Name: longitudinal follow-up of urinary tract infections and their treatment in mice using bioluminescence imaging
Uploaded: 2021-06-14T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Longitudinal Follow-Up of Urinary Tract Infections and Their Treatment in Mice using Bioluminescence Imaging at JoVE.com

이 작품은 연구 재단의 보조금에 의해 지원되었다 - 플랑드르 (FWO 블라안데렌; G0A6113N, KU 루벤 연구 위원회 (C1-TRPLe; T.V. 및 W.E.) 및 VIB (T.V.에). W.E.는 연구 재단의 수석 임상 연구원입니다 - 플랑드르 (FWO 블라안데렌). 변형 UTI89-럭스는 교수 의 실험실에서 관대 한 선물이었다13.

모든 동물 실험은 유럽 연합 지역 사회 위원회 지침에 따라 수행되었으며 KU Leuven의 동물 윤리위원회 (P158/2018)의 승인을 받았습니다.
1. 배양 박테리아(7,13,14에서적응)
<ol><li>준비<ol>
<li>실험적 요구에 가장 적합한 발광 UPEC 변형을 선택하십시오. 참고: 여기서, 임상 방광염 분리, UTI89(대장균)는인?...

<ol>
	<li>Foxman, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+urinary+tract+infections:+incidence,+morbidity,+and+economic+costs.">Epidemiology of urinary tract infections: incidence, morbidity, and economic costs.</a> American Journal of Medicine. 113 (1), 5-13 (2002).</li><li>O'Brien, V. P., Hannan, T. J., Nielsen, H. V., Hultgren, 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=Drug+and+vaccine+development+for+the+treatment+and+prevention+of+urinary+tract+infections.">Drug and vaccine development for the treatment and prevention of urinary tract infections.</a> Microbiology Spectrum. 4 (1), 1128 (2016).</li><li>Nielubowicz, G. R., Mobley, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Host-pathogen+interactions+in+urinary+tract+infection.">Host-pathogen interactions in urinary tract infection.</a> Nature Reviews Urology. 7 (8), 430-441 (2010).</li><li>Foxman, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+epidemiology+of+urinary+tract+infection.">The epidemiology of urinary tract infection.</a> Nature Reviews Urology. 7 (12), 653-660 (2010).</li><li>Carey, A. 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=Urinary+tract+infection+of+mice+to+model+human+disease:+Practicalities,+implications+and+limitations.">Urinary tract infection of mice to model human disease: Practicalities, implications and limitations.</a> Crititical Reviews in Microbiology. 42 (5), 780-799 (2016).</li><li>Barber, A. E., Norton, J. P., Wiles, T. J., Mulvey, 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=Strengths+and+limitations+of+model+systems+for+the+study+of+urinary+tract+infections+and+related+pathologies.">Strengths and limitations of model systems for the study of urinary tract infections and related pathologies.</a> Microbiology and Molecular Biology Reviews. 80 (2), 351-367 (2016).</li><li>Hung, C. S., Dodson, K. W., Hultgren, 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=A+murine+model+of+urinary+tract+infection.">A murine model of urinary tract infection.</a> Nature Protocols. 4 (8), 1230-1243 (2009).</li><li>Contag, C. 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=Photonic+detection+of+bacterial+pathogens+in+living+hosts.">Photonic detection of bacterial pathogens in living hosts.</a> Molecular Microbiology. 18 (4), 593-603 (1995).</li><li>Contag, P. R., Olomu, I. N., Stevenson, D. K., Contag, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioluminescent+indicators+in+living+mammals.">Bioluminescent indicators in living mammals.</a> Nature Medicine. 4 (2), 245-247 (1998).</li><li>Doyle, T. C., Burns, S. M., Contag, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+bioluminescence+imaging+for+integrated+studies+of+infection.">In vivo bioluminescence imaging for integrated studies of infection.</a> Cellular Microbiology. 6 (4), 303-317 (2004).</li><li>Hutchens, M., Luker, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+bioluminescence+imaging+to+the+study+of+infectious+diseases.">Applications of bioluminescence imaging to the study of infectious diseases.</a> Cellular Microbiology. 9 (10), 2315-2322 (2007).</li><li>Avci, P., 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=In-vivo+monitoring+of+infectious+diseases+in+living+animals+using+bioluminescence+imaging.">In-vivo monitoring of infectious diseases in living animals using bioluminescence imaging.</a> Virulence. 9 (1), 28-63 (2018).</li><li>Balsara, Z. 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=Enhanced+susceptibility+to+urinary+tract+infection+in+the+spinal+cord-injured+host+with+neurogenic+bladder.">Enhanced susceptibility to urinary tract infection in the spinal cord-injured host with neurogenic bladder.</a> Infection and Immunity. 81 (8), 3018-3026 (2013).