Summary

Anvendelse av en Mouse Ligated Peyer er Patch Intestinal Loop Assay å evaluere Bakteriell Opptak av M celler

Published: December 17, 2011
doi:

Summary

M celler i et spesialisert follicle-assosiert epitel dekker Peyer er patcher spiller en viktig rolle for mucosal immunosurveillance i gut-assosiert lymfoid vev. Her har vi beskrev evalueringsmetode for bakteriell transcytosis av M celler<em> In vivo</em>. Denne metoden gir en metode for å forstå M-celle funksjon i immunsystemet.

Abstract

Innsiden av tarmen vår er bebodd med enorme antall commensal bakterier. Mucosal overflaten av gastrointestinaltraktus er kontinuerlig utsatt for dem og noen ganger til patogener. Tarmen-assosiert lymfoid vev (Galt) spiller en nøkkelrolle for induksjon av mucosal immunresponsen på disse mikrobene 1, 2. For å starte mucosal immunrespons, må mucosal antigener skal transporteres fra tarmen lumen over epiteliale barriere i organiserte lymfoide follikler som Peyer er patcher. Dette antigen transcytosis er mediert av spesialiserte epitelceller M celler 3, 4. M celler er atypiske epiteliale celler som aktivt phagocytose makromolekyler og mikrober. I motsetning til dendrittiske celler (DCS) og makrofager som mål antigener til lysosomer for nedbrytning, M celler hovedsakelig transcytose den internaliserte antigener. Dette livskraftige macromolecular transcytosis gjennom M celler leverer antigen til den underliggende organiserte lymfoide follikler end antas å være avgjørende for å initiere antigen-spesifikke slimhinnene immunrespons. Men de molekylære mekanismene som fremmer dette antigen opptak av M celler er i stor grad ukjent. Vi har tidligere rapportert at glykoprotein 2 (GP2), spesifikt uttrykt på den apikale plasma membran av M celler blant enterocytter, fungerer som et transcytotic reseptor for en undergruppe av commensal og patogene enterobacteria, inkludert Escherichia coli og Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium ), ved å anerkjenne FimH, en komponent av type I pili på bakteriens ytre membran 5. Her presenterer vi en metode for anvendelse av en mus Peyer er patch intestinal sløyfe analysen å vurdere bakteriell opptak av M celler. Denne metoden er en forbedret versjon av musa intestinal sløyfe analysen tidligere beskrevet 6, 7. Den forbedrede punktene er som følger: 1. Isofluran ble brukt som anestesimiddel. 2. Ca 1 cm ligated intestinal sløyfe inkluing Peyer sin patch ble satt opp. 3. Bakterier tatt opp av M celler ble fluorescensmerkede av fluorescens merking reagens eller ved overekspresjon fluorescerende protein som grønn fluorescerende protein (GFP). Fire. M cellene i hårsekken-assosiert epitel dekker Peyer sin lapp ble oppdaget av hel-mount immunostainig med anti GP2 antistoff. 5. Fluorescent bakteriell transcytosis av M celler ble observert av confocal mikroskopisk analyse. Musen Peyer er patch intestinal sløyfe analysen kunne levere svaret hva slags commensal eller sykdomsfremkallende bakterier transcytosed av M celler, og kan lede oss til å forstå den molekylære mekanismen for hvordan å stimulere slimhinnene immunforsvaret gjennom M celler.

Protocol

1. Utarbeidelse av bakterieceller Streak glyserol lager selvlysende bakterier (som GFP uttrykke S. Typhimurium) på LB en agar plate som inneholder 100 mikrogram / ​​ml ampicillin. Kultur én koloni fra LB agar natten i 2 ml av nye LB medium. Tilsett 0,5 ml av bakteriell kultur til 4,5 ml av nye LB medium og inkuber til optisk tetthet på 1,0 på 600 nm er nådd. Høste bakterieceller ved sentrifugering (3000 xg, 5 min, 4 ° C). Kast supernatanten og vask t…

