脑膜炎奈瑟氏菌是感染血管人类特定的病原体。在这个协议中人类微血管被移植人体皮肤上免疫功能低下小鼠引入鼠标。菌粘附到广泛的人类血管,导致紫癜皮疹通常在人类病例观察到的血管损伤和发育。
脑膜炎奈瑟菌引起严重的,常常是致命的败血症,当它进入人体血液流。感染导致的导致血管渗漏,紫癜皮疹和最终组织坏死的发展血管大面积损坏。研究这种感染的发病机制先前被人类特异性的细菌,这使得在体内模型难以限制。在这个协议中,我们描述了一种人源化模型用于这种感染在其中人体皮肤,含真皮微血管,接枝到免疫缺陷小鼠。这些血管吻合用鼠标血液循环,同时保持自己的人性化特点。一旦引入这种模式,N。脑膜炎奈瑟氏菌粘附只对人血管,导致广泛的血管损伤,炎症和紫癜皮疹的在某些情况下的开发。该协议描述了小说的嫁接,感染和评估步骤此模型N的XT 脑膜炎双球菌感染。该技术可以被应用到感染的血液流众多人的具体病原体。
脑膜炎双球菌败血症是一种常见的致命性血液生感染引起的细菌病原体脑膜炎奈瑟菌 。脑膜炎双球菌败血症患者往往表现为对自己的皮肤瘀点或紫癜样皮疹先前已用所造成的循环细菌和细菌产物1血管破坏有关。从临床患者的皮肤活检显示与微血管相关的细菌,经常加注容器2。除了 细菌,广泛血栓形成,凝血,充血和血管渗漏是出现在紫癜地区3-5。此血管损伤可以导致皮肤和周围组织的广泛坏死,导致清创,甚至截肢中脑膜炎球菌幸存者。了解如何感染导致该血管损伤重要的是要优化的预防和治疗策略。多数对脑膜炎双球菌败血症研究已经在体外被执行上由于N的人类特异性的人细胞系中脑膜炎双球菌 。感染的许多方面进行了研究, 在体外包括细菌粘附,宿主细胞应答以及细胞因子反应6-9。 IV型菌毛(TFP)有牵连的主要黏附细胞器为N。脑膜炎奈瑟氏菌的上皮和内皮细胞10,这也被证明N的那粘附脑膜炎奈瑟氏菌的宿主细胞是剪切应力依赖性,因此被认为与血液流速在微血管11。这表明,细菌在体内遇到的动态应力是非常重要的发病机制。然而它是非常困难的小血管微环境模拟体外 。
的粘附受体的TFP 奈瑟菌仍是未知的,因此敲入战略,以实现细菌附着在动物模型不能在这个时候可以设想。 CD46被认为是TFP受体和转基因动物生产作为小鼠模型。然而,在感染这些动物不会导致大量的感染或皮疹发展12,13。已经被描述为奈瑟感染的菌血症方面的其他动物模型中考虑的细菌倾向于人转铁作为铁源14,15。无论是补充人体转铁蛋白或转基因导致增加细菌负荷在血液流在延长的时间内表达,但是,这个模型显示没有细菌粘附或皮疹发展16,17。
在这个协议中,我们描述了在其中人体皮肤,包括真皮的微血管,被移植到免疫缺陷小鼠18,19的人源化小鼠模型。这将导致在功能性人类血管,灌注用鼠标循环。结合人转铁蛋白补充剂,此米ODEL占至少两个N的人类特定方面脑膜炎奈瑟氏菌,即人类内皮细胞和人转铁蛋白, 在体内环境。N.脑膜炎静脉引入到这个模型特别坚持以人血管内皮细胞,产生病理类似于什么是报道在临床患者中,包括血管损伤和紫癜样皮疹发展18。
动物模型是细菌致病的研究非常重要。这是不可能完全模仿体内环境在细胞培养物和它正变得明显,宿主-病原体相互作用是由许多动态因素的影响。一些临床上重要的病原体,如N.人类特异性脑膜炎双球菌 ,艾滋病病毒,丙型肝炎病毒, 恶性疟原虫,单增李斯特菌和伤寒杆菌限制了使用体内模型对这些感染。然而,当我们开始明白这是参与特异性感染措施,正在制定人性化的模式。这里描述的协议是一个演示,这跟人介绍微血管到小鼠体内,使体内感染北路广脑膜炎 ,导致血管损伤和偶尔紫癜皮疹的发展。
利用该模型,我们已经能够确定该TFP的粘接性能都参与了体内血管定植通过使用细菌的突变体,且血管损伤减小在无粘附性18。此前,循环细菌产物有牵连的这种损害,但我们的研究结果表明局部黏附和血管定植了决定性的作用。这开辟了新颖的治疗目标发展的新的可能性。如果致病细菌的粘附可药用阻止它也可能防止皮肤的病变的发展,并导致对脑膜炎球菌幸存者在组织坏死,清创术和截肢方面更好的结果。工作也展示了感染的复杂性和免疫反应和凝血级联的参与。我们确定感染小鼠的血清中人类细胞因子信号尽管相对少量的人类内皮细胞存在18。这个指示的显著细胞因子应答,随着鼠标的免疫细胞群的渗入区。
