IL-8 transiently Transgenized 마우스 모델<em> In Vivo</em> 염증 반응의 장기 모니터링
Summary
여기에 설명 된 방법은 비 침습적 bioluminescence 이미징 (BLI)을 통해 생쥐의 폐에서 IL-8 프로모터 의존 염증 활성화의 시각화 수 있습니다. 동일한 동물을 루시퍼 레이즈 리포터 구조물의 전달 시점으로부터 최대 2 개월 동안 BLI에 여러 번 투여 할 수있다.
Abstract
기도 염증은 세균 감염과 관련이 있으며 폐 질환의 주요 결정 인자입니다. 여러 요인의 염증 유발 능력을 생체 내에서 측정하는 것은 어려우며 기관지 폐포 세척 및 동일 장소 에서 종양 시각화를 배제한 현장 분석을위한 폐 제거와 같은 말단 절차가 필요합니다. 여기에서, 폐 염증은 이종 IL-8 bovine promoter의 조절하에 루시퍼 라 아제 리포터 유전자를 발현하는 transiently transgenized mice에서 Pseudomonas aeruginosa 배양 상등액 (SN)의 기관 내 점적을 통해 유도된다. 폐에서의 루시퍼 라제 발현은 점안 후 2.5-48 시간의 시간대 에 생체 내 생물 발광 이미지 (BLI) 분석에 의해 모니터링된다. 이 절차는 2 ~ 3 개월 이내에 여러 번 반복 할 수 있으므로 동일한 마우스에서 염증 반응을 평가할 수 있습니다동물을 해산 할 필요가있다. 이 접근법은 실시간으로 폐에서 작용하는 항 염증 인자의 모니터링을 허용하며, 기능적 및 약리학 적 연구에 적합하다.
Introduction
천식, 만성 폐색 성 폐 질환 (COPD), 낭포 성 섬유증 (CF) 및 기관지 확장증과 같은 만성 폐 질환은기도 염증을 특징으로합니다. 기도 염증은 부종, 세포 침투, T 임파구 및 비만 세포 활성화,기도 분비 증가 및 과도한 콜라겐 침착을 특징으로합니다. CF는 다 체계 장애로 사망률 및 이환율의 주요 원인은 폐 악화의 증가로 인한 폐 세균 감염입니다. 폐 기능의 저하는 결과 1 , 2 , 3 , 4를 예견한다.
호흡기의 염증 상태는 일반적으로 가래와 같은 하부기도와 상부기도로부터 유도 된 물질에서 염증 과정 동안 모집 된 면역 마커의 평가를 통해 관찰되며,ults. 기관지 내시경도 시행됩니다 5 . Murine 모델은기도 염증으로 특징 지어지는 질병의 발병 기전과 진화를 조사하고 효과적인 치료법이나 치료법이 아직 밝혀지지 않은 유용한 도구입니다. 폐 감염과 염증의 동물 모델은 천식과 숙주 – 병원체 상호 작용을 연구하는데 사용되어왔다. 예를 들어, 인간의 상태 ( 예 : 담배 연기 노출, LPS, 엘라 스타 제, 오발 부민, 폴리 I : C 등 )를 모방하는 화학 물질의 역할 물론 위의 조합으로) 6 . 염증 관련 매개 변수를 측정하려면 박테리아 부하, 폐의 사이토 카인 및 기관지 폐포 세척액 (BAL)과 같은 요인을 측정하기 위해 침입 접근이 필요하므로 동물을 희생해야합니다. 또한 조직 검사가 종종 필요합니다. 염증 반응 속도론에 대한 정보를 얻을 수있는 가능성은 num쥐. 따라서 동물을 희생 할 필요없이 이러한 정보를 얻을 수있는 기술은 기술적, 윤리적, 경제적 및 운영상의 기반에 가치가 있습니다.
IL-8은 염증 과정에서 필수적인 역할을하며 백혈구를 염증 조직에 모집합니다. 그것은 염증 경로 활성화 연구를위한 분자 판독 값을 나타냅니다. MIP-2 및 KC는 마우스에서 인간 IL-8의 기능 상 동체 일 수있다. 마우스는 단지 하나의 가능한 IL-8 수용체, 인간 CXCR2 7,8 의 동족체를 발현하지만, 이들은 리포터 유전자를 유도하는 이종 IL-8 유전자 프로모터를 조절할 수있다. 폐 염증 쥐 모델은 소 IL-8 프로모터 / 루시퍼 라 아제 리포터 구조물이 마우스에서 트랜스 활성화 될 수 있다는 관찰 후에 최근에 개발되었다. 이 기능을 통해 생체 내 이미징 (BLI)을 통해 생체 내 염증 반응을 모니터링 할 수 있습니다.nimals 9 .
이 모델은 세균 exoproducts ( 예 : LPS 또는 세균성 균주에 의해 방출 된 제품) 또는 TNFα 10,11에 의해 유발 된 염증을 연구하기 위해 채택되었습니다. 약물 발견 과정은 CF, 천식 및 만성 폐쇄성 폐 질환과 같은 폐 질환을 치료할 수있는 새로운 항 염증 분자의 개발 및 최적화에 중점을두고 있습니다. 이 새로운 화학 물질은 똑똑한 임상 시험의 설계를 용이하게하기 위해 특정 임상 표현형과 연결될 수있는 동물 모델에서 신속하고 편리하게 시험되어야합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이전 연구 11 에서 bIL-8-Luc 의존성 BLI와 BAL 마커 사이의 대조가 나타났다. 그것은 마우스 균주 내 민감도 차이에 의존했다. 이러한 이유 때문에 bIL-8-Luc 모델을 다른 마우스에 처음 적용하기 위해서는 BLI와 표준화 된 염증 표지자 모두에서 염증 반응에 대한 초기 연구가 필요합니다.
