Name: a double humanized blt-mice model featuring a stable human-like gut microbiome and human immune system
Uploaded: 2019-08-30T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Double Humanized BLT-mice Model Featuring a Stable Human-Like Gut Microbiome and Human Immune System at JoVE.com

We willen Yanmin WAN, Guobin Kang en Pallabi Kundu bedanken voor hun hulp bij het genereren van BLT-gehumaniseerde muizen. We willen de kern faciliteit van UNMC Genomics erkennen die gedeeltelijke ondersteuning krijgt van het Nebraska Research Network in Functional genomics NE-INBRE P20GM103427-14, de moleculaire biologie van Neurosensorische systemen CoBRE P30GM110768, de Fred & Pamela Buffett Cancer Center-P30CA036727, het centrum voor root en Rhizobiome Innovation (CRRI) 36-5150-2085-20, en het Nebraska Research Initiative. We willen de Universiteit van Nebraska-Lincoln Life Sciences Annex en hun medewerkers bedanken voor hun hulp. Deze studie wordt gedeeltelijk ondersteund door de National Institutes of Health (NIH) subsidies R01AI124804, R21AI122377-01, P30 MH062261-16A1 chronische HIV-infectie en veroudering in neuroaids (keten) Center, 1R01AI111862 aan Q Li.  De financiers hadden geen rol in studie ontwerp, gegevensverzameling en-analyse, voorbereiding van het manuscript of besluit voor publicatie.

Alle hier beschreven methoden werden uitgevoerd in overeenstemming met de institutionele Dierenzorg-en onderzoekscommissie (IACUC)-goedgekeurde protocollen aan de Universiteit van Nebraska-Lincoln (UNL). De IACUC bij UNL heeft twee protocollen goedgekeurd die verband houden met het genereren en gebruiken van Hu-BLT-muizen, waaronder Double hu-muizen. Daarnaast heeft het wetenschappelijk onderzoek Toezichtscomité (SROC) bij UNL ook het gebruik van menselijke embryonale stamcellen en foetale weefsels goedgekeurd, die word...