</li><li>Huang, Y. Y., 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=Antimicrobial+photodynamic+therapy+mediated+by+methylene+blue+and+potassium+iodide+to+treat+urinary+tract+infection+in+a+female+rat+model.">Antimicrobial photodynamic therapy mediated by methylene blue and potassium iodide to treat urinary tract infection in a female rat model.</a> Scientific Reports. 8 (1), 7257 (2018).</li><li>Mulvey, M. A., Schilling, J. D., Hultgren, 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=Establishment+of+a+persistent+Escherichia+coli+reservoir+during+the+acute+phase+of+a+bladder+infection.">Establishment of a persistent Escherichia coli reservoir during the acute phase of a bladder infection.</a> Infection and Immunity. 69 (7), 4572-4579 (2001).</li><li>Hannan, T. J., Hunstad, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+murine+model+for+E.+coli+urinary+tract+infection.">A murine model for E. coli urinary tract infection.</a> Methods in Molecular Biology. 1333, 83-100 (2016).</li><li>Hopkins, W. J., Gendron-Fitzpatrick, A., Balish, E., Uehling, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+course+and+host+responses+to+Escherichia+coli+urinary+tract+infection+in+genetically+distinct+mouse+strains.">Time course and host responses to Escherichia coli urinary tract infection in genetically distinct mouse strains.</a> American Society for Microbiology. 66 (6), 2798 (1998).</li><li>Zhang, Y., 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=Efficacy+of+Nonsteroidal+Anti-inflammatory+Drugs+for+Treatment+of+Uncomplicated+Lower+Urinary+Tract+Infections+in+Women:+A+Meta-analysis.">Efficacy of Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs for Treatment of Uncomplicated Lower Urinary Tract Infections in Women: A Meta-analysis.</a> Infectious Microbes &amp; Diseases. 2 (2), 77-82 (2020).</li><li>Vanherp, 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=Sensitive+bioluminescence+imaging+of+fungal+dissemination+to+the+brain+in+mouse+models+of+cryptococcosis.">Sensitive bioluminescence imaging of fungal dissemination to the brain in mouse models of cryptococcosis.</a> Disease Models &amp; Mechanisms. 12 (6), 039123 (2019).</li><li>Keyaerts, M., Caveliers, V., Lahoutte, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioluminescence+imaging:+looking+beyond+the+light.">Bioluminescence imaging: looking beyond the light.</a> Trends in Molecular Medicine. 18 (3), 164-172 (2012).</li><li>Marques, C. N., Salisbury, V. C., Greenman, J., Bowker, K. E., Nelson, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discrepancy+between+viable+counts+and+light+output+as+viability+measurements,+following+ciprofloxacin+challenge+of+self-bioluminescent+Pseudomonas+aeruginosa+biofilms.">Discrepancy between viable counts and light output as viability measurements, following ciprofloxacin challenge of self-bioluminescent Pseudomonas aeruginosa biofilms.</a> Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 56 (4), 665-671 (2005).</li><li>Vande Velde, G., Kucharikova, S., Van Dijck, P., Himmelreich, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioluminescence+imaging+increases+in+vivo+screening+efficiency+for+antifungal+activity+against+device-associated+Candida+albicans+biofilms.">Bioluminescence imaging increases in vivo screening efficiency for antifungal activity against device-associated Candida albicans biofilms.</a> International Journal of Antimicrobial Agents. 52 (1), 42-51 (2018).</li><li>Oliver, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+findings+on+the+viable+but+nonculturable+state+in+pathogenic+bacteria.">Recent findings on the viable but nonculturable state in pathogenic bacteria.</a> FEMS Microbiology Reviews. 34 (4), 415-425 (2010).</li><li>Kucharikova, S., Van de Velde, G., Himmelreich, U., Van Dijck, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Candida+albicans+biofilm+development+on+medically-relevant+foreign+bodies+in+a+mouse+subcutaneous+model+followed+by+bioluminescence+imaging.">Candida albicans biofilm development on medically-relevant foreign bodies in a mouse subcutaneous model followed by bioluminescence imaging.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (95), e52239 (2015).</li><li>Van de Velde, G., Kucharikova, S., Schrevens, S., Himmelreich, U., Van Dijck, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+non-invasive+monitoring+of+pathogen-host+interactions+during+Candida+albicans+biofilm+formation+using+in+vivo+bioluminescence.">Towards non-invasive monitoring of pathogen-host interactions during Candida albicans biofilm formation using in vivo bioluminescence.</a> Cellular Microbiology. 16 (1), 115-130 (2014).</li></ol>

