一个协议,由细菌病原体入侵宿主细胞的研究一般,注重<em>金黄色葡萄球菌</em>和人类内皮细胞。
在这里,我们将描述我们如何研究细菌病原体的金黄色葡萄球菌的人类内皮细胞的入侵。一般的协议,可以适用于几乎任何可培养细菌的细胞侵袭的研究。可以研究在哪些具体方面的入侵阶段,如对肌动蛋白重排或小窝的作用,将突出显示。宿主细胞是生长在烧瓶中,并准备使用时,种子Thermanox盖玻片的24孔板。使用盖玻片允许随后从井的细胞去除,以减少血清蛋白沉积到井( 金黄色葡萄球菌会附上)双方的干扰。细菌生长所需的密度和清洗,以消除任何分泌蛋白(如毒素)。与融合的内皮细胞层的盖玻片被转移到新的24孔板中,含有新鲜培养液中的细菌除了前。细菌和细胞培养在5%的CO 2一起,所需的时间,金额在37 ° C 。为S.这个金黄色葡萄球菌通常是15-90分钟之间。 Thermanox盖玻片从每口井,并浸在PBS洗去独立的细菌。如果相关的细菌总数(壁和内在)予以量化,盖玻片,然后放置在一个新鲜的以及含有0.5%的Triton X – 100的PBS中。轻柔吹打,导致完整的细胞裂解和细菌连续稀释和电镀列举到琼脂。如果细菌侵入细胞的数量是必要的,盖玻片添加到井含500μL组织培养基辅以庆大霉素和孵化,持续1小时,这将杀死所有外部的细菌。然后可以洗盖玻片,细胞裂解和细菌列举到琼脂电镀如上所述。如果实验需要直接可视化,盖玻片,可以固定和染色光,荧光或共聚焦显微镜或电子显微镜的准备。
我们所描述的实验是基于对庆大霉素保护法,已广泛用于研究细菌的宿主细胞的入侵。在早期的研究中利用宿主细胞的入侵细菌 4-8庆大霉素等抗生素杀死细胞内的细菌无法观测。 24,48甚至96孔板的使用,可以生成大量定量,在很短的时间内,在相对较低的成本的重复性数据。该检测也有吸引力,因为它不需要专门设备,它可以根据工作与各种细菌和细胞,可用于研究9入侵细菌和宿主细胞的过程中的作用。事实上,自从最早的实验,庆大霉素保护法已被广泛采用的措施,通过一系列不同的细菌或细菌 10,11甚至组合的宿主细胞浸润。虽然核心原则的方法相同,许多微妙的变化已有报道。在这篇文章中,我们已经描述了我们的版本,并表示,修改可能对其他细菌或宿主细胞所必需的。当设计一个实验来测量使用这种方法也有一些重要的点要考虑的宿主细胞的入侵:
细菌对庆大霉素的敏感性,这可能似乎是显而易见的的,但重要的是要确保正在研究细菌容易对庆大霉素的浓度,温度,并在要使用的持续时间。在不敏感的情况下,它可能会使用其他抗生素 5 。另一种方法,可以用裂解酶(溶葡球菌酶,溶菌酶,mutanolysin)12。
培育和接种时首次执行这个实验中,重要的是要建立的孵育时间和要使用的细菌接种。因此,最初的实验研究随着时间的推移都粘附和侵袭(5分钟到最多6小时)。同样重要的是,以评估如何入侵是感染的多重影响(教学语言;每个细胞中的细菌数)。一般情况下,最好使用最少数量的细菌可能,因为这将减少培养细胞的损害。如果延长的潜伏期或大菌剂使用9,13株之间的重要区别,可能会错过。
细胞损伤。重要的是洗的细菌,在使用前。然而,细胞损伤并不局限于产毒。细菌的侵袭,诱导细胞凋亡和破坏正常的细胞功能都可以引起细胞损伤。这可能会导致庆大霉素渗透进入细胞,造成内在的细菌和给人的印象,入侵并没有发生 14 。
孵化条件。培养基的温度和组成可以有一个入侵的重大影响。例如,由化脓性链球菌的侵袭HeLa细胞依赖的可溶性纤维连接蛋白的存在,这通常是在血清15。另一个要考虑的是在培养液中的细菌生长,在实验的过程中。
文化和细胞内细菌的定量 。虽然TX – 100可能不会杀死细胞内的细菌,它可能会抑制其生长。因此,重要的是要检查固体介质中存在的洗涤剂的细菌复制。凡影响,它可能会使用低浓度的洗涤剂,或使用替代,如皂甙。在结晶紫染色和显微镜检测庆大霉素保护法的一个好处是,它是劳动力密集型少,并允许内在细菌亚群的检测和分化。例如,第金黄色葡萄球菌能产生正常殖民地类型(NCT)或小殖民地变种(SCV)16,这将不个别细菌细胞的显微镜不同。结晶紫染色和显微镜检测对庆大霉素保护法的一个好处是可以和细胞内的细菌进入一个“可行的,但非可培养”的状态将被检测的17个,占的细胞聚集。
研究细菌的入侵宿主细胞的过程中的作用。许多研究都采用主机细胞的功能,如细胞松弛素D,这与肌动蛋白重排干扰抑制剂。这种研究也可以包括抗体,18个特定的基因敲除的靶细胞表面的受体和siRNA。这是非常重要的,以确保这些治疗不影响培养细胞的生存能力或附件或对细菌的毒性作用。
未来的方向:
ontent“>由于这种检测通常是在执行多孔细胞培养板,理论上是可能的,以使其适应高通量筛选操作,这可能涉及审查潜在的细胞功能抑制剂库,抗感染药或的或者设计目标细胞内细菌的抗生素。,这种做法可以用来筛选突变体库,以确定参与黏附,侵袭或内生存的基因,在某些情况下它可能是可取的,包括剪切力的模型系统(流动),例如建模时内皮,更加紧密地模拟体内环境中的电流在流动细胞和微流体细胞培养系统的设计和制造的进步提供在宿主病原体模型纳入剪切力的用人庆大霉素保护法的可能性。总之,这里所描述的协议是基于多年来使用的类似的方法。它广泛适用于多种类型的培养细胞和细菌种类,并能产生大量数据的快速和相对较少的成本。
The authors have nothing to disclose.
这项工作是由威康信托基金会(WT 0795880)。
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
DMEM | Invitrogen | 31885-023 | ||
Brain heart infusion | BioChemika | 53286 | ||
Foetal bovine serum | Invitrogen | 10091-148 | ||
HUVECs | Lonza | CC-2519 | ||
Endothelial basal medium | Lonza | CC-3121 | ||
Bovine brain extract (including heparin) | Lonza | CC-4092 | ||
Human endothelial growth factor | Lonza | CC-4017C | ||
Hydrocortisone | Lonza | CC-4035C | ||
GA-1000 | Lonza | CC-4092C | ||
Gentamicin | Invitrogen | 15710 | ||
Lysostaphin | AMBI | LSPN-50 | ||
Thermanox coverslips | Thermo Fisher | TKT-210-330P | ||
Triton X-100 | Sigma | T8787 | ||
Cytopath | TCS Biosciences | HC8595 | ||
Crystal violet | Sigma | C3886 | ||
Trypsin-EDTA | Sigma | T4049 | ||
T75 flasks | Thermo Fisher | 430641 | ||
Cytochalasin D | Sigma | C2618 | ||
Methyl-B-cyclodextrin | Sigma | 332615 |