<ol>
	<li>Simpson-Abelson, M. R., 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=Long-term+engraftment+and+expansion+of+tumor-derived+memory+T+cells+following+the+implantation+of+non-disrupted+pieces+of+human+lung+tumor+into+NOD-scid+IL2R+gamma(null)+mice.">Long-term engraftment and expansion of tumor-derived memory T cells following the implantation of non-disrupted pieces of human lung tumor into NOD-scid IL2R gamma(null) mice.</a> Journal of Immunology. 180 (10), 7009-7018 (2008).</li><li>Bankert, R. B., 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=Humanized+Mouse+Model+of+Ovarian+Cancer+Recapitulates+Patient+Solid+Tumor+Progression,+Ascites+Formation,+and+Metastasis.">Humanized Mouse Model of Ovarian Cancer Recapitulates Patient Solid Tumor Progression, Ascites Formation, and Metastasis.</a> PLoS One. 6 (9), (2011).</li><li>Vudattu, N. 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=Humanized+Mice+as+a+Model+for+Aberrant+Responses+in+Human+T+Cell+Immunotherapy.">Humanized Mice as a Model for Aberrant Responses in Human T Cell Immunotherapy.</a> Journal of Immunology. 193 (2), 587-596 (2014).</li><li>Whitfield-Larry, 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=HLA-A2+Matched+Peripheral+Blood+Mononuclear+Cells+From+Type+1+Diabetic+Patients,+but+Not+Nondiabetic+Donors,+Transfer+Insulitis+to+NOD-scid/gamma+c(null)/HLA-A2+Transgenic+Mice+Concurrent+With+the+Expansion+of+Islet-Specific+CD8(+)+T+cells.">HLA-A2 Matched Peripheral Blood Mononuclear Cells From Type 1 Diabetic Patients, but Not Nondiabetic Donors, Transfer Insulitis to NOD-scid/gamma c(null)/HLA-A2 Transgenic Mice Concurrent With the Expansion of Islet-Specific CD8(+) T cells.</a> Diabetes. 60 (6), 1726-1733 (2011).</li><li>Yi, G. 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=A+DNA+Vaccine+Protects+Human+Immune+Cells+against+Zika+Virus+Infection+in+Humanized+Mice.">A DNA Vaccine Protects Human Immune Cells against Zika Virus Infection in Humanized Mice.</a> EBioMedicine. 25, 87-94 (2017).</li><li>Stary, G., 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=A+mucosal+vaccine+against+Chlamydia+trachomatis+generates+two+waves+of+protective+memory+T+cells.">A mucosal vaccine against Chlamydia trachomatis generates two waves of protective memory T cells.</a> Science. 348 (6241), (2015).</li><li>Sun, Z. 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=Intrarectal+transmission,+systemic+infection,+and+CD4(+)+T+cell+depletion+in+humanized+mice+infected+with+HIV-1.">Intrarectal transmission, systemic infection, and CD4(+) T cell depletion in humanized mice infected with HIV-1.</a> Journal of Experimental Medicine. 204 (4), 705-714 (2007).</li><li>Wang, L. X., 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=Humanized-BLT+mouse+model+of+Kaposi's+sarcoma-associated+herpesvirus+infection.">Humanized-BLT mouse model of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus infection.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (8), 3146-3151 (2014).</li><li>Ernst, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Humanized+mice+in+infectious+diseases.">Humanized mice in infectious diseases.</a> Comparative Immunology Microbiology and Infectious Diseases. 49, 29-38 (2016).</li><li>Turnbaugh, P. 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=An+obesity-associated+gut+microbiome+with+increased+capacity+for+energy+harvest.">An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest.</a> Nature. 444 (7122), 1027-1031 (2006).</li><li>Gopalakrishnan, V., 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=Gut+microbiome+modulates+response+to+anti-PD-1+immunotherapy+in+melanoma+patients.">Gut microbiome modulates response to anti-PD-1 immunotherapy in melanoma patients.</a> Science. 359 (6371), 97-103 (2018).</li><li>Routy, B., 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=Gut+microbiome+influences+efficacy+of+PD-1-based+immunotherapy+against+epithelial+tumors.">Gut microbiome influences efficacy of PD-1-based immunotherapy against epithelial tumors.</a> Science. 359 (6371), (2018).</li><li>Clemente, J. C., Manasson, J., Scher, J. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+gut+microbiome+in+systemic+inflammatory+disease.">The role of the gut microbiome in systemic inflammatory disease.</a> Bmj-British Medical Journal. 360, (2018).</li><li>Kau, A. L., Ahern, P. P., Griffin, N. W., Goodman, A. L., Gordon, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+nutrition,+the+gut+microbiome+and+the+immune+system.">Human nutrition, the gut microbiome and the immune system.</a> Nature. 474 (7351), 327-336 (2011).</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><li>Maynard, C. L., Elson, C. O., Hatton, R. D., Weaver, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reciprocal+interactions+of+the+intestinal+microbiota+and+immune+system.">Reciprocal interactions of the intestinal microbiota and immune system.</a> Nature. 489 (7415), 231-241 (2012).</li><li>Xiao, 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=A+catalog+of+the+mouse+gut+metagenome.">A catalog of the mouse gut metagenome.