CFU 수에 비해 BLI의 장점 세로 데이터 미생물 부담을 정량화하기 위해 CFU를 세는 전통적인 방법의 주요 단점은 동물 당 단면 데이터 포인트만 제공하는 사후 조직 균질화의 요구 사항입니다. 반대로 BLI는 감염된 동물의 비침습적 종방향 후속 조치를 가능하게 합니다. 동물은 감염의 역학에 대한 자세한 통찰력을 제공, 하루에 2 ~ 3 번 이미지 할 수 있습니다. 또한 동일한 동?...

요로 감염 (UTI)은 인간에서 가장 흔한 세균 감염 중 하나입니다. 모든 여성의 거의 절반은 일생 동안 증상 UTI를 경험하게 될 것입니다1. 방광에 국한된 감염은 오줌 주파수, 긴급성, 혈뇨증, 요실금 및 고통의 증가와 같은 오줌 현상을 초래할 수 있습니다. 감염이 위요로 올라갈 때, 환자는 불쾌감, 발열, 오한 및 허리 통증으로 열성염을 일으킵니다. 더욱이, UTI를 가진 환자의 최대 20%는 항생감2,3,4의극적인 감소의 결과로 재발성 감염 때문에 손해를 입습니다. 최근 몇 년 동안, 재발성 UTI의 치료 및 예방을위한 새로운 치료에 대한 관심이 증가하고있다. 하부 요로의 선천적이고 적응력있는 면역력과 침략과 식민지화에 필요한 세균성 독성 요인에 대한 더 나은 이해에도 불구하고, 치료 정권의 급진적인 변화는 매일 비뇨기과 연습2로번역되지 않았다. 유로병증과 생체내감수성을 연구하기 위해서는 재현 가능한 비침습적 분석이 필수적입니다.
여러 동물 UTI 모델은 선충에서 영장류에 이르기까지 설명되었지만, 뮤린 모델은 주로5,6을사용한다. 본 모델은 (여성) 마우스의 경도 카테터삽입과 세균현탁액의 후속 주입, 가장 일반적으로 비뇨기과 성 대장균(UPEC), 방광 루멘7로직접 구성된다. 접종 후, 세균부하는 전통적으로 식민지 형성 단위(CFU)를 결정함으로써 정량화되었다. 이 기술은 동물에게 사후 장기 균질화 및 직렬 희석을 얻기 위해 희생하여 데이터 출력과 재현성을 제한해야 합니다. 더욱이, 개별 동물에서 세균 부하의 세로 후속은이 기술을 사용하여 불가능합니다.
1995년, 전염병 외는 살아있는 동물의 질병 과정을 모니터링하기 위해 생물발광성 태그병원균의 사용을제안8, 9. 그 이후, 생물발광 이미징(BLI)은 뇌막염, 내막염, 골수염, 피부 및 연조직 감염 등과 같은 수많은 감염 모델에 적용되어10,11,12. 뮤린 UTI 모델에서는, Photorhabdus 발광으로부터의 완전한 럭스 오페론(luxCDABE)을 사용한 UPEC 균주를 사용할 수 있다13. 효소 반응은 산소의 존재에 감소 된 플라빈 모노 뉴클레오티드와 반응 긴 사슬 알데히드의 산화에 의존하는 세균 성 루시포라에 의해 촉매, 산화 플라빈을 산출, 긴 사슬 지방산과 빛12. 럭스 오페론은 기판의 합성에 필요한 루시파라제 및 기타 효소에 대한 인코딩. 따라서, 모든 대사 활성 박테리아는 외인성기판(12)의주사를 필요로 하지 않고 지속적으로 청록색(490nm) 빛을 방출한다. 럭스태그 박테리아에 의해 방출 광자를 캡처할 수 있는 매우 민감한, 냉각 충전 결합 장치 (CCD) 카메라를 사용 하 여.
UTI모델에서 생물발광성 박테리아를 사용하면 세균 부하의 세로, 비침습적 정량화를 허용하며, CFU 결정에 대한 후속 조치 중 고정 된 시간 지점에서 동물을 희생할 필요성을 생략합니다. 가능성의 넓은 범위에도 불구하고, 다른 분야에서이 BLI 기술의 견고성과 UTI의 고전적인 모델에 비해 장점에 대한 증거를 축적, 그것은 널리 UTI 연구에서 구현되지 않았습니다. 여기에 제시된 프로토콜은 상세한 단계별 가이드를 제공하고 모든 미래 UTI 연구에 BLI의 장점을 강조합니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>96-well Black Flat Bottom Polystyrene Plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3925</td>
			<td>for in vitro imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aesculap ISIS</td>
			<td>Aesculap</td>
			<td>GT421</td>
			<td>hair trimmer, with GT608 cap</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia vaporizer</td>
			<td>Harvard apparatus limited</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.harvardapparatus.com/harvard-apparatus-anesthetic-vaporizers.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Baytril 100 mg/mL</td>
			<td>Bayer</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Enrofloxacin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Insyte Autoguard 24 GA</td>
			<td>BD</td>
			<td>382912</td>
			<td>Yellow angiocatheter, use sterile plastic tip for instillation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57Bl/6J mice</td>
			<td>Janvier</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge 5804R</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>EP022628146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dropsense 16</td>
			<td>Unchained Labs</td>
			<td>Trinean</td>
			<td>to measure OD 600nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Phosphate Buffered Saline, Gibco</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>REF 14040-083</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 70% denaturated 5L</td>
			<td>VWR international</td>
			<td>85825360</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon 14ml Round Bottom Polystyrene Tube, Snap-Cap</td>
			<td>Corning</td>
			<td>352057</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon 50ml cellstart</td>
			<td>Greiner</td>
			<td>227285</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton GASTIGHT syringe, PTFE luer lock, 100 &#181;L</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>26203</td>
			<td>to ensure slow bacterial instillation of 50 &#181;L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inoculation loop</td>
			<td>Roth</td>
			<td>6174.1</td>
			<td>holder: Art. No. 6189.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iso-Vet 1000mg/g</td>
			<td>Dechra Veterinary products</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Isoflurane</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVIS Spectrum In Vivo Imaging System</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>REF 124262</td>
			<td>imaging device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kanamycine solution 50 mg/mL</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>CAS 25389-94-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Living Imaging Software</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>N/A</td>
			<td>BLI acquisition software, version 4.7.3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luria Bertani Broth</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>REF L3022</td>
			<td>alternatively can be made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luria Bertani Broth with agar</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>REF L2897</td>
			<td>alternatively can be made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish Sterilin 90mm</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>101VR20</td>
			<td>to fill with LB agar supplemented with Km</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrex Culture flask 250 mL</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>SLW1141/08-20EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Slide 200 Trinean</td>
			<td>Unchained Labs</td>
			<td>701-2007</td>
			<td>to measure OD 600nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UTI89-lux</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Generous gift from Prof. Seed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>VWR international</td>
			<td>444-1372</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

