Luciferase به لالتهابات جرثومية في صورة الفئران
Summary
يتم وصف أساليب التصوير تلألؤ بيولوجي من الالتهابات البكتيرية في الحيوانات الحية. يتم تعديل في التعبير عن مسببات الأمراض luciferase التصوير الضوئي السماح الجسم كله من الإصابات في الحيوانات الحية. يمكن أن يصاب النماذج الحيوانية مع التعبير عن مسببات الأمراض luciferase وبطبيعة الحال ينجم عن ذلك من تصور المرض في الوقت الحقيقي من خلال التصوير تلألؤ بيولوجي.
Abstract
التصوير هو أسلوب القيمة التي يمكن استخدامها لمراقبة العمليات البيولوجية. على وجه الخصوص ، يمكن تتبع وجود الخلايا السرطانية والخلايا الجذعية ، والخلايا المناعية أنواع محددة ، ومسببات الأمراض الفيروسية ، والطفيليات والبكتيريا في الوقت الحقيقي داخل الحيوانات الحية 1-2. تطبيق التصوير تلألؤ بيولوجي لدراسة مسببات الأمراض ومزايا مقارنة الاستراتيجيات التقليدية لتحليل الإصابات في النماذج الحيوانية 3-4. ويمكن تصور أن تكون العدوى داخل الحيوانات الفردية على مر الزمن ، دون اشتراط القتل الرحيم لتحديد مكان وكمية من العامل الممرض. التصوير الضوئي يتيح فحص شامل لجميع الأنسجة والأعضاء ، بدلا من أخذ العينات من المواقع المعروفة سابقا لتكون مصابة. بالإضافة ، يمكن من دقة التلقيح في أنسجة معينة تحدد مباشرة قبل القيام الحيوانات إلى الأمام التي تم تلقيح دون جدوى طوال التجربة بأكملها. يمكن التحكم عن التباين بين الحيوانات ، منذ التصوير يسمح الواجب اتباعها كل حيوان على حدة. التصوير لديه القدرة على الحد بشكل كبير من أعداد الحيوانات التي يحتاجون إليها بسبب القدرة على الحصول على بيانات من العديد من النقاط الزمنية دون الحاجة إلى الأنسجة العينة لتحديد الحمولة الممرض 3-4.
يصف هذا البروتوكول لتصور طرق العدوى في الحيوانات الحية باستخدام التصوير تلألؤ بيولوجي لسلالات من البكتيريا معربا عن المؤتلف luciferase. الخنفساء فوق (CBRLuc) وluciferases يراعة (FFluc) الاستفادة luciferin باعتبارها الركيزة 5-6. ضوء على حد سواء التي تنتجها وCBRluc FFluc وطول موجة واسعة من 500 نانومتر إلى 700 نانومتر ، مما يجعل هذه luciferases صحفيين ممتازة للتصوير الضوئي في النماذج الحيوانية الحية 7-9. هذا هو في المقام الأول لأن هناك حاجة موجات الضوء أكبر من 600 نانومتر لتجنب امتصاص الهيموغلوبين ، وبالتالي ، والسفر من خلال أنسجة الثدييات بكفاءة. هو عرض وراثيا Luciferase في البكتيريا لإنتاج إشارة ضوئية 10. يتم تلقيح الفئران الرئوي مع البكتيريا bioluminescent intratracheally للسماح للرصد العدوى في الوقت الحقيقي. بعد الحقن luciferin ، يتم الحصول على الصور باستخدام نظام التصوير IVIS. خلال التصوير ، ويتم تخدير الفئران مع isoflurane باستخدام نظام XGI – 8 Anethesia الغاز. ويمكن تحليل الصور لتوطين وتحديد مصدر إشارة ، والذي يمثل موقع عدوى بكتيرية (ق) والرقم ، على التوالي. بعد التصوير ، ويتم تحديد CFU خارجا على النسيج المتجانس للتأكد من وجود البكتيريا. وتستخدم عدة جرعات من الجراثيم البكتيرية لربط الأرقام مع التألق. ويمكن تطبيق التصوير لدراسة تطور المرض وتقييم فعالية مركبات مضادة للجراثيم واللقاحات.
