만성 살모넬라 감염 유도 장 섬유증
Summary
이 프로토콜은 갈모넬라 구동 장 섬유증의 마우스 모델을 설명합니다 이는 국외 염증과 섬유증을 포함하여 크론병의 주요 병리학 적 특징을 닮았다. 이 방법은 C57Bl/6 유전 적 배경에 유지 돌연변이 마우스를 사용하여 섬유성 결과를 변경 호스트 요인을 평가하는 데 사용할 수 있습니다.
Abstract
콜라겐과 같은 세포외 기질의 병리학적 축적을 특징으로 하는 조직 섬유증은 지속적인 염증 및 이질성 수선의 결과이다. 염증성 장 질환 (IBD)에서 섬유증은 외과 적 절제술 이외의 효과적인 치료법이없는 재발성 협착 형성으로 이어집니다. 그것의 늦은 개시 때문에, 섬유증을 구동하는 프로세스는 보다 적게 공부하고 크게 알려지지 않습니다. 그러므로, 섬유성 합병증은 IBD에 있는 중요한 도전을 나타냅니다. 이 프로토콜에서, 장 섬유증의 강력한 생체 내 모델은 C57Bl/6 마우스의 스트렙토마이신 전처리가 백신 등급살모넬라 티피무리움 ΔAroA 돌연변이를 이용한 경구 관치에 이어 지속적인 병원체 식민지화로 이어지는 곳에 설명되어 있습니다. 장의 섬유증. S를 준비하기 위한 방법론. 시피무리움 ΔAroA 는 장 내 의 장 내 적폐증, 병원균 부하 정량화, 장 조직에서 콜라겐 침착 평가에 대해 설명합니다. 이 실험적인 질병 모형은 CD 같이 장 섬유증을 강화하거나 악화시키는 호스트 요인을 검토하기 위해 유용합니다.
Introduction
궤양성 대장염(UC)과 크론병(CD)은 IBD의 두 가지 주요 형태이며 위장관의 만성 및 재발성 염증성 질환으로 특징지어진다 1,2. 이 무질서는 환자의 삶의 질에 중요한 충격이 있습니다. IBD의 현상은 복통, 설사, 구역질, 체중 감소, 발열 및피로를 포함합니다 3. 최근 연구는 질병 병인에 기여하는 유전적 및 환경적 요인을 확인했습니다. 그러한 위험 요소는 발광 항원 4의 전좌 또는 오버 샘플링을 초래하는 상피 장벽의 붕괴에기여한다고생각됩니다. 결과적으로, 이것은 장 내 면역 세포에 의해 매개된 동료 식물에 대한 비정상적인 염증 반응을개시4. IBD 관련 합병증의 특징은 합동, 피부 및 간1,2를포함하여 각종 기관에 영향을 미치는 위관을 넘어 사이트로 확장할 수 있습니다. UC의 특징은 결장1에서전형적으로 국한된 가혹하고 확산성 염증을 포함한다. 질병 병리학은 표면 점막 궤양의 결과로 창자의 점막 및 sub점막에 영향을 미칩니다1. 대조적으로, CD는 질병의 기록이 결장과 말단 ileum2에서일반적으로 발견되지만 기관의 어떤 부분에영향을 미칠 수 있습니다. 또한, CD의 염증은 장 벽2의모든 층에 영향을 미치는 교란입니다.
확인된 몇몇 IBD 감수성 유전자는 상피 장벽 또는 면역의 dysregulation가 질병 진행에 중요한 기여자임을 나타낼 것이다5. 단핵구에 의해 발현된 뉴클레오티드 올리고머화 도메인 2(NOD2)의 돌연변이는 CD에 대한 감수성 증가와 연관되는 것으로 나타났다; 이것은 세균성 분대의 변경한 선천적인 면역 탐지 와 질병6사이 링크를 강조합니다. 최근 게놈 전체 협회 연구 (GWAS)에서 유전 적 변이를 포함하여 IBD의 발병 기전에 잠재적으로 관여하는 추가 경로를 밝혔습니다: STAT1, NKX2-3, IL2RA, IL23R 종속 경로 적응형 면역, MUC1, MUC19및 PTGER4장 장벽 유지 보수 및 ATG16L-매개 자가 포식7,8,9에연결됩니다. 이 인구 기지를 둔 유전학 연구 결과가 IBD의 우리의 이해를 강화하는 동안, 감수성 eeles 혼자 만성 질병을 개시하고 유지하는 에 불충분합니다3. 창자 microbiome 조성에 있는 변경을 포함하여 그밖 비 유전 요인 및 다양성에 있는 감소는 장 염증과 연관되었습니다. 그러나, 그것은 창 자 dysbiosis 선행 또는 dysregulated 면역 반응의 결과 인지 불분명3. IBD의 병인학은 불분명하게 남아 있더라도, 질병의 병인의 우리의 이해는 장 염증의 실험적인 마우스 모형에 의해 강화되었습니다10,11. 이러한 모델은 개별적으로 인간 질병의 복잡성을 완전히 나타내지는 않지만 IBD와 관련이있을 수있는 병리 생리학적 경로를 해명하고 잠정 치료 전략10의검증에 유용합니다. 11. 이러한 마우스 모델은 전형적으로 화학적 유도 또는 감염, 면역 세포 전달 또는 유전 적 조작에 의한 염증의 개시에 의존한다. 더욱이, 이 전략은 수시로 상피 무결성또는 선천적인 적응성 면역의 변조에 있는 섭동을 관련시킵니다.