longitudinal follow-up of urinary tract infections and their treatment in mice using bioluminescence imaging

요로 감염 (UTI) 인간에서 가장 일반적인 세균 성 감염 중 순위 와 정기적으로 경험적 항생제로 치료. 그러나, 미생물 저항증가 때문에, 가장 많이 사용된 항생제의 효험은 쇠퇴했습니다. 대체 치료 옵션을 찾기 위해, UTI 병인및 UTI 감수성을 결정하는 기계장치의 더 나은 이해를 위한 중대한 필요가 있습니다. 동물 모델에서 이를 조사하기 위해, UTI의 과정을 연구하는 재현 가능한 비침습적 분석은 필수적입니다.
수년 동안, 세균 부하의 열거에 대한 금 본위제는 특정 시료 부피에 대한 콜로니 성형 유닛(CFU)의 결정이었다. 이 기술은 사후 장기 균질화 및 직렬 희석을 요구하여 데이터 출력과 재현성을 제한합니다. 대안으로, 생물 발광 화상 진찰 (BLI)는 세균 부하를 결정하기 위하여 인기를 얻고 있습니다. 럭스 오페론을 가진 병원체를 라벨링하면 비침습적 방식으로 민감한 검출 및 정량화를 허용하여 세로 후속 조치를 가능하게 합니다. 지금까지, UTI 연구에서 BLI의 채택은 제한 남아.
이 원고는 마우스 요로 감염 모델에서 BLI의 실제 구현을 설명합니다. 여기에서, 박테리아를 배양하기위한 단계별 가이드, 내장 주입 및 이미징이 제공됩니다. CFU와의 생체 내 상관 관계를 검사하고 항생제 치료 동물과 치료되지 않은 감염된 동물의 세균 부하를 비교하여 개념 증명이 제공됩니다. 또한 생체 내 UTI 모델에서 BLI 구현과 관련된 장점, 제한 및 고려 사항에 대해 논의합니다. UTI 연구 분야에서 BLI의 구현은 크게 UTI의 병인에 대한 연구와 요로 감염을 예방하고 치료하는 새로운 방법의 발견을 용이하게 할 것입니다.