</a> Nature Biotechnology. 33 (10), 1103 (2015).</li><li>Nguyen, T. L. A., Vieira-Silva, S., Liston, A., Raes, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+informative+is+the+mouse+for+human+gut+microbiota+research.">How informative is the mouse for human gut microbiota research.</a> Disease Models &amp; Mechanisms. 8 (1), 1-16 (2015).</li><li>Turnbaugh, P. 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=The+Effect+of+Diet+on+the+Human+Gut+Microbiome:+A+Metagenomic+Analysis+in+Humanized+Gnotobiotic+Mice.">The Effect of Diet on the Human Gut Microbiome: A Metagenomic Analysis in Humanized Gnotobiotic Mice.</a> Science Translational Medicine. 1 (6), (2009).</li><li>Hazenberg, M. P., Bakker, M., Verschoor-Burggraaf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+the+human+intestinal+flora+on+germ-free+mice.">Effects of the human intestinal flora on germ-free mice.</a> Journal of Applied Bacteriology. 50 (1), 95-106 (1981).</li><li>Hansen, C. H. 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=Patterns+of+Early+Gut+Colonization+Shape+Future+Immune+Responses+of+the+Host.">Patterns of Early Gut Colonization Shape Future Immune Responses of the Host.</a> PLoS One. 7 (3), (2012).</li><li>Lan, P., Tonomura, N., Shimizu, A., Wang, S. M., Yang, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstitution+of+a+functional+human+immune+system+in+immunodeficient+mice+through+combined+human+fetal+thymus/liver+and+CD34(+)+cell+transplantation.">Reconstitution of a functional human immune system in immunodeficient mice through combined human fetal thymus/liver and CD34(+) cell transplantation.</a> Blood. 108 (2), 487-492 (2006).</li><li>Li, Q. 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=Early+Initiation+of+Antiretroviral+Therapy+Can+Functionally+Control+Productive+HIV-1+Infection+in+Humanized-BLT+Mice.">Early Initiation of Antiretroviral Therapy Can Functionally Control Productive HIV-1 Infection in Humanized-BLT Mice.</a> Jaids-Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes. 69 (5), 519-527 (2015).</li><li>Brainard, D. 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=Induction+of+Robust+Cellular+and+Humoral+Virus-Specific+Adaptive+Immune+Responses+in+Human+Immunodeficiency+Virus-Infected+Humanized+BLT+Mice.">Induction of Robust Cellular and Humoral Virus-Specific Adaptive Immune Responses in Human Immunodeficiency Virus-Infected Humanized BLT Mice.</a> Journal of Virology. 83 (14), 7305-7321 (2009).</li><li>Greenblatt, M. B., 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=Graft+versus+Host+Disease+in+the+Bone+Marrow,+Liver+and+Thymus+Humanized+Mouse+Model.">Graft versus Host Disease in the Bone Marrow, Liver and Thymus Humanized Mouse Model.</a> PLoS One. 7 (9), (2012).</li><li>Hintze, K. 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=Broad+scope+method+for+creating+humanized+animal+models+for+animal+health+and+disease+research+through+antibiotic+treatment+and+human+fecal+transfer.">Broad scope method for creating humanized animal models for animal health and disease research through antibiotic treatment and human fecal transfer.</a> Gut Microbes. 5 (2), 183-191 (2014).</li><li>Ericsson, A. C., Personett, A. R., Turner, G., Dorfmeyer, R. A., Franklin, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variable+Colonization+after+Reciprocal+Fecal+Microbiota+Transfer+between+Mice+with+Low+and+High+Richness+Microbiota.">Variable Colonization after Reciprocal Fecal Microbiota Transfer between Mice with Low and High Richness Microbiota.</a> Frontiers in Microbiology. 8, 1-13 (2017).</li><li>Ellekilde, 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=Transfer+of+gut+microbiota+from+lean+and+obese+mice+to+antibiotic-treated+mice.">Transfer of gut microbiota from lean and obese mice to antibiotic-treated mice.</a> Scientific Reports. 4, (2014).</li><li>Staley, C., 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=Stable+engraftment+of+human+microbiota+into+mice+with+a+single+oral+gavage+following+antibiotic+conditioning.">Stable engraftment of human microbiota into mice with a single oral gavage following antibiotic conditioning.</a> Microbiome. 5, (2017).</li><li>Zhou, W., Chow, K. H., Fleming, E., Oh, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+colonization+ability+of+human+fecal+microbes+in+different+mouse+gut+environments.">Selective colonization ability of human fecal microbes in different mouse gut environments.</a> ISME J. , (2018).</li><li>Lundberg, R., Toft, M. F., August, B., Hansen, A. K., Hansen, C. H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibiotic-treated+versus+germ-free+rodents+for+microbiota+transplantation+studies.">Antibiotic-treated versus germ-free rodents for microbiota transplantation studies.</a> Gut Microbes. 7 (1), 68-74 (2016).</li><li>Wos-Oxley, 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=Comparative+evaluation+of+establishing+a+human+gut+microbial+community+within+rodent+models.">Comparative evaluation of establishing a human gut microbial community within rodent models.</a> Gut Microbes. 3 (3), 234-249 (2012).</li></ol>

