני שאינו עתירה, זולות, מהירה למסירת intratracheal של חיידקי מערבת שאיפה (כלומר, שאיפה) על ידי העכברשל בידוד זיהומיות pipetted לתוך הלוע התחתון בעוד תחת הרדמה כללית. שיטה זו יכולה לשמש למסירה ריאתי של מגוון רחב של גורמים ביולוגיים וכימיים שאינם מאכלים, והוא קל יחסית ללמוד, אפילו למעבדות עם ניסיון קודם מינימאלי לנהלים ריאתי. בנוסף לתיאור שיטת דלקת ריאות שאיפה, כמו כן אנו מספקים נהלים צעד-אחר-צעד עבור assaying את הפעולות הבאות in vivo התגובה החיסונית המולדת ריאתי של העכבר, בפרט, שיטות לכימות אישור חיידקים התגובה החיסונית התאית של דרכי האוויר הנגוע. גישה משולבת ופשוט זה להערכת דלקת ריאות מאפשרת הערכה מהירה וחזקה של השפעת מניפולציות גנטיות וסביבתיות על חסינות מולדת ריאתי.

עכברים C57BL / 6 נדבקו עם 2000 CFU של ק pneumoniae 43,816 (סרוטיפ 2) דרך שאיפת לוע תחתונה לריאות. במינון זה, עכברים בדרך כלל מתחילים להראות תסמינים קליניים 12-24 שעות לאחר פגיעה כולל עייפות, פרווה פרועה, וירידה במשקל של 5-10% (איור 2 א). בתוך 48-72 שעות לאחר פגיעה,...

Watch this Scientific Journal Video about A Non-invasive and Technically Non-intensive Method for Induction and Phenotyping of Experimental Bacterial Pneumonia in Mice at JoVE.com

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

מספר שיטות תוארו בספרות למידול דלקת ריאות חיידקית בעכברים. בזאת, אנו מתארים לא פולשנית, לא יקר, שיטה מהירה גרימת דלקת ריאות באמצעות שאיפה (כלומר, שאיפה) של בידוד חיידקי pipetted לתוך הלוע התחתון. שיטות Downstream להערכה של התגובה החיסונית המולדת ריאתי הם גם מפורטות.

שיטה לא פולשנית הטכנית ללא עתירי עבור אינדוקצית phenotyping של דלקת ריאות חיידקית הניסויית עכברים

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

לא פולשני הדמיה של ביות ליקוציט והגירה 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 ...

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

הכנת Immunogen עכבר יותרת המוח עבור אינדוקציה של Hypophysitis אוטואימונית ניסויית

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

אינדוקציה של Hypophysitis אוטואימוניות הניסויי עכברים SJL

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

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 ...

A Method for Labeling Vasculature in Embryonic Mice

שיטה תיוג vasculature ב עכברים עובריים

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

Non-invasive Imaging of Disseminated Candidiasis in Zebrafish Larvae

הדמיה לא פולשנית של פטרת מופצת הזחלים דג הזברה

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

דימות אופטי לא פולשנית של כלי דם הלימפה של עכבר

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

Non-Invasive Model of Neuropathogenic Escherichia coli Infection in the Neonatal Rat

Non-Invasive Model of Neuropathogenic Escherichia coli Infection in the Neonatal Rat

דגם לא פולשנית של Neuropathogenic<em&gt; Coli Escherichia</em&gt; זיהום בעכברוש הילודים

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

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

אינדוקציה של Murine דלקת מעיים על ידי העברת המאמצת של מפעיל CD4<sup&gt; +</sup&gt; CD45RB<sup&gt; גבוה</sup&gt; תאי T לעכברי immunodeficient

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

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

הדמיה לא פולשנית של התגובה החיסונית המולדת בדגם דג הזברה הזחל של<em&gt; Streptococcus iniae</em&gt; זיהום

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