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

ヤンミン・ワン、グオビン・カン、パラビ・クンドゥがBLTヒト化マウスの生成に協力してくれたことに感謝します。機能ゲノミクスNE-INBRE P20GM103427-14、神経感覚システムCoBRE P30GM110768、フレッド&パメラの機能ゲノミクスネットワークから部分的な支援を受けているUNMCゲノミクスコアファシリティを確認します。バフェット癌センター - P30CA036727、根と根根バイオメイノベーションセンター(CRRI)36-5150-2085-20、およびネブラスカ研究イニシアチブ。ネブラスカ大学リンカーン生命科学別館とスタッフの支援に感謝します。この研究は、国立衛生研究所(NIH)助成金R01AI124804、R21AI122377-01、P30 MH062261-16A1神経エイズ(CHAIN)センターにおける慢性HIV感染と老化、1R01AI111862からQ Liに一部支持されています。 資金提供者は、研究の設計、データ収集と分析、原稿の準備、または出版のための決定に役割を持ちはありませんでした。

ここに記載されているすべての方法は、ネブラスカ大学リンカーン校(UNL)で機関動物ケア研究委員会(IACUC)承認されたプロトコルに従って行われました。UNLのIACUCは、二重hu-マウスを含むhu-BLTマウスの生成および使用に関連する2つのプロトコルを承認した。さらに、UNLの科学研究監視委員会(SROC)は、ヒト胚性幹細胞および胎児組織の使用を承認しており、これはヒト化マウス研究のための先端?...

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	<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. 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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. 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ここで説明するプロトコルは、機能的なヒト免疫系と安定したヒト様腸内微生物叢の両方を特徴とする二重hu-BLTマウスの作成用である。このプロトコルは、GF動物およびグノトバイオティック施設を必要とせずに、他のヒト化または非ヒト化マウスモデルに適合させることができる。ここで説明する方法は比較的単純ですが、二重hu-BLTマウスの作成を成功させるには重要な重要な詳細がいく?...

ヒト化マウス(hu-mice)は、ヘマトポイシス、免疫、癌、自己免疫疾患、感染症1、2、3、4を含むヒトの健康および疾患の多くの側面の研究を変えた ,5,6,7,8,9.これらのhu-マウスは、機能的なヒト免疫系を有し、ヒト特異的病原体に感染することができるというという利点を他のマウスモデルに比べて明確に有する。それにもかかわらず、腸内微生物叢の重要性は、肥満、メタボリックシンドローム、炎症性疾患、および癌10、11、12、および癌のような多くのヒト疾患におけるその役割によって実証されている。 13.粘膜免疫系と腸内微生物叢は、腸および全身恒常性を維持するために相互に調節される。免疫系は腸内微生物叢によって提示される抗原によって形成され、相互に免疫系は、同時腸内細菌を促進し、病原体を排除する上で重要な調節的役割を果たしている14,15,16.しかし、hu-マウスの腸内微生物叢は十分に特徴付けされておらず、マウス腸内微生物叢はヒト17と組成および機能において実質的に異なる。これは、マウスとヒト腸の間の進化的、生理学的、および解剖学的な違い、ならびに食事などの他の重要な要因によるもので、これはhu-mice疾患モデル18の実験結果に影響を与える可能性がある。そこで、マウスのマウスのマウス腸微生物叢の分類を超えて、ヒト免疫系とヒト腸内微生物叢の両方を特徴とする動物モデルが、生体内におけるヒト疾患の複雑な相互作用を研究するために必要とされる。
ヒトの被験者における直接のヒト疾患の研究は、多くの場合、非現実的または非倫理的である。多くの動物モデルは、ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1)のようなヒト病原体の研究に使用できない。非ヒト霊長類モデルは遺伝的に繁殖し、非常に高価であり、多くのヒト病原体の影響を受けにくい。生殖細胞フリー(GF)として誘導され、ヒト様腸内微生物叢で再構成されたマウスは、ヒトの健康および疾患を研究するために広く使用されている19,20。しかし、これらの動物は人間の免疫システムを持っていないし、GF動物と協力するには、専門的な施設、手順、および専門知識が必要です。したがって、腸内微生物叢とヒト免疫系の複雑な関係を研究するために、改善された前臨床モデルが必要である。NODなどのマウスの多くの株。Cg-PrkdcsdIl2rgtm1Wjl/SzJ (NSG)は、GFとして市販されていない。GF動物はまた、微生物21の生着によって完全に逆転しない長期的な免疫欠乏に苦しむことがある。そこで、特定病原体フリー(SPF)条件下で、機能的なヒト免疫系と安定したヒト様腸内微生物叢の両方を特徴とする二重hu-miceを作成した。二重hu-マウスを生成するために、NSGマウスに対して骨髄、肝臓、胸腺ヒト化マウス(hu-BLT)を作成する手術を行った。その後、hu-BLTマウスを広範囲の抗生物質で治療し、健康なヒトドナーサンプルで胎児移植を行った。45匹の二重hu-BLTマウスと4つのヒトfecalドナーサンプルから173のfecalサンプルの細菌性腸内微生物叢を特徴付けた。二重hu-BLTマウスは、移植される個々のヒトドナーサンプルに基づいてユニークな16S rRNA遺伝子プロファイルを有する。重要なことに、移植されたヒト様マイクロバイオームは、移植後14.5週間までの研究期間中、マウスにおいて安定であった。さらに、予測されたメタゲノムは、二重hu-BLTマウスがヒトドナーサンプルに類似したhu-マウスとは異なる予測機能能を有することを示した。

