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

Wir danken Yanmin Wan, Guobin Kang und Pallabi Kundu für ihre Unterstützung bei der Erzeugung von BLT-humanisierten Mäusen. Wir möchten die UNMC Genomics Core Facility würdigen, die teilweise Unterstützung vom Nebraska Research Network In Functional Genomics NE-INBRE P20GM103427-14, The Molecular Biology of Neurosensory Systems CoBRE P30GM110768, The Fred & Pamela erhält. Buffett Cancer Center - P30CA036727, The Center for Root and Rhizobiome Innovation (CRRI) 36-5150-2085-20, und die Nebraska Research Initiative. Wir danken der University of Nebraska - Lincoln Life Sciences Annex und ihren Mitarbeitern für ihre Unterstützung. Diese Studie wird teilweise von den National Institutes of Health (NIH) Grants R01AI124804, R21AI122377-01, P30 MH062261-16A1 Chronic HIV Infection and Aging in NeuroAIDS (CHAIN) Center, 1R01AI111862 to Q Li unterstützt.  Die Geldgeber spielten keine Rolle bei der Studiengestaltung, Datenerhebung und -analyse, der Erstellung des Manuskripts oder der Entscheidung für die Veröffentlichung.

Alle hier beschriebenen Methoden wurden in Übereinstimmung mit den von Institutional Animal Care and Research Committee (IACUC) genehmigten Protokollen an der Universität Nebraska-Lincoln (UNL) durchgeführt. Die IACUC an der UNL hat zwei Protokolle zur Erzeugung und Verwendung von Hu-BLT-Mäusen genehmigt, darunter Doppel-Hu-Mäuse. Darüber hinaus hat das Scientific Research Oversight Committee (SROC) an der UNL auch die Verwendung menschlicher embryonaler Stammzellen und fetaler Gewebe genehmigt, die aus der Advance...

<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>

Das hier beschriebene Protokoll ist für die Schaffung von doppelhu-BLT-Mäusen, die sowohl ein funktionelles menschliches Immunsystem als auch ein stabiles menschenähnliches Darmmikrobiom aufweisen. Dieses Protokoll kann an andere humanisierte oder nicht-humanisierte Mäusemodelle angepasst werden, ohne dass GF-Tiere und gnotobiotische Einrichtungen benötigt werden. Während die hier beschriebenen Methoden relativ einfach sind, gibt es einige kritische Details, die für die erfolgreiche Erstellung von Doppelhu-BLT-Mä...