Het protocol dat hier wordt beschreven, is voor de creatie van dubbele hu-BLT-muizen die zowel een functioneel menselijk immuunsysteem als een stabiel mensachtig darmmicrobioom hebben. Dit protocol kan worden aangepast aan andere gehumaniseerde of niet-gehumaniseerde muizen modellen zonder de noodzaak voor GF-dieren en gnotobiotische faciliteiten. Hoewel de hier beschreven methoden relatief eenvoudig zijn, zijn er verschillende kritieke details die belangrijk zijn voor het succesvol maken van dubbele hu-BLT-muizen. NSG-m...

Gehumaniseerde muizen (HU-muizen) hebben de studie van vele aspecten van de gezondheid van de mens en ziekte, met inbegrip van hematopoiese, immuniteit, Cancer, auto-immuunziekte en besmettelijke ziekte1,2,3,4 getransformeerd ,5,6,7,8,9. Deze hu-muizen hebben het duidelijke voordeel ten opzichte van andere muismodellen, omdat ze een functioneel menselijk immuunsysteem hebben en kunnen worden geïnfecteerd met menselijke specifieke pathogenen. Niettemin is het belang van het microbioom van de darmen aangetoond door zijn rol bij veel menselijke ziekten zoals obesitas, metabool syndroom, ontstekingsziekten en kanker10,11,12, 13. Het mucosale immuunsysteem en gut microbiome zijn samengereguleerd om gut en systemische homeostase te behouden. Het immuunsysteem wordt gevormd door antigenen die worden gepresenteerd door het microbioom van de darmen en het immuunsysteem speelt een belangrijke regelgevende rol bij het bevorderen van commensale gut bacteriën en het elimineren van pathogenen14,15, 16. echter, de gut microbiome van Hu-muizen is niet goed gekarakteriseerd en de Murine gut microbiome verschilt aanzienlijk in samenstelling en functie van mensen17. Dit is te wijten aan evolutionaire, fysiologische en anatomische verschillen tussen de Murine en de menselijke darm, evenals andere belangrijke factoren zoals dieet, die de experimentele resultaten van Hu-mice ziekte modellen kunnen beïnvloeden18. Daarom, naast de classificatie van Murine gut microbiome van Hu-muizen, een diermodel met zowel een menselijk immuunsysteem en menselijke gut microbiome is nodig om te bestuderen van de complexe interacties van menselijke ziekte in vivo.
De studie van menselijke ziekten direct in menselijke proefpersonen is vaak onpraktisch of onethisch. Veel diermodellen kunnen niet worden gebruikt om menselijke pathogenen zoals humaan immunodeficiëntie virus type 1 (HIV-1) te bestuderen. Niet-menselijke primaat modellen zijn genetisch gekweekte, erg duur, en zijn niet vatbaar voor veel menselijke pathogenen. Muizen die zijn afgeleid als kiemvrij (GF) en zijn gereconstitueerd met mensachtige gut microbioom zijn op grote schaal gebruikt om de gezondheid van de mens en de ziekte te bestuderen19,20. Deze dieren hebben echter geen menselijk immuunsysteem en het werken met GF-dieren vereist gespecialiseerde faciliteiten, procedures en expertise. Daarom is er behoefte aan verbeterde pre-klinische modellen om de complexe relatie van het microbioom van de darmen en het menselijke immuunsysteem te bestuderen. Vele stammen van muizen, zoals NOD. Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/szj (NSG), zijn niet commercieel beschikbaar als GF. GF-dieren kunnen ook last hebben van langdurige Immuundeficiënties die niet volledig worden omgekeerd door de engraftment van microben21. Daarom creëerden we een dubbele hu-muizen met zowel een functioneel menselijk immuunsysteem als een stabiel mens-achtig darmmicrobioom onder specifieke pathogenen vrije (SPF) condities. Voor het genereren van dubbele hu-muizen, chirurgie werd uitgevoerd op NSG muizen te maken beenmerg, lever, Thymus gehumaniseerd muizen (HU-BLT). De hu-BLT muizen werden vervolgens behandeld met breedspectrum antibiotica en kregen vervolgens fecale transplantaties met een gezond humaan donor monster. We kenmerkten de bacteriële gut microbiome van 173 fecale monsters van 45 dubbele hu-BLT muizen en 4 menselijke fecale donor monsters. Dubbele hu-BLT muizen hebben unieke 16S rRNA genprofielen gebaseerd op het individuele menselijke donor monster dat wordt getransplanteerd. Belangrijk is dat de getransplanteerde mens-achtige microbiome was stabiel in de muizen voor de duur van de studie tot 14,5 weken na transplantatie. Bovendien toonden de voorspelde metagenomes aan dat dubbele hu-BLT-muizen een verschillende voorspelde functionele capaciteit hebben dan hu-muizen die meer lijken op de menselijke donor monsters.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:832px;" width="832">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Animal Feeding Needles 18G</td>
			<td style="width:225px;">Cadence Science</td>
			<td style="width:103px;">9928B</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:337px;">Clidox-s Activator</td>
			<td style="width:225px;">Pharmacal Research Laboratories</td>
			<td style="width:103px;">95120F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:337px;">Clidox-s Base</td>
			<td style="width:225px;">Pharmacal Research Laboratories</td>
			<td style="width:103px;">96125F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">DGM 108 cage rack</td>
			<td style="width:225px;">Techniplast</td>
			<td style="width:103px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:337px;">Flat Brown Grocery Bag 3-5/8&#34;D x 6&#34;W x 11-1/16&#34;L&#160;</td>
			<td style="width:225px;">Grainger</td>
			<td style="width:103px;">12R063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FMT Upper Delivery Microbiota Preparations&#160;</td>
			<td style="width:225px;">OpenBiome</td>
			<td style="width:103px;">FMP30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Grape Kool-Aid</td>
			<td style="width:225px;">Kraft Foods Inc.</td>
			<td style="width:103px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">hCD19-PE/Cy5</td>
			<td style="width:225px;">Biolegend</td>
			<td style="width:103px;">302209</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">hCD3-PE</td>
			<td style="width:225px;">Biolegend</td>
			<td style="width:103px;">300408</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">hCD4-Alexa 700</td>
			<td style="width:225px;">Biolegend</td>
			<td style="width:103px;">300526</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">hCD45-FITC</td>
			<td style="width:225px;">Biolegend</td>
			<td style="width:103px;">304006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">hCD8-APC/Cy7</td>
			<td style="width:225px;">Biolegend</td>
			<td style="width:103px;">301016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Lactate Buffered Ringer&#39;s Solution</td>
			<td style="width:225px;">Boston BioProducts Inc&#160;</td>
			<td style="width:103px;">PY-906-500&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">mCD45-APC</td>
			<td style="width:225px;">Biolegend</td>
			<td style="width:103px;">103111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Microvette 100 K3E</td>
			<td style="width:225px;">Microvette</td>
			<td style="width:103px;">20.1278.100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:337px;">Neosporin First Aid Antibiotic/Pain Relieving Ointment</td>
			<td style="width:225px;">Neosporin</td>
			<td style="width:103px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">NSG mice (NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ)</td>
			<td style="width:225px;">The Jackson Laboratory</td>
			<td style="width:103px;">005557</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">PrecisionGlide 25 G Needle</td>
			<td style="width:225px;">BD</td>
			<td style="width:103px;">305127</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">RS200 X-ray irradiator</td>
			<td style="width:225px;">RAD Source Technologies</td>
			<td style="width:103px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Sealsafe Plus GM500 microisolator cages</td>
			<td style="width:225px;">Techniplast</td>
			<td style="width:103px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Sterile Non-woven Gauze</td>
			<td style="width:225px;">Fisherbrand</td>
			<td style="width:103px;">22-028-558</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Teklad global 16% protein irradiated mouse chow</td>
			<td style="width:225px;">Teklad</td>
			<td style="width:103px;">2916</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a double humanized blt-mice model featuring a stable human-like gut microbiome and human immune system

