Summary

Tillämpning av en mus knyts ihop Peyer s Patch Intestinal Loop-analys för att utvärdera Bakteriell Upptag av M celler

Published: December 17, 2011
doi:

Summary

M celler i en specialiserad follikel-associerat epitel täcker Peyers plack spela en viktig roll för slemhinnorna immunosurveillance i tarm-associerad lymfvävnad. Här har vi beskrev utvärderingsmetod för bakteriell transcytos av M celler<em> In vivo</em>. Denna metod ger en metod för att förstå M-cellernas funktion i immunförsvaret.

Abstract

Insidan av våra tarmar är bebodda med enorma antal bakteriefloran. Den slemhinna i mag-tarmkanalen är ständigt utsatt för dem och ibland för patogener. Tarmen-associerad lymfvävnad (GALT) spelar en viktig roll för induktion av slemhinnor immunsvaret mot dessa mikrober 1, 2. Att inleda slemhinnor immunsvar, måste slemhinnor antigener transporteras från tarmen lumen över epiteliala barriären till organiserad lymfoida folliklar som Peyers plack. Detta antigen transcytos medieras av specialiserade epitelceller M celler 3, 4. M-celler är atypiska epitelceller som aktivt phagocytose makromolekyler och mikrober. Till skillnad från dendritiska celler (DC) och makrofager, som riktar antigener till lysosomer för nedbrytning, M celler transcytose främst internaliseras antigener. Denna kraftfulla makromolekulära transcytos genom M celler levererar antigen till den underliggande organiserade lymfoida folliklar end tros vara nödvändigt för att initiera antigenspecifika slemhinnor immunsvar. Men de molekylära mekanismer som främjar detta antigen upptag av M celler är i stort sett okända. Vi har tidigare rapporterat att glykoprotein 2 (GP2), särskilt uttryckt på den apikala plasmamembranet av M celler bland enterocyterna, fungerar som en transcytotic receptor för en delmängd av kommensala och patogena enterobakterier, inklusive Escherichia coli och Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium ), genom att erkänna FimH, en komponent av typ I Pili på bakteriens yttre membran 5. Här presenterar vi en metod för tillämpning av en mus Peyer är plåster intestinal loop-analys för att utvärdera bakteriell upptag av M celler. Denna metod är en förbättrad version av musen tarmen slingan test tidigare beskrivits 6, 7. Den förbättrade punkter är följande: 1. Isofluran användes som ett bedövningsmedel. 2. Ca 1 cm knyts ihop intestinal slinga inklusivening Peyer är patch bildades. 3. Bakterier tas upp av M cellerna fluorescerande av fluorescens märkning reagens eller genom att överuttryck av fluorescerande proteinet som grönt fluorescerande protein (GFP). 4. M celler i hårsäcken-associerade epitel täcker Peyer är plåster upptäcktes av hel-mount immunostainig med anti GP2 antikropp. 5. Fluorescerande bakterier transcytos av M celler observerades av konfokala mikroskopisk analys. Musen Peyer är plåster tarm loop-analysen kunde leverera svaret vilken typ av kommensala eller sjukdomsframkallande bakterier transcytosed av M celler, och kan leda oss att förstå den molekylära mekanismen för hur man kan stimulera slemhinnorna immunförsvaret genom M celler.

Protocol

1. Beredning av bakterieceller Streak glycerol lager fluorescerande bakterier (såsom GFP uttrycka S. Typhimurium) på LB en agarplatta som innehåller 100 mikrogram / ​​ml ampicillin. Kultur en enda koloni från LB agar övernattning i 2 ml nytt LB medium. Tillsätt 0,5 ml bakteriekultur till 4,5 ml av nya LB medium och inkubera tills optisk densitet på 1,0 vid 600 nm är nådd. Harvest bakterieceller genom centrifugering (3000 xgi, 5 min, 4 ° C). Kasser…

Discussion

Inkubationstiden för knyts ihop Peyer s plåster med bakteriesuspension är oftast under 1 timme för att observera den bakteriella införlivas i M-celler. Vid 4 timmar inkubation är de bakterier som ofta upptäcks i T-cell zon Peyers plack. Som den förångade isofluran inhalant anestesi kunde hålla möss stabil, är inkubationstiden för knyts ihop Peyer s plåster med bakteriesuspension utdragbar att observera de bakterier som flyttar in i T-cells zonen i Peyer s patch. Det viktiga i detta experiment är att…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Författarna vill tacka alla EIB-medlemmar för att utveckla denna teknik. Denna forskning stöds delvis av Grant-i-Stöd för vetenskaplig forskning på prioriterade områden "Membrane Traffic" (HO) och "Matrix över smittsamma fenomen" (KH), Unga Forskare (SF och KH), och vetenskaplig forskning (HO ), och vetenskaplig forskning om innovativa områden "Intracellulär Logistics" (HO), från ministeriet för utbildning, kultur, sport, vetenskap och teknik i 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