Humanisierte Mäuse (Hu-Mäuse) haben die Untersuchung vieler Aspekte der menschlichen Gesundheit und Krankheit verändert, einschließlich Hämatopoese, Immunität, Krebs, Autoimmunerkrankung und Infektionskrankheit1,2,3,4 ,5,6,7,8,9. Diese Hu-Mäuse haben den deutlichen Vorteil gegenüber anderen Mausmodellen, da sie ein funktionelles menschliches Immunsystem haben und mit humanspezifischen Krankheitserregern infiziert werden können. Dennoch hat sich die Bedeutung des Darmmikrobioms durch seine Rolle bei vielen menschlichen Krankheiten wie Fettleibigkeit, metabolischem Syndrom, entzündlichen Erkrankungen und Krebs10,11,12, 13. Das Schleimhaut-Immunsystem und Das Darmmikrobiom sind wechselseitig reguliert, um Darm und systemische Homöostase aufrechtzuerhalten. Das Immunsystem wird durch Antigene des Darmmikrobioms geformt und umgekehrt spielt das Immunsystem eine wichtige regulatorische Rolle bei der Förderung von darmen Darmbakterien und der Eliminierung von Krankheitserregern14,15, 16. Allerdings ist das Darmmikrobiom von Hu-Mäusen nicht gut charakterisiert und das murine Darmmikrobiom unterscheidet sich in Zusammensetzung und Funktion wesentlich von Menschen17. Dies ist auf evolutionäre, physiologische und anatomische Unterschiede zwischen dem murinen und menschlichen Darm sowie andere wichtige Faktoren wie Ernährung zurückzuführen, die die experimentellen Ergebnisse der Hu-Mäuse-Krankheitsmodelle beeinflussen können18. Daher wird über die Klassifizierung des murinen Darmmikrobioms von Hu-Mäusen hinaus ein Tiermodell benötigt, das sowohl ein menschliches Immunsystem als auch ein menschliches Darmmikrobiom zeigt, um die komplexen Wechselwirkungen menschlicher Krankheiten in vivo zu untersuchen.
Das Studium menschlicher Krankheiten direkt beim Menschen ist oft unpraktisch oder unethisch. Viele Tiermodelle können nicht zur Untersuchung menschlicher Krankheitserreger wie dem humanen Immundefizienzvirus Typ 1 (HIV-1) verwendet werden. Nichtmenschliche Primatenmodelle sind genetisch ausgezüchtet, sehr teuer und nicht anfällig für viele menschliche Krankheitserreger. Mäuse, die als keimfrei (GF) abgeleitet und mit menschenähnlichen Darmmikrobiomen rekonstituiert wurden, wurden weit verbreitet verwendet, um die menschliche Gesundheit und Krankheit zu studieren19,20. Diese Tiere haben jedoch kein menschliches Immunsystem und die Arbeit mit GF-Tieren erfordert spezielle Einrichtungen, Verfahren und Fachwissen. Daher ist es notwendig, verbesserte präklinische Modelle zu studieren, um die komplexe Beziehung des Darmmikrobioms und des menschlichen Immunsystems zu untersuchen. Viele Stämme von Mäusen, wie NOD. Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ (NSG) sind nicht als GF erhältlich. GF-Tiere können auch an langanhaltenden Immunschwächen leiden, die durch die Transplantation von Mikroben nicht vollständig umgekehrt werden21. Daher haben wir eine doppelhu-Mäuse mit einem funktionellen menschlichen Immunsystem und stabilem menschenähnlichen Darmmikrobiom unter spezifischen pathogenfreien (SPF) Bedingungen entwickelt. Um Doppel-Hu-Mäuse zu erzeugen, wurde an NSG-Mäusen operiert, um Knochenmark, Leber, Thymus humanisierte Mäuse (hu-BLT) zu erzeugen. Die hu-BLT-Mäuse wurden dann mit Breitspektrum-Antibiotika behandelt und dann mit einer gesunden menschlichen Spenderprobe fäkal transplantiert. Wir charakterisierten das bakterielle Darmmikrobiom von 173 Fäkalienproben von 45 doppelhu-BLT-Mäusen und 4 menschlichen Fäkalien-Spenderproben. Doppel-Hu-BLT-Mäuse haben einzigartige 16S rRNA-Genprofile, die auf der einzelnen menschlichen Spenderprobe basieren, die transplantiert wird. Wichtig ist, dass das transplantierte menschenähnliche Mikrobiom bei den Mäusen für die Dauer der Studie bis zu 14,5 Wochen nach der Transplantation stabil war. Darüber hinaus zeigten die vorhergesagten Metagenome, dass Doppel-Hu-BLT-Mäuse eine andere vorhergesagte funktionelle Kapazität haben als Hu-Mäuse, die den menschlichen Spenderproben ähnlicher sind.