생체 내 BLI는 주입 시 접종시 접종의 CFU와 상관관계가 있습니다. 생체 내 BLI의 검출 한계및 접종의 CFU와의 상관관계를 평가하기 위해, 마우스는 음의 대조군으로서 UTI89-럭스 및 PBS의 상이한 농도에 감염되었다. 주입하기 전에 감염되지 않은 동물을 스캔하여 배경 발광을 결정했습니다. 후속 이미지는 즉시 주입 후(도1A)을얻었...

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Longitudinal Follow-Up of Urinary Tract Infections and Their Treatment in Mice using Bioluminescence Imaging

이 원고는 생물 발광 이미징을 사용하여 세균 부하의 생체 내 분석에서 마우스의 요로 감염을 유도하기 위해 호화 요법 을 가진 비뇨기과 박테리아의 내막 투여를 설명합니다.

요로 감염의 세로 후속 및 생물 발광 이미징을 사용하여 마우스에서의 치료

Urinary tract infections (UTI) rank among the most common bacterial infections in humans and are routinely treated with empirical antibiotics. However, ...

식민지 형성 단위의 열거성은 UTI 분야에서 연구의 재현성을 제한했다. 생물 발광 화상 진찰은 방광 생리학, UTI 병인 및 감수성에 대한 생체 내 UTI 연구에서 진행될 것입니다. 생물 발광 화상 진찰은 감염의 진화에 대한 실시간 통찰력으로 세로 후속을 가능하게합니다.또한 필요한 동물의 수를 크게 줄입니다. 생물 발광 화상 진찰은 인간에서 빈번한 재발성 또는 만성 감염에 대한 연구를 용이하게합니다. 추가적으로, 연구원은 생체 발광 화상 진찰을 사용하여 혈액에 상승하는 감염 또는 보급을 확인할 수 있습니다.카나마이신 황산염으로 보충된 LB 플레이트에 접종 루프를 가진 박테리아의 글리세롤 육수를 줄이고, 섭씨 37도에서 하룻밤을 배양하여 단일 콜로니를 얻습니다. 멸균 14 밀리리터 폴리스티렌 라운드 하단 튜브를 채우고, 이중 위치 스냅 캡과 5 밀리리터의 LB 국물을 가나마이신 황산염으로 보충합니다. 접종 루프가 있는 단일 세균 성 식민지를 선택하고 이를 LB 국물에 추가합니다.10초 동안 소용돌이가 제대로 섞이도록 합니다. 하룻밤 사이에 37도의 오픈 포지션에서 스냅 캡을 정적으로 배양합니다. 인큐베이션 후, 세균 배양의 적절한 균질화를 보장하기 위해 튜브를 10 초 동안 소용돌이.항생제없이 신선한 LB 배지의 25 밀리리터에 세균 현탁액의 25 마이크로 리터를 추가하여 Erlenmeyer에서 하위 문화를 확인합니다. 하룻밤 사이에 에를렌마이어와 문화를 정적으로 닫습니다. 설치 당일, 에를렌마이어의 문화를 50밀리리터 컬처 튜브와 원심분리기에 붓습니다.상류제를 데칭하고 멸균 PBS의 10 밀리리터에서 세균 펠릿을 재중단하십시오. 튜브를 10초 동안 다시 소용돌이시다. 접종의 실험 농도를 선택하고 표준 곡선을 사용하여 600 나노미터에서 해당 OD를 결정합니다.재중단된 세균 배양의 1밀리리터를 멸균 PBS의 9밀리리터에 첨가하고 원하는 OD 600 나노미터에 도달할 때까지 조절한다. 멸균 24 게이지 협경수 끝을 100 마이크로리터 주사기에 장착합니다. 준비된 세균용 용액으로 주사기를 채웁니다.한 동물을 수핀 위치에 있는 작업 표면에 놓고 설치 시 코 콘을 사용하여 안정적인 이소플루란 마취를 유지합니다. 눈 연고를 바하십시오. 완만한 압축을 적용하고 suprapubic 지구에 원형 운동을 함으로써 잔류 소변을 추방한 다음 70%에탄올로 하복부를 청소합니다.