Gehumaniseerde muizen (HU-muizen) die beschikken over een functioneel menselijk immuunsysteem hebben fundamenteel veranderd de studie van menselijke pathogenen en ziekte. Ze kunnen worden gebruikt om ziektes te modelleren die anders moeilijk of onmogelijk te bestuderen zijn bij mensen of andere diermodellen. Het microbioom van de darmen kan een diepgaande invloed hebben op de menselijke gezondheid en ziekte. Echter, de Murine gut microbiome is heel anders dan die gevonden bij de mens.  Er is behoefte aan verbeterde pre-klinische hu-mice modellen die een geënt menselijke gut microbiome hebben. Daarom hebben we dubbele hu-muizen gemaakt met zowel een menselijk immuunsysteem als een stabiel mensachtig darmmicrobioom. Knik. Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/szj (NSG) muizen zijn een van de beste dieren voor humanisatie als gevolg van hun hoge niveau van immunodeficiëntie. Echter, kiemvrije NSG-muizen, en diverse andere belangrijke kiemen-vrije muizen modellen zijn momenteel niet commercieel beschikbaar. Verder, veel onderzoekinstellingen hebben geen toegang tot Gnotobiotic faciliteiten, en werken onder Gnotobiotic voorwaarden kunnen vaak duur en tijdrovend. Belangrijk, kiemvrije muizen hebben verschillende Immuundeficiënties die bestaan, zelfs na de engraftment van microben. Daarom hebben we een protocol ontwikkeld dat geen kiemvrije dieren of gnotobiotische faciliteiten vereist. Voor het genereren van dubbele hu-muizen, NSG muizen werden behandeld met straling voorafgaand aan de operatie te maken beenmerg, lever, Thymus-gehumaniseerd (HU-BLT) muizen. De muizen werden vervolgens behandeld met breedspectrum antibiotica om de reeds bestaande Murine gut microbiome af te putten. Na behandeling met antibiotica kregen de muizen fecale transplantaties met gezonde menselijke donor monsters via een mond sonde. Dubbele hu-BLT muizen hadden unieke 16S rRNA genprofielen gebaseerd op het individuele menselijke donor monster dat werd getransplanteerd. Belangrijk is dat de getransplanteerde mens-achtige microbiome stabiel was in de dubbele hu-BLT muizen voor de duur van de studie tot 14,5 weken na de transplantatie.