<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

Humanisierte Mäuse (Hu-Mäuse), die über ein funktionelles menschliches Immunsystem verfügen, haben die Untersuchung menschlicher Krankheitserreger und Krankheiten grundlegend verändert. Sie können verwendet werden, um Krankheiten zu modellieren, die sonst schwierig oder unmöglich sind, bei Menschen oder anderen Tiermodellen zu studieren. Das Darmmikrobiom kann einen tiefgreifenden Einfluss auf die menschliche Gesundheit und Krankheit haben. Jedoch, das murine Darmmikrobiom ist sehr anders als das beim Menschen gefunden.  Es besteht Bedarf an verbesserten präklinischen Hu-Mäuse-Modellen, die ein transplantiertes menschliches Darmmikrobiom haben. Daher haben wir Doppel-Hu-Mäuse entwickelt, die sowohl ein menschliches Immunsystem als auch ein stabiles menschenähnliches Darmmikrobiom aufweisen. nicken. Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ (NSG) Mäuse sind aufgrund ihrer hohen Immunschwäche eines der besten Tiere für die Humanisierung. Keimfreie NSG-Mäuse und verschiedene andere wichtige keimfreie Mäusemodelle sind derzeit jedoch nicht kommerziell erhältlich. Darüber hinaus haben viele Forschungsumgebungen keinen Zugang zu gnotobiotischen Einrichtungen, und die Arbeit unter gnotobiotischen Bedingungen kann oft teuer und zeitaufwändig sein. Wichtig ist, dass keimfreie Mäuse mehrere Immunschwächen haben, die auch nach der Transplantation von Mikroben bestehen. Deshalb haben wir ein Protokoll entwickelt, das keine keimfreien Tiere oder gnotobiotischen Einrichtungen erfordert. Um Doppel-Hu-Mäuse zu erzeugen, wurden NSG-Mäuse vor der Operation mit Strahlung behandelt, um Knochenmark-, Leber-, Thymus-humanisierte (hu-BLT) Mäuse zu erzeugen. Die Mäuse wurden dann mit Breitspektrum-Antibiotika behandelt, um das bereits vorhandene murine Darmmikrobiom zu erschöpfen. Nach einer Antibiotika-Behandlung erhielten die Mäuse Fäkaltransplantationen mit gesunden menschlichen Spenderproben per oraler Gavage. Doppel-Hu-BLT-Mäuse hatten einzigartige 16S rRNA-Genprofile, die auf der einzelnen menschlichen Spenderprobe basierten, die transplantiert wurde. Wichtig ist, dass das transplantierte menschenähnliche Mikrobiom in den doppelhu-BLT-Mäusen für die Dauer der Studie bis zu 14,5 Wochen nach der Transplantation stabil war.

Abbildung 1 zeigt einen Überblick über die Methoden zur Herstellung von Doppel-Hu-BLT-Mäusen und beschreibt kurz den Prozess der Zugabe eines funktionellen menschlichen Immunsystems und eines stabilen menschenähnlichen Darmmikrobioms zu den NSG-Mäusen. Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für die Analyse der Durchflusszytometrie von peripherem Blut aus einer humanisierten BLT-Maus 10 Wochen nach der Operation. Abbildung 3 zeigt die ...

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

Wir beschreiben eine neuartige Methode zur Erzeugung doppelt humanisierter BLT-Mäuse, die über ein funktionelles menschliches Immunsystem und ein stabiles transplantiertes menschenähnliches Darmmikrobiom verfügen. Dieses Protokoll kann ohne keimfreie Mäuse oder gnotobiotische Einrichtungen befolgt werden.

Ein doppelt humanisiertes BLT-Mäuse-Modell mit einem stabilen humanähnlichen Gut-Mikrobiom und menschlichem Immunsystem