Discussion

Inkubasjonstiden for ligated Peyer sin lapp med bakteriell suspensjon er vanligvis for 1 time å observere den bakterielle innlemmelse i M celler. Ved 4 timer inkubering, er bakteriene ofte påvist i T-celle sonen Peyer sin patcher. Som fordampede isofluran inhalant anestesi kunne holde mus stabil, er det inkubasjonstid på ligated Peyer sin lapp med bakteriell suspensjon utvides til å observere bakterier som flytter inn i T-celle-sonen i Peyer sin patch. Det viktige poenget med dette eksperimentet er å ta forsi…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne ønsker å takke alle EIB medlemmer for å utvikle denne teknikken. Denne forskningen ble støttet delvis av Grant-i-Aid for vitenskapelig forskning på prioriterte områder "Membrane Traffic" (HO), og "Matrix of Infectious Phenomena" (KH), Unge Forskere (SF og KH) og Scientific Research (HO ), og forskning på innovative områder "Intracellulær Logistics" (HO) fra Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
LB Agar Ampicillin-
100
SIGMA L5667  
Cy3 mono-Reactive
Dye Pack
GE Healthcare PA23001  
Alexa Fluor 350
carboxylic acid,
succinimidyl ester
Invitrogen A10168  
Inhalation anesthesia
apparatus
Shinano Seisakusho SN-487  
Fixation and
Permeabilization
Solution
BD 554722  
Anti mouse
Glycoprotein 2
antibody
MBL D278-3 200-fold dilution (5μg/ml)
Goat Anti-Rat IgG,
F(ab’)2 fragment
specific
Jackson
ImmunoResearch
112-505-006 200-fold dilution (20μg/ml)
Alexa Fluor 633
Phalloidin
Molecular Probes A22284 50-fold dilution
Confocal laser
scanning microscope
Leica Microsystems DMIRE2  
DeltaVision
Restoration
deconvolution
microscope
Applied Precision DeltaVision Core  

Riferimenti

  1. Fagarasan, S., Honjo, T. Intestinal IgA synthesis: regulation of front-line body defences. Nat. Rev. Immunol. 3, 63-72 (2003).
  2. Hapfelmeier, S. Reversible microbial colonization of germ-free mice reveals the dynamics of IgA immune responses. Science. 328, 1705-1709 (2010).
  3. Owen, R. L., Jones, A. L. Epithelial cell specialization within human Peyer’s patches: an ultrastructural study of intestinal lymphoid follicles. Gastroenterology. 66, 189-203 (1974).
  4. Neutra, M. R., Mantis, N. J., Kraehenbuhl, J. P. Collaboration of epithelial cells with organized mucosal lymphoid tissues. Nat. Immunol. 2, 1004-1009 (2001).
  5. Hase, K. Uptake through glycoprotein 2 of FimH(+) bacteria by M cells initiates mucosal immune response. Nature. 462, 226-230 (2009).
  6. Punyashthiti, K., Finkelstein, R. A. Enteropathogenicity of Escherichia coli. I. Evaluation of mouse intestinal loops. Infect. Immun. 4, 473-478 (1971).
  7. Owen, R. L., Pierce, N. F., Apple, R. T., Cray, W. C. M cell transport of Vibrio cholerae from the intestinal lumen into Peyer’s patches: a mechanism for antigen sampling and for microbial transepithelial migration. J. Infect. Dis. 153, 1108-1118 (1986).
  8. Owen, R. L. M cells–entryways of opportunity for enteropathogens. J. Exp. Med. 180, 7-9 (1994).
  9. Clark, M. A., Hirst, B. H., Jepson, M. A. M-cell surface beta1 integrin expression and invasin-mediated targeting of Yersinia pseudotuberculosis to mouse Peyer’s patch M cells. Infect. Immun. 66, 1237-1243 (1998).
  10. Jensen, V. B., Harty, J. T., Jones, B. D. Interactions of the invasive pathogens Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes, and Shigella flexneri with M cells and murine Peyer’s patches. Infect. Immun. 66, 3758-3766 (1998).
  11. Nagai, S. Role of Peyer’s patches in the induction of Helicobacter pylori-induced gastritis. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104, 8971-8976 (2007).

Play Video

Citazione di questo articolo
Fukuda, S., Hase, K., Ohno, H. Application of a Mouse Ligated Peyer’s Patch Intestinal Loop Assay to Evaluate Bacterial Uptake by M cells. J. Vis. Exp. (58), e3225, doi:10.3791/3225 (2011).

View Video