动物模型当然可以永远不能完全复制人类疾病并且所有结果从他们身上获取了必须考虑到这一点。例如,在该模型中的血液循环和细胞是小鼠来源的,我们不能忽视它们可以有不同的行为对人类细胞。这样做的优点然而,如在我们最近的出版物18,是由从该循环的小鼠细胞的人类血管内皮细胞分化的信号始发的能力。在此模型中使用的小鼠的免疫功能低下的背景也将允许人的免疫细胞群的同种异体传递,增加了进一步的“人源化”的方面。然而小鼠的免疫功能低下的背景可能会掩盖对于NK细胞,T细胞或B细胞,它们都缺乏或缺陷在该模型中的作用。相对肖尔在这个模型中采用t时间内(24小时)主要关心的是先天的反应,但对于长期的感染和免疫等方案的开发可能需要探讨。
皮肤是一种重要的感染部位为N。脑膜炎但具有相对少量的人力船也意味着数据外推到一个涉及许多器官全身性感染是困难的。虽然这种模式可以用于皮肤病灶发展的研究中,不包括脑膜炎双球菌感染,如上皮细胞和血脑过路的重要步骤。这些人性化的模式需要进一步发展,以解决这些感染等方面。不过这款机型提供了众多人的特定的病原体,特别是那些针对血管潜力巨大。
The authors have nothing to disclose.
笔者想给Dumenil实验室的所有成员,特别是西尔克·席尔瓦感谢手稿的批判性阅读。手术部门总医院东欧人乔治 – 蓬皮杜(HEGP),大卫Maladry博士。迈克尔Hivelin和帕特里克Bruneval博士,病理学系HEGP。动物设施在PARCC,由伊丽莎白于克为首。这项工作是支持的以下授权机构:玛丽·居里奖学金IEF没有。 273223(KM),ATIP-艾文莉格兰特从INSERM,CODDIM设备补助金(法兰西岛地区),FRM(倒基金会LA RECHERCHEmédicale)设备补助金,卓越联盟的IBEID实验室,ANR(法新社国立倒拉RECHERCHE)授予“臭虫式流动“。资助者在研究设计,数据收集和分析,发布的决定,或准备稿子没有任何作用。
DMEM | Gibco Invitrogen | 31885-023 | |
Phosphate buffered saline | Gibco Invitrogen | 10010-056 | |
Ketamine 500 | Virbac France | LOT N°VAL4243 | |
Xylazine | Bayer Healthcare | AMM N° FR/8146715 2/1980 | LOT N° KPO809S |
(Rompun 2%) | |||
Optigel | Europhta | Medicament autorisé N°3400933521134 | |
Lacrigel | |||
Tronothane | Lisa Pharma | ||
GC agar Base | Conda | 1106 | |
Human endothelium SFM media | Gibco Invitrogen | 11111 | |
Fetal bovine serum | P A A | A15-101 | |
Human transferrin | Sigma-Aldrich | T3309 | |
UEA lectin – rhodamine | Vector Labs | RL-1062 | |
Hematoxylin | Sigma-Aldrich | H9627 | |
Eosin | Sigma-Aldrich | E4009 | |
Xylene | Sigma-Aldrich | 534056 | |
Humeca BV, Holland | 4.SB01 | ||
Equiptment Name | Company | Catalogue Number | |
Sober Hand Dermatome | Humeca BV, Holland | 4.SB01 | |
Animal housing | Innovive | M-BTM-C8 | |
Biopsy punch (4 mm) | Dominic Dutscher | 30737 | |
Fast-Prep lysing matrix M tubes | MP Bio | 116923050 | |
MagNA Lyzer Green Beads | Roche | 3358941001 | |
MagNA Lyzer | Roche | 3358976001 | |
Vectashield mounting media | Vector Labs | H-1000 | |
Vetbond | 3M | 1469SB | Tissue Glue |
OCT tissue tek | Sakura | 4583 |