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

Unser Protokoll ist von Bedeutung, da es verwendet werden kann, um Mäuse mit einem menschlichen Darmmikrobiom und einem menschlichen Immunsystem reproduzierbar zu erstellen. Wir nennen diese Mäuse doppelt humanisierte Mäuse. Das doppelhumanisierte Mausmodell kann sowohl für die grundlegende als auch für die translationale biomedizinische Forschung verwendet werden, einschließlich der Untersuchung von In-vivo-Beziehungen zwischen dem menschlichen Darmmikrobiom und dem menschlichen Immunsystem.Demonstriert wird das Verfahren von Jianshui Zhang, einem Postdoc, und Yilun Chang, einem Doktoranden aus unserem Labor. Um leber- und Thymusgewebe in die linke Nierenkapsel zu implantieren, legen Sie zuerst die Maus in eine Kapuze. Behandeln Sie die Mäuse am Tag der Operation mit einer subletalen Bestrahlung des Ganzen Körpers mit einer Dosis von 12 Centigrays pro Gramm Körpergewicht.Rasieren Sie jede Maus um die linke seitliche und mediale Seite, nachdem Sie eine entsprechende Sedierung sedierung sediert haben. Tragen Sie die ophthalmologische Salbe auf die Augen des Tieres auf und tragen Sie bei Bedarf eine Ohrmarke auf. Desinfizieren Sie die Haut mit drei aufeinanderfolgenden Jod- und 70%Isopropanolpeelings.Wenn die Haut vorbereitet wurde, verwenden Sie Zangen, um ein bis sechs Millimeter gewürfeltes menschliches fetales Lebergewebefragment in einen Trokar zu laden, gefolgt von einem ein- bis 1,6 Millimeter gewürfelten menschlichen fetalen Thymus-Gewebefragment. Verwenden Sie die Zange, um die Haut zu heben, und verwenden Sie ein Skalpell, um eine kleine Längsschnitt in die Haut zu machen. Erweitern Sie den Schnitt auf 1,5 bis zwei Zentimeter auf der linken Seite der Maus.Und verwenden Sie Zangen, um die Muskelschicht zu heben. Verwenden Sie eine Schere, um die Muskelschicht längs zu öffnen, den Schnitt nach Bedarf zu verlängern, um die Niere freizulegen, und greifen Sie vorsichtig das Fettgewebe, das die Niere umgibt. Verwenden Sie ein Skalpell, um einen Ein- bis zwei Millimeter Schnitt am hinteren Ende der Nierenkapsel zu machen und setzen Sie den vorbelasteten Trokar langsam parallel zur langen Achse der Niere in den Schnitt ein.Lassen Sie das Gewebe zwischen Nierenkapsel und Niere frei und bringen Sie die Niere und den Darm in ihre normale Position zurück. Verwenden Sie dann Nähte, um die Muskelschicht und chirurgische Klammern zu schließen, um die Haut zu schließen. Legen Sie die Maus in einen autoklavierten Mikroisolatorkäfig mit Überwachung bis zur vollen Recumbumanz.Sechs Stunden nach der Operation die Mäuse unter eine Wärmelampe stellen und die Schwänze mit 70% Isopropanol desinfizieren. Injizieren Sie 1,5 bis fünf Mal 10-zu-die-fünf CD34-positive menschliche fetale Lebergewebe isoliert hämopoetischen Stammzellen in 200 Mikroliter PBS in eine erweiterte Schwanzvene pro Tier. Dann stoppen Sie alle Blutungen mit sanftem Druck und bringen Sie die Mäuse in ihren heimischen Käfig zurück.Neun bis 12 Wochen nach der Operation verwenden Sie eine entsprechend große Kunststoffkamm-Rückhalteeinrichtung, um ein Bein einer humanisierten Maus zu isolieren, und sprühen Sie die mediale Seite des isolierten Beins mit 70% Isopropanol. Verbreiten Sie Antibiotika und schmerzlindernde Salbe auf die Sammelstelle. Mit einer 25-Spur-Nadel in einem 90-Grad-Winkel, punktieren Sie die saphenous Vene, um 50 bis 100 Mikroliter Blut in einem EDTA-beschichteten Blutentnahmeröhrchen zu sammeln.Wenn ein geeignetes Blutvolumen erhalten wurde, drucke mit einem sterilen Stück Gaze auf die Stelle, um die Blutung zu stoppen, bevor die Maus in ihren Käfig zurückgebracht wird. Verwenden Sie dann die gesammelte periphere Blutprobe, um den Grad der rekonstitution der menschlichen Immunzellen durch Durchflusszytometrie mit Antikörpern gegen menschliche CD45, CD3, CD4, CD8, CD19 und Maus-CD45 zu bewerten. Für die frische Fäkalienprobensammlung legen Sie einzelne autoklavierte Papiertüten in eine Dunstabzugshaube und legen Sie eine Maus in jede Tasche, bis jedes Tier entfände.Dann kehren Sie die Mäuse in ihren Käfig zurück und verwenden Sie sterile Zangen, um jede Fäkalienprobe in eine 1,5-Milliliter-Röhre pro Maus für minus 80 Grad Celsius Lagerung zu übertragen. Am Ende der 14-tägigen Antibiotikabehandlung das Trinkwasser in autoklavisiertes sterilisiertes Wasser umstellen und die Mäuse in einen neuen autoklaven Käfig geben. 24 und 48 Stunden nach Beendigung der Antibiotika tauen ordnungsgemäß vorbereitete Quellen von fäkalem Mikrobiota-Transplantationsmaterial auf und aliquotieren die Proben in einer anaeroben Kammer unter anaeroben Bedingungen.Um eine Fäkaltransplantation durchzuführen, liefern Sie 200 Mikroliter fäkales Mikrobiota-Transplantationsmaterial per Oral-Gavage an jedes Versuchstier und verteilen Sie das verbleibende aufgetaute Material auf dem Fell von humanisierten Mäusen oder auf die Käfigbetten. Hier wird ein Beispiel für die Durchflusszytometrieanalyse von peripherem Blut aus einer humanisierten BLT-Maus 10 Wochen nach der Operation gezeigt. T- und B-Zellpopulationen können sowohl identifiziert als auch CD4- und CD8-positive T-Zellen-Teilmengen identifiziert werden.In diesem Diagramm kann die relative Häufigkeit der menschlichen Fäkalienspenderproben beobachtet werden, die verwendet werden, um ein Darmmikrobiom zu übertragen, um doppelt humanisierte Mäuse zu erstellen. Die phänotytypischen Veränderungen der Milz und des Cecums, die durch antibiotika-Behandlung induziert werden, ähneln denen, die bei keimfreien Tieren beobachtet werden. Diese Hauptkomponentenanalyse-Diagramm der repräsentativen 16S ribosomale RNA-Sequenzierung Daten zeigt, dass doppel humanisierte Mäuse haben humanähnliche Darmmikrobiome, die einzigartig für die menschliche Spenderprobe sind.Der kritischste Aspekt dieses Protokolls ist es, die Einführung unerwünschter Bakterien zu begrenzen, um sicherzustellen, dass die Mäuse gesund bleiben und das menschliche Darmmikrobiom erhalten. Dieses Modell hat das Potenzial, die personalisierte Medizin voranzubringen und uns zu ermöglichen, zu sehen, wie menschliche Krankheiten das Darmmikrobiom beeinflussen, während wir andere mildernde Faktoren kontrollieren.