카테터 팁을 일반 식염수로 윤활합니다. 검지 손가락을 복부에 비 지배적 인 손에 넣고 부드럽게 위로 밀어 넣습니다. 요도의 카테터라이제이스화를 90도 각도로 수직으로 시작합니다.저항이 발생하면 더 삽입하기 전에 수평으로 기울입니다. 세균 성 접종의 50 마이크로 리터의 느린 설치를 수행합니다. 설치 후 주사기와 카테터를 몇 초 더 제자리에 보관한 다음 천천히 후퇴하여 누출을 방지합니다.실험 그룹당 카테터 1개를 사용하십시오. 동물을 코 콘의 척추 위치에 배치하여 이미징을 준비하고 실험 그룹당 하나의 카테터를 사용하여 이미징을 준비합니다. 필요한 경우 텍스트 원고에 언급 된 바와 같이 항생제 또는 실험 약물을 투여하십시오.BLI 획득 소프트웨어를 열고 이미징 장치의 초기화를 클릭하여 카메라 및 스테이지 컨트롤러 시스템을 테스트하고 충전 결합 장치 카메라를 섭씨 90도까지 냉각합니다. 획득, 자동 저장 To.select 발광 및 사진을 클릭합니다. 여기 필터를 차단 및 방출 필터로 설정하여 기본 발광 설정을 확인하여 열기로 설정합니다.첫 번째 이미지를 촬영할 때 노출 시간을 자동으로 설정합니다. 생체 내 측정 및 밝은 신호의 경우 노출 시간을 약 30초로 설정합니다. 포화 이미지로 인해 경고가 나타나면 노출 시간을 줄입니다.중간 비닝, F/스톱 하나를 선택하고 올바른 FOV를 선택합니다. 마우스를 이미징할 때 피사체 높이를 1센티미터로 설정합니다. 최대 5마일의 이미지를 동시에 사용하고 반사를 방지하기 위해 라이트 배플을 사용하여 동물을 분리합니다.문을 닫고 획득을 클릭하여 이미징 시퀀스를 시작한 다음 실험에 대한 자세한 정보를 입력합니다. 이미징 챔버에서 마우스를 제거하고 케이지로 돌려보냅니다. 마취 후 완전한 회복을 확인한 다음 케이지를 다음 이미징 주기까지 통풍랙으로 되돌리세요.이미징 소프트웨어를 시작하고 찾아보기를 클릭하여 실험 파일을 로드합니다. 도구 팔레트를 사용하여 이미지의 색상 배율을 조정합니다. ROI 도구를 사용하여 이미지에 관심 영역을 그려 전체 영역을 커버할 수 있을 만큼 충분히 크지 않도록 하고 모든 이미지에 동일한 치수를 사용합니다.그런 다음 ROI 측정을 클릭하여 빛의 강도를 정량화합니다. 설치 후 즉시 수득된 마우스의 후속 이미지는 20, 000 콜로니 성형 유닛 이상으로 견고하게 검출가능하고, 생체내 의 접종과 생체 발광의 식민지 형성 단위 사이의 선형 상관관계가 확립되었다는 것을 보여주었다. 요로 감염의 자연적인 진화는 어떤 처리를 수신하지 않은 대조군에서 공부되었습니다.감염 운동학에 대한 항생제 치료의 효과는 항생제 치료 동물의 그룹에서 자세히 시각화되었다. 세균 부하의 즉각적인 감소, 총 광자 플럭스에 의해 측정, Enrofloxacin의 첫 번째 복용량 후 보였다. 치료된 동물 중 어느 것도 세균 부하가 후속으로 증가하지 않았습니다.각 동물의 전체 세균 부하는 통나무의 곡선 아래 영역을 사용하여 총 광자 플럭스를 변형시켜 10일 동안 Enrofloxacin으로 치료된 동물과 치료되지 않은 동물 사이에 상당한 차이를 나타낸다. 이러한 결과는 BLI가 UTI 감염 운동학의 차이를 평가하는 데 사용될 수 있다는 개념증명을 제공합니다. 생물 발광 화상 진찰은 세균 또는 생화확적인 분석을 위한 오줌 견본의 정규 집합과 같은 그밖 방법과 결합될 수 있는 비침습적인 기술입니다 또는 실험을 위해.여기에서 우리는 생물 발광 화상 진찰이 요로 감염의 질병 과정에 새로운 치료 전략을 평가하는 강력한 공구이다는 것을 보여주었습니다.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Transurethral Induction of Mouse Urinary Tract Infection