Figuur 1 toont een overzicht van de methoden die worden gebruikt om dubbele hu-blt-muizen te maken en beschrijft kort het proces van het toevoegen van een functioneel menselijk immuunsysteem en een stabiele mens-achtige gut-microbiome aan de NSG-muizen. Figuur 2 toont een voorbeeld van een Flowcytometrie analyse van perifeer bloed van een GEHUMANISEERDE blt-muis 10 weken na de operatie. Figuur 3 toont de relatieve overvloed van de m...

Watch this Scientific Journal Video about A Double Humanized BLT-mice Model Featuring a Stable Human-Like Gut Microbiome and Human Immune System at JoVE.com

A Double Humanized BLT-mice Model Featuring a Stable Human-Like Gut Microbiome and Human Immune System

We beschrijven een nieuwe methode voor het genereren van dubbele gehumaniseerde blt-muizen die een functioneel menselijk immuunsysteem en een stabiel geënt mens-achtige gut microbiome bevatten. Dit protocol kan worden gevolgd zonder de noodzaak van kiemvrije muizen of gnotobiotische faciliteiten.

Een dubbel gehumaniseerd BLT-muizen model met een stabiele mens-achtige gut Microbiome en menselijk immuunsysteem

Humanized mice (hu-mice) that feature a functional human immune system have fundamentally changed the study of human pathogens and disease. They can be ...