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, Expression, Reinigung und Kristallisation des menschlichen Serotonin-Transporter-Bound<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 ...

Forschung

Biochemie

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

Ein Verfahren zur Messung des Metabolismus in sortierter Subpopulationen von komplexen Zell Gemeinschaften Verwendung stabiler Isotopen-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

Ein modifiziertes Hefe-ein-Hybrid-System für Heteromere Protein-Komplex-DNA-Interaktionsstudien

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

Proteinverdauung, Ultrafiltration und Größe Ausgrenzung Chromatographie, die Isolation der Exosomen aus menschlichem Blutplasma und Serum zu optimieren

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

Beurteilung der Lebensfähigkeit eines synthetischen bakterielle Konsortiums auf der In-vitro- Darm Host-Mikrobe Oberfläche

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

Probenahme und Vorbehandlung des Zahnschmelzes Carbonat für stabile Kohlenstoff und Sauerstoff-Isotopen-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

Kalibrierung-kostenlose In-vitro- Quantifizierung von Protein Homo-Oligomerisierung mit kommerziellen Instrumentierung und kostenlose Open Source-Helligkeit-Analyse-Software

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

Nachweis von Protein-Ubiquitinationsstellen durch Peptidanreicherung und Massenspektrometrie

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

Ungezielte Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie-basierte Metabolomik-Analyse von Weizengetreide

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 und Spezifikation von Stärkegranulatgrößenverteilungen

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 ...