<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>
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		</tr>
		<tr height="21">
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			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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

機能的なヒト免疫系を特徴とするヒト化マウス(hu-mice)は、ヒト病原体および疾患の研究を根本的に変えた。彼らは、人間や他の動物モデルで研究することが困難または不可能である疾患をモデル化するために使用することができます。腸内微生物叢は、人間の健康と病気に深刻な影響を与えることができます。しかし、マウス腸の微生物叢は、ヒトに見られるものとは非常に異なっています。 ヒト腸内微生物叢を生着させた改良された前臨床hu-マウスモデルの必要性がある。そこで、ヒト免疫系と安定したヒト様腸内微生物叢の両方を特徴とする二重hu-マウスを作成しました。うなずく。Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ(NSG)マウスは、免疫不全の高レベルによるヒト化のための最良の動物の一つです。しかしながら、無菌NSGマウス、および他の種々の重要な無菌マウスモデルは、現在市販されていない。さらに、多くの研究設定は、グノトバイオティクス施設へのアクセスを持っていない、とグノトバイオティクス条件下で作業すると、多くの場合、高価で時間がかかることができます。重要なことに、無菌マウスは、微生物の生着後も存在するいくつかの免疫不全を有する。そこで、無菌動物やグノトバイオティクス施設を必要としないプロトコルを開発しました。二重hu-マウスを生成するために、NSGマウスは、骨髄、肝臓、胸腺ヒト化(hu-BLT)マウスを作成するために手術前に放射線で治療した。その後、マウスを広範囲の抗生物質で治療し、既存のマウス腸内微生物叢を枯渇させた。抗生物質治療の後、マウスは、経口ガビジを介して健康なヒトドナーサンプルを用いた胎児移植を与えられた。二重hu-BLTマウスは、移植された個々のヒトドナーサンプルに基づいてユニークな16S rRNA遺伝子プロファイルを有した。重要なことに、移植されたヒト様マイクロバイオームは、移植後14.5週間までの研究期間中、二重hu-BLTマウスにおいて安定であった。

図1は、二重hu-BLTマウスを作成するために使用される方法の概要を示し、NSGマウスに機能的なヒト免疫系および安定なヒト様腸内微生物叢を加えるプロセスを簡単に説明する。図2は、ヒト化BLTマウスからの末梢血のフローサイトメトリー分析の例を示す。.図3は、腸内微生物叢を転写して二重hu-マウスを作成するために使用さ...

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

機能的なヒト免疫系と安定なヒト様腸内微生物叢を特徴とする二重ヒト化BLTマウスを生成する新しい方法について述べた。このプロトコルは、無菌マウスまたはグノトバイオティック施設を必要とせずに従うことができる。