Ons protocol is belangrijk, omdat het kan worden gebruikt om reproduceerbaar muizen te maken met zowel een menselijk darmmicrobioom als een menselijk immuunsysteem. We noemen deze muizen, dubbele gehumaniseerde muizen. Het dubbel gehumaniseerde muismodel kan worden gebruikt voor zowel fundamenteel als translationeel biomedisch onderzoek, inclusief de studie van in vivo relaties tussen het menselijke darmmicrobioom en het menselijk immuunsysteem.Het aantonen van de procedure zal Jianshui Zhang, een postdoc, en Yilun Chang, een promovendus uit ons laboratorium. Om de lever en thymus weefsels te implanteren in de linker niercapsule, plaats de muis eerst in een kap. Behandel de muizen op de dag van de operatie met de subletale bestraling van het hele lichaam met een dosis van 12 centigrays per gram lichaamsgewicht.Scheer elke muis rond de linker zijwaartse en mediale kant na bevestiging van een passend niveau van sedatie. Breng oogheelkundige zalf aan op de ogen van het dier en breng indien nodig een oormerk aan. Desinfecteer de huid met drie sequentiële jodium en 70% isopropanol scrubs.Wanneer de huid is voorbereid, gebruik tangen om een tot een-tot-zes millimeter in blokjes menselijk foetale leverweefsel fragment te laden in een trocar, gevolgd door een een-op-1,6 millimeter in blokjes blokjes menselijke foetale thymus weefsel fragment. Gebruik de tangen om de huid op te tillen en gebruik een scalpel om een kleine longitudinale snee in de huid te maken. Breid de snede uit tot 1,5 tot twee centimeter aan de linkerkant van de muis.En gebruik tangen om de spierlaag op te tillen. Gebruik een schaar om de spierlaag in de lengterichting te openen, de snede zo nodig uit te breiden om de nier bloot te stellen en het vetweefsel rond de nier voorzichtig te grijpen. Gebruik een scalpel om een incisie van één tot twee millimeter te maken aan het achterste uiteinde van de niercapsule en steek de voorgeladen trocar langzaam in de incisie parallel aan de lange as van de nier.Laat de weefsels tussen de niercapsule en de nieren, en de terugkeer van de nier en darmen naar hun normale posities. Gebruik vervolgens hechtingen om de spierlaag en chirurgische nietjes te sluiten om de huid te sluiten. Plaats de muis in een autoclaved microisolator kooi met monitoring tot volledige recumbancy.Zes uur na de operatie, plaats de muizen onder een warmtelamp en desinfecteren de staarten met 70%isopropanol. Injecteer 1,5 tot vijf keer 10-tot-de-vijf CD34 positieve menselijke foetale leverweefsel geïsoleerde hemopoietische stamcellen in 200 microliters van PBS in een verwijde staart ader per dier. Stop dan elke bloeding met zachte druk en breng de muizen terug naar hun kooi thuis.Negen tot 12 weken na de operatie, gebruik een geschikt formaat plastic kam terughoudendheid om een been van een gehumaniseerde muis te isoleren, en spray de mediale kant van het geïsoleerde been met 70% isopropanol. Verspreid antibiotica en pijnstillende zalf op de verzamelplaats. Met behulp van een 25-gauge naald gehouden in een hoek van 90 graden, punctie de saphenous ader te verzamelen 50 tot 100 microliter bloed in een EDTA-gecoate bloedafname buis.Wanneer een geschikt volume bloed is verkregen, druk uitoefenen op de site met een steriel stuk gaas om het bloeden te stoppen voordat de muis terug te keren naar zijn kooi. Gebruik vervolgens het verzamelde perifere bloedmonster om het niveau van de menselijke immuuncelconstitutie te beoordelen door stromingscytometrie met behulp van antilichamen tegen menselijke CD45, CD3, CD4, CD8, CD19 en muis CD45. Voor verse fecale monster collectie, plaats individuele autoclaved papieren zakken in een rookkap en plaats een muis in elke zak totdat elk dier poept.Breng de muizen vervolgens terug naar hun kooi en gebruik steriele tangen om elk fecal monster over te brengen in één buis van 1,5 milliliter per muis voor min 80 graden Celsius opslag. Aan het einde van de 14-daagse behandeling met antibiotica, verander het drinkwater in autoclaved gesteriliseerd water, en breng de muizen in een nieuwe autoclaved kooi. 24 en 48 uur na de stopzetting van antibiotica ontdooien goed voorbereide bronnen van fecale microbiota transplantatie materiaal, en aliquot de monsters in een anaerobe kamer onder anaërobe omstandigheden.Om een fecale transplantatie uit te voeren, leveren 200 microliters van fecale microbiota transplantatie materiaal via orale gavage aan elk experimenteel dier, en verspreid alle resterende ontdooid materiaal op de vacht van gehumaniseerde muizen of op de kooi beddengoed. Hier wordt een voorbeeld van flow cytometrieanalyse van perifeer bloed van een gehumaniseerde BLT-muis 10 weken na de operatie getoond. T en B cel populaties kunnen zowel worden geïdentificeerd, evenals CD4 en CD8 positieve T-cellen subsets.In deze grafiek kan de relatieve overvloed van de menselijke fecale donormonsters worden waargenomen die worden gebruikt om een darmmicrobioom over te brengen om dubbele gehumaniseerde muizen te creëren. De fenotypische veranderingen in de milt en cecum veroorzaakt door behandeling met antibiotica is vergelijkbaar met die waargenomen bij kiemvrije dieren. Deze belangrijkste component analyse plot van representatieve 16S ribosomale RNA sequencing gegevens blijkt dat dubbele gehumaniseerde muizen hebben mens-achtige darm microbiomen die uniek zijn voor de menselijke donor monster.Het meest kritieke aspect van dit protocol is het beperken van de introductie van ongewenste bacteriën om ervoor te zorgen dat de muizen gezond blijven en het menselijke darmmicrobioom behouden. Dit model heeft het potentieel om gepersonaliseerde geneeskunde te bevorderen en om ons in staat te stellen te kijken naar hoe de menselijke ziekte het darmmicrobioom beïnvloedt terwijl we andere verzachtende factoren controleren.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Thermostabilization, Expression, Purification, and Crystallization of the Human Serotonin Transporter Bound to S-citalopram