Protocol
Discussion
على الرغم من أن هذه البروتوكولات التالية سوف يؤدي عادة في صور ذات جودة عالية ، فإنه من المهم للنظر في بعض القضايا الرئيسية من أجل الحصول على بيانات دقيقة ومتناسقة من الدراسات التصوير. وينبغي الحصول على الصور التي تهم التلألؤ من 600 إلى 60000 لضمان أن تكون الإشارة أعلاه ال…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
المؤلفان بالشكر إلى أعضاء سيريلو المختبر لإجراء مناقشات قيمة والمساعدة طوال هذه الدراسة. نشكر الدكتور جوشوا هيل ومختبر الدكتور صموئيل جيمس للحصول على مساعدة أثناء تصوير هذا البروتوكول. وقد تم تمويل هذا العمل عن طريق منح 48523 من مؤسسة بيل وميليندا غيتس وAI47866 منحة من المعاهد القومية للصحة.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Isoflurane | VETONE | 501027 | ||
| Ketamine | Butler animal health supply | |||
| Xylazine | MP Biomedical | 158307 | ||
| Luciferin | GMT | LUCK-100 | ||
| Fetal plus solution | VOR tech pharmaceutical | |||
| Cathether (22G x 1”) | TERUMO | OX2225CA | ||
| Guide wire | Hallowell EMC | 210A3491 | ||
| Octocope with speculum | Hallowell EMC | 000A3748 | ||
| Xenogen IVIS system | Caliper Life Sciences | |||
| XGI-8-gas Anesthsia System | Caliper Life Sciences | |||
| Living Imaging Software | Caliper Life Sciences | |||
| Transparent nose cones | Caliper Life Sciences | |||
| Light baffle divider | Caliper Life Sciences |
References
- Wilson, T., Hastings, J. W. Bioluminescence. Annu Rev Cell Dev Biol. 14, 197-230 (1998).
- Contag, C. H., Bachmann, M. H. Advances in in vivo bioluminescence imaging of gene expression. Annu Rev Biomed Eng. 4, 235-260 (2002).
- Hutchens, M., Luker, G. D. Applications of bioluminescence imaging to the study of infectious diseases. Cell Microbiol. 9, 2315-2322 (2007).
- Doyle, T. C., Burns, S. M., Contag, C. H. In vivo bioluminescence imaging for integrated studies of infection. Cell Microbiol. 6, 303-317 (2004).
- Wood, K. V., Lam, Y. A., Seliger, H. H., McElroy, W. D. Complementary DNA coding click beetle luciferases can elicit bioluminescence of different colors. Science. 244, 700-702 (1989).
- Wet, J. R. d. e., Wood, K. V., Helinski, D. R., DeLuca, M. Cloning of firefly luciferase cDNA and the expression of active luciferase in Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci U S A. 82, 7870-7873 (1985).
- Hastings, J. W. Chemistries and colors of bioluminescent reactions: a review. Gene. 173, 5-11 (1996).
- Zhao, H. Emission spectra of bioluminescent reporters and interaction with mammalian tissue determine the sensitivity of detection in vivo. J Biomed Opt. 10, 41210-41210 (2005).
- Rice, B. W., Cable, M. D., Nelson, M. B. In vivo imaging of light-emitting probes. J Biomed Opt. 6, 432-440 (2001).
- Contag, C. H. Photonic detection of bacterial pathogens in living hosts. Mol Microbiol. 18, 593-603 (1995).
- Kuo, C., Coquoz, O., Troy, T. L., Xu, H., Rice, B. W. Three-dimensional reconstruction of in vivo bioluminescent sources based on multispectral imaging. J Biomed Opt. 12, 024007-024007 (2007).
- Weissleder, R. A clearer vision for in vivo imaging. Nat Biotechnol. 19, 316-317 (2001).