安定したヒト様腸内微生物叢とヒト免疫系を特徴とする二重ヒト化BLTマウスモデル

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

私たちのプロトコルは、ヒトの腸内微生物叢とヒト免疫系の両方を持つマウスを再現的に作成するために使用できるため、重要です。我々は、これらのマウス、二重ヒト化マウスと呼ぶ。二重ヒト化マウスモデルは、ヒト腸内微生物叢とヒト免疫系との生体内関係の研究を含む、基礎的および翻訳的な生物医学研究の両方に使用することができる。この手順のデモンストレーションは、ポスドクの建水張と、私たちの研究室の博士課程の学生であるYilun Changです。肝臓と胸腺組織を左腎カプセルに移植するには、まず、マウスをフードに入れる。手術当日、体重量1グラム当たり12センチグレイで全身致死的な致死性照射でマウスを治療する。適切なレベルの沈下を確認した後、左横側と内側側の周りに各マウスを剃ります。眼用軟膏を動物の目に塗布し、必要に応じて耳札を付けます。3つのシーケンシャルヨウ素と70%イソプロパノールスクラブで皮膚を消毒します。皮膚が準備されたら、鉗子を使用して1〜6ミリメートル立方体のヒト胎児肝臓組織断片をトロカールにロードし、続いて1〜1.6ミリメートル立方体のヒト胎児胸腺組織断片をロードする。鉗子を使用して皮膚を持ち上げ、メスを使って皮膚に小さな縦方向に切り込ませます。カットをマウスの左側の 1.5 ~ 2 センチメートルまで伸ばします。そして、筋肉層を持ち上げるために鉗子を使用してください。はさみを使って筋肉層を縦方向に開き、必要に応じて切り傷を伸ばして腎臓を露出させ、腎臓を取り巻く脂肪組織を優しくつかまえる。メスを使用して、腎臓カプセルの後端で1〜2ミリメートルの切開を行い、腎臓の長い軸に平行な切開部にプリロードされたトロカールをゆっくりと挿入します。腎臓カプセルと腎臓の間の組織を解放し、腎臓と腸を正常な位置に戻す。次に、縫合糸を使用して筋肉層を閉じ、外科用ステープルを使用して皮膚を閉じます。完全な再収限まで監視とオートクレーブミオゾレーターケージにマウスを置きます.手術の6時間後、マウスをヒートランプの下に置き、70%イソプロパノールで尾部を消毒する。PBSの200マイクロリットルで10〜5倍のヒト胎児肝臓組織を1.5〜5倍に10〜5回注入し、動物1匹につき1つの拡張された尾静脈にPBSを1回注入する。その後、穏やかな圧力で出血を停止し、マウスを自宅のケージに戻します。手術後9~12週間、適当なサイズのプラスチック製の櫛の拘束を使用して、1本のヒト化マウスの片足を分離し、分離された脚の内側側に70%イソプロパノールを噴霧する。抗生物質と痛みを和らげる軟膏をコレクションサイトに広げます。90度の角度で保持された25ゲージの針を使用して、サペヌス静脈を穿刺して50〜100マイクロリットルの血液をEDTAコーティングされた採血管に集める。適切な量の血液が得られた場合は、マウスをケージに戻す前に出血を止めるために、無菌のガーゼで部位に圧力をかける。次に、採取した末梢血サンプルを用いて、ヒトCD45、CD3、CD4、CD8、CD8、マウスCD45に対する抗体を用いたフローサイトメトリーによるヒト免疫細胞再構成のレベルを評価する。新鮮な便のサンプルコレクションの場合は、個々のオートクレーブされた紙袋をヒュームフードに入れ、各動物が排便するまで各袋にマウスを1匹入れます。その後、マウスをケージに戻し、滅菌鉗子を使用して各便サンプルをマウスあたり1.5ミリリットルのチューブに移し、マイナス80°Cの貯蔵を行います。14日間の抗生物質治療の終わりに、飲料水をオートクレーブ殺菌水に変更し、マウスを新しいオートクレーブケージに移します。抗生物質の停止後24時間および48時間後、便微小生物移植材料の供給源を適切に解凍し、嫌気性条件下で嫌気室内のサンプルをアリコートした。便移植を行うために、各実験動物に経口ギャバジを介して200マイクロリットルの便微生物叢移植材料を送達し、残りの解凍物をヒト化マウスの毛皮またはケージ寝具に広める。ここでは、手術後10週目のヒト化BLTマウスからの末梢血のフローサイトメトリー解析の例を示す。T細胞とB細胞集団の両方を同定できるほか、CD4およびCD8陽性T細胞もサブセット化することができる。このグラフでは、腸内微生物叢を移して二重ヒト化マウスを作り出すために使用されるヒト便ドナーサンプルの相対的な存在量が観察できる。抗生物質治療によって誘発される脾臓および盲腸へのフェロチの変化は、無菌動物で観察されるのと同様である。代表的な16SリボソームRNAシーケンシングデータの主成分分析プロットは、二重ヒト化マウスがヒトドナーサンプルに特有のヒト様腸内微生物叢を有することを明らかにした。このプロトコルの最も重要な側面は、マウスが健康であり、ヒトの腸内微生物叢を維持することを確実にするために、不要な細菌の導入を制限することです。このモデルは、パーソナライズされた医療を進め、人間の病気が腸内微生物叢にどのような影響を与えるかを見て、他の緩和要因を制御する可能性を秘めています。

Research

JoVE Journal

Biochemistry

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にバインドされた熱安定、発現、精製、およびヒトセロトニントランスポーターの結晶化<em&gt; S</em&gt; - シタロプラム

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

安定同位体のトレースを使用した複雑な細胞のコミュニティのソートされた亜集団で代謝を測定する方法

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

異種タンパク質複合体-DNA相互作用研究のための改変酵母1ハイブリッドシステム

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

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エクソソームおよび人間の血液からの分離を最適化するためにタンパク質の消化が、限外濾過、サイズ排除クロマトグラフィー

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

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

安定炭素・酸素同位体分析の炭酸塩のサンプリングと歯のエナメル質の前処理

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

多量ホモ測定器と無料、フリー、オープン ソースの明るさ解析ソフトウェアを使用しての体外校正無料定量化

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

ペプチド濃縮と質量分析によるタンパク質ユビキチン化部位の検出

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

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