마우스 요로 감염의 Transurethral 유도

Uropathogenic bacterial strains of interest are grown on agar. Generally, uropathogenic E. coli (UPEC) and other strains can be grown overnight on ...

연구

면역학 및 감염병학

Using Luciferase to Image Bacterial Infections in Mice

마우스의 이미지 세균 감염에 루시페라제를 사용하여

Imaging is a valuable technique that can be used to monitor biological processes.  In particular, the presence of cancer cells, stem cells, specific ...

Bioluminescence Imaging of NADPH Oxidase Activity in Different Animal Models

다른 동물 모델에서 NADPH 산화 효소 활동의 Bioluminescence 영상

NADPH oxidase is a critical enzyme that mediates antibacterial and antifungal host defense. In addition to its role in antimicrobial host defense, NADPH ...

4D Multimodality Imaging of Citrobacter rodentium Infections in Mice

4D Multimodality Imaging of Citrobacter rodentium Infections in Mice

의 4D 좌석 Multimodality 이미징<em&gt; Citrobacter rodentium</em마우스에서&gt; 감염

This protocol outlines the steps required to  longitudinally monitor a bioluminescent bacterial infection using composite 3D diffuse light imaging ...

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

장기 만성<em&gt; 녹농균</em마우스의&gt;기도 감염

A mouse model of chronic airway infection is a key asset in cystic fibrosis (CF) research, although there are a number of concerns regarding the model ...

Bioluminescence Imaging to Detect Late Stage Infection of African Trypanosomiasis

생물 발광 영상은 아프리카 트리파노소마 증의 늦은 단계의 감염을 감지하는

Human African trypanosomiasis (HAT) is a multi-stage disease that manifests in two stages; an early blood stage and a late stage when the parasite invades ...

Urinary Tract Infection in a Small Animal Model: Transurethral Catheterization of Male and Female Mice

작은 동물 모델에서 요로 감염: 남성 및 여성 쥐의 Transurethral 도관 법

Urinary tract infections (UTI) are extremely common worldwide, incurring significant morbidity and healthcare-associated expenses. Small animal models, ...

In Vivo Investigation of Antimicrobial Blue Light Therapy for Multidrug-resistant Acinetobacter baumannii Burn Infections Using Bioluminescence Imaging

In Vivo Investigation of Antimicrobial Blue Light Therapy for Multidrug-resistant Acinetobacter baumannii Burn Infections Using Bioluminescence Imaging

다제 내성 항 감염 블루 라이트 치료의 생체 조사에서 아시네 토 박터 바우 마니는 생물 발광 영상을 사용하여 감염을 굽기

Burn infections continue to be an important cause of morbidity and mortality. The increasing emergence of multidrug-resistant (MDR) bacteria has led to ...

A Multimodal Imaging Approach Based on Micro-CT and Fluorescence Molecular Tomography for Longitudinal Assessment of Bleomycin-Induced Lung Fibrosis in Mice

Multimodal 접근을 이미징 Bleomycin 유도 폐 섬유 증 생쥐에서의 경도 평가 대 한 마이크로-CT와 형광 분자 단층에 따라

Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a fatal lung disease characterized by the progressive and irreversible destruction of lung architecture, which ...

Isolation of Single Intracellular Bacterial Communities Generated from a Murine Model of Urinary Tract Infection for Downstream Single-cell Analysis

다운스트림 단일 세포 분석에 대 한 요로 감염의 Murine 모델에서 생성 된 단일 세포내 세균성 지역 사회의 절연

In this article, we outline a procedure used to isolate individual intracellular bacterial communities from a mouse that has been experimentally infected ...