Thermostabilization, Expression, Purification, and Crystallization of the Human Serotonin Transporter Bound to S-citalopram

Thermostabilization, expressie, zuivering en kristallisatie van het Human serotonine transporter Gebonden aan<em&gt; S</em&gt; citalopram

The serotonin transporter is a sodium and chloride-coupled transporter that &#34;pumps&#34; extracellular serotonin into cells. S-citalopram is a drug ...

A Method for Measuring Metabolism in Sorted Subpopulations of Complex Cell Communities Using Stable Isotope Tracing

Een methode voor het meten Metabolisme in gesorteerde subpopulaties van Complex Cell Gemeenschappen Met behulp van stabiele isotoop Tracing

Mammalian cell types exhibit specialized metabolism, and there is ample evidence that various co-existing cell types engage in metabolic cooperation. ...

A Modified Yeast-one Hybrid System for Heteromeric Protein Complex-DNA Interaction Studies

Een gemodificeerd Yeast-One Hybrid System voor Heteromere Proteïne Complex-DNA Interactie Studies

Over the years, the yeast one-hybrid assay has proven to be an important technique for the identification and validation of physical interactions between ...

Protein Digestion, Ultrafiltration, and Size Exclusion Chromatography to Optimize the Isolation of Exosomes from Human Blood Plasma and Serum

Vertering van eiwitten, ultrafiltratie en Size Exclusion Chromatography voor het optimaliseren van het isolement van Exosomes uit menselijk bloed Plasma en Serum

Exosomes, a type of nanovesicle released from all cell types, can be isolated from any bodily fluid. The contents of exosomes, including proteins and ...

Assessing the Viability of a Synthetic Bacterial Consortium on the In Vitro Gut Host-microbe Interface

Assessing the Viability of a Synthetic Bacterial Consortium on the In Vitro Gut Host-microbe Interface

Beoordelen van de levensvatbaarheid van een synthetische bacteriële Consortium op de In Vitro -Interface van het Gut-Host-microbe

The interplay between host and microbiota has been long recognized and extensively described. The mouth is similar to other sections of the ...

Sampling and Pretreatment of Tooth Enamel Carbonate for Stable Carbon and Oxygen Isotope Analysis

Monstername en voorbehandeling van tandglazuur carbonaat voor stabiele koolstof en zuurstof isotoop analyse

Stable carbon and oxygen isotope analysis of human and animal tooth enamel carbonate has been applied in paleodietary, paleoecological, and ...

Calibration-free In Vitro Quantification of Protein Homo-oligomerization Using Commercial Instrumentation and Free, Open Source Brightness Analysis Software

Calibration-free In Vitro Quantification of Protein Homo-oligomerization Using Commercial Instrumentation and Free, Open Source Brightness Analysis Software

Kalibratie-gratis In Vitro kwantificering van eiwit Homo-oligomerisatie met behulp van commerciële instrumentatie en Software van de analyse van de helderheid van gratis, Open Source

Number and brightness is a calibration-free fluorescence fluctuation spectroscopy (FFS) technique for detecting protein homo-oligomerization. It can be ...

Detection of Protein Ubiquitination Sites by Peptide Enrichment and Mass Spectrometry

Detectie van eiwitubiquitinatiesites door peptideverrijking en massaspectrometrie

The posttranslational modification of proteins by the small protein ubiquitin is involved in many cellular events. After tryptic digestion of ...

Untargeted Liquid Chromatography-Mass Spectrometry-Based Metabolomics Analysis of Wheat Grain

Ongerichte vloeibare chromatografie-massaspectrometrie-gebaseerde metabolomics analyse van tarwekorrel

Understanding the interactions between genes, the environment and management in agricultural practice could allow more accurate prediction and management ...

Analysis and Specification of Starch Granule Size Distributions

Analyse en specificatie van zetmeelgranulaatgrootteverdelingen

Starch from all plant sources are made up of granules in a range of sizes and shapes having different occurrence frequencies, i.e., exhibiting a size and ...