살모넬라 장테카 세로바르는 인간과 마우스를 감염시킬 수 있는 장 병원체입니다. 섭취 후, 살모넬라는 상피, M 세포, 또는 항원 제시 세포의 직접적인 침입에 의해 용기를 식민지화 할 수있다12. 마우스는 S와 구두로 감염. 티피무리움은 주로 비장 및 장만 림프절과 같은 전신 부위의 식민지화를 초래하며,기관(12)에서상대적으로 낮은 풍부도를 가진다. 그러나, 스트렙토마이신을 가진 마우스의 전처리는 일반적인 microbiota13의호스트 보호 효력을 감소시킴으로써 창자의 살모넬라 식민지화의 효율성을 향상시킵니다. 이 모델의 병리학적 특징은 상피 장벽의 중단 또는 궤양, 과립구 모집, 및 심한부종(13)을포함한다. 대안적으로, 백신 등급 S를 가진 감염. 티피무륨 ΔAroA 돌연변이는 감염14후에 40일까지 지속되는 장양과 결장의 만성 식민지화로 이끌어 냅니다. S. 티피무륨 ΔAroA 균주는 방향족 아미노산의 생합성에 결함이 있다; 이는 돌연변이 균주를 avirulent렌더링하고 매우 효과적인백신(15)으로서이용될 수 있다. 마우스에서의 경구 감염은 Th1- 및 Th17-사이토카인 관련 염증 반응, 광범위한 조직 리모델링 및 콜라겐 침착을 유도한다. 조직 병리학은 TGF-β1, CTGF 및 IGF14와같은 프로 섬유성 인자의 높은 수준과 연관됩니다. 이 모형에서 보고된 경막섬유성 흉터는 IBD에서 수시로 관찰된 협착한 구조물을 연상시킵니다. 살모넬라에 의한 섬유증의 유도는 살모넬라 병원성 섬 (SPI)-1 및 2 12에의해 인코딩 된 독성을 필요로한다. 중요한 것은,이 S. Tymphimurium ΔAroA 감염 모델은 C57/Bl6 배경상에 유지되는 돌연변이 마우스에서 섬유성 반응의 연구에 유용한 시스템이다. C57/Bl6 스트레인은 S에 매우 민감합니다. Typhiumurim SL1344 감염 때문에 자연 저항 관련 대 식 단백질을 코딩 하는 유전자에서 기능의 손실 돌연변이 (NRAMP)-116,17. 우리는 IL-17A 및 RORα 의존성 선천적 림프세포가 이 모델18에서병인에 중요한 기여한다는 것을 발견하였다.
CD의 주요 합병증은 콜라겐2,19를포함하는 세포외 매트릭스(ECM)의 이질및 과도한 침착이다. 기관은 재생에 대한 상대적으로 높은 용량을 가지고 있지만, 섬유성 흉터는 만성 및 심한 염증과 관련된 해결되지 않은 상처 치유 반응으로 인해 발생할 수 있습니다20,21. CD에서, 이것은 중요한 기관 손상으로 이끌어 내는 조직 건축에 해로운 효력 결과21,22. CD에서 관찰되는 염증의 경막특성은 궁극적으로 증상 협착 또는 협착형성(21)과관련된 장벽의 두껍게 하기 선행한다. CD 환자의 대략 1/3은 이 합병증을 위한 장절제술을 요구합니다 22. 아자티오프린 또는 항 TNFα 생물학적 제제와 같은 면역 억제제의 사용이 외과 적 개입의 요구 사항을 적당히 감소시켰거나 단지 겸손하게 감소했다는 점을 감안할 때 IBD에는 효과적인 항 섬유성 치료법이 없습니다19,23 . 섬유증은 만성 염증의 결과라고 생각되지만, 섬유아세포 및 회구와 같은 중간엽 기원의 세포는 섬유성흉터21,24에서ECM의 1차 세포 공급원으로 생각된다. 만성 S. 티피무리움 ΔAroA 감염은 CD와 같은 특징의 병인에 대한 통찰력을 제공할 수 있는 장 섬유증의 강력한 마우스 모델입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
IBD의 병인에 대한 우리의 이해는 장 염증의 마우스 모델에 의해 크게 향상되었습니다. 이러한 개별 모델이 복잡하고 다인성 인간 질병의 모든 특징을 되풀이하지는 않지만 질병 진행의 주요 특징을 식별하는 데 유용했습니다. IBD와 관련 되 었던 섬유 성 협착 현재 치료는 질병 개발을 반전에 효과가 있기 때문에 주요 충족 되지 않은 임상 필요 남아. 더욱이, 장 섬유증은 현재 동물 모형에 있는 제?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 학비 서비스에 대한 잉그리드 바르타 에게 감사드립니다.
Materials
| 2 ml round bottom safe lock tubes | Eppendorf | 22363344 | |
| Stainless steel beads | Qiagen | 69989 | |
| PBS | Gibco | 10010031 | |
| Large-Orifice Pipet Tips | Fisher | 2707134 | |
| 2 mL megablock plates | Sarstedt | 82.1972.002 | |
| Gavage needles | FST | 18061-22 | |
| Streptomycin sulfate | Sigma | S9137 | |
| Mixer mill | Retsch | MM |
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