마우스 transfection은 경미한 폐 염증과 DNA 주입 후 3 ~ 4 일까지 BLI가 검출 할 수…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 이탈리아 낭성 섬유증 재단 프로젝트 FFC # 18 / 2013, FFC # 29 / 2015 및 Veneto Branch-Associazione Veneta Lotta contro la Fibrosi Cistica Onlus를 통한 이탈리아 낭포 성 섬유종 연맹의 지원을 받았습니다.
Materials
| FMT 2500 Fluorescence Tomography System | Perkin Elmer Inc. | Experimental Builder | |
| IVIS Lumina serie II Pre-clinical In Vivo Imaging System | Perkin Elmer Inc. | Experimental Builder | |
| MMPsense 750 FAST | Perkin Elmer Inc. | NEV10001EX | Protect from light, store the probe at 4 °C |
| Female inbred BalbC | Harlan Laboratories Italy | Prior to use, animals were acclimatized for at least 5 days to the local vivarium conditions | |
| bIL-8-Luc plasmid | Department of Medical Veterinary Science, University of Parma, Italy | Store the plasmid at -20 °C | |
| pGL3basic vector | Promega | E1751 | Store the vector at -20 °C |
| JetPEI DNA transfection reagent | Polyplus transfection | 201B-001G | The DNA and JetPEI mix was formulated with a final N/P ratio of 7 |
| D-luciferin potassium salt 1g | Perkin Elmer Inc. | 122796 | Protect from light, store at -20 °C |
| Living Image software | Caliper Life Sciences, | Experimental Builder | |
| Isoflurane | ESTEVE spa | 571329.8 | Do not inhale |
| Bio-Plex Cytokine Assay Kit | Bio-Rad Laboratories | M60-009RDPD | Store the unopened kit at 4 °C |
| Automated cell counter | Dasit XT 1800J | Experimental Builder | |
| Penn-century model DP-4M Dry power insufflator | Penn-century | DPM-EXT | |
| Gas anesthesia system XGI-8 | Perkin Elmer Inc. | Experimental Builder | |
| PE190 micro medical tubing | 2biological instruments snc | BB31695-PE/8 | |
| Syringe without needle 5ml | Terumo | SS*05SE1 | Cut the boards of the piston by a scissors |
| Hamilton 0,10 ml (model 1710) | Gastight | 81022 | |
| Discofix 3-way Stopcock | Braun | 4095111 | |
| Syringe with needle 1ml | Pic solution | 3,071,260,300,320 | Use without needle |
| Plastic feeding tubes 18ga x 50mm | 2biological instruments snc | FTP-18-50 | Cut obliquely the tip |
References
- Barnes, P. J. Therapeutic approaches to asthma-chronic obstructive pulmonary disease overlap syndromes. J Allergy Clin Immunol. 136 (3), 531-545 (2015).
- Cohen-Cymberknoh, M., Kerem, E., Ferkol, T., Elizur, A. Airway inflammation in cystic fibrosis: molecular mechanisms and clinical implications. Thorax. 68 (12), 1157-1162 (2013).
- Dhooghe, B., Noel, S., Huaux, F., Leal, T. Lung inflammation in cystic fibrosis: pathogenesis and novel therapies. Clin Biochem. 47 (7-8), 539-546 (2014).
- Durham, A. L., Caramori, G., Chung, K. F., Adcock, I. M. Targeted anti-inflammatory therapeutics in asthma and chronic obstructive lung disease. Transl Res. 167 (1), 192-203 (2015).
- Sagel, S. D. Noninvasive biomarkers of airway inflammation in cystic fibrosis. Curr Opin Pulm Med. 9 (6), 516-521 (2003).
- Starkey, M. R., et al. Murine models of infectious exacerbations of airway inflammation. Curr Opin Pharmacol. 13 (3), 337-344 (2013).
- Cacalano, G., et al. Neutrophil and B cell expansion in mice that lack the murine IL-8 receptor homolog. Science. 265 (5172), 682-684 (1994).
- Simonet, W. S., et al. Long-term impaired neutrophil migration in mice overexpressing human interleukin-8. J Clin Invest. 94 (3), 1310-1319 (1994).
- Stellari, F. F., et al. In vivo imaging of transiently transgenized mice with a bovine interleukin 8 (CXCL8) promoter/luciferase reporter construct. PLoS One. 7 (6), e39716 (2012).
- Stellari, F., et al. In vivo imaging of the lung inflammatory response to Pseudomonas aeruginosa and its modulation by azithromycin. J Transl Med. 13, 251 (2015).
- Stellari, F., et al. In vivo monitoring of lung inflammation in CFTR-deficient mice. J Transl Med. 14 (1), 226 (2016).
- De Simone, M., et al. Host genetic background influences the response to the opportunistic Pseudomonas aeruginosa infection altering cell-mediated immunity and bacterial replication. PLoS One. 9 (9), e106873 (2014).
