와 실험 감염<em> 리스테리아</em> 호스트 인터페론-γ 응답 유학을위한 모델로
Summary
이 프로토콜은, 리스테리아의 EGD 균주 (L. 모노 사이토 겐)을 C57BL / 6J 마우스에 접종하고, 자연 살해 (NK) 세포, 자연 살해 T (NKT) 세포에 의한 인터페론 – γ (IFN-γ) 응답을 측정하는 방법을 설명 적응 T 포스트 감염 림프구. 이 프로토콜은 또한 병원균의 수정 된 LD (50) 투여로 감염 후 쥐에서 생존 연구를 수행하는 방법에 대해 설명합니다.
Abstract
L. 모노 사이토 인간 식품 매개 질환의 원인이되는 그람 양성 세균이다. 이 병원체와 쥐의 실험 감염은 세포 내 병원체에 대한 숙주의 면역 타고난 및 적응 면역 세포와 특정 사이토 카인의 역할에 매우 유익하고있다. 리스테리아 모노 사이토 겐과 치사 감염시 타고난 세포에 의한 IFN-γ의 생산은 대 식세포 및 병원균 1-3의 초기 제어 활성화를위한 중요합니다. 또한, 적응 메모리 림프구에 의한 IFN-γ 생산에 재감염 4 선천성 세포의 활성화를 프라이밍 중요하다. L. 따라서 감염 모델 모노 사이토 겐 IFN-γ 생산을 증가시키기 위해 설계된 새로운 치료법은 생체 내 IFN-γ 반응에 영향을 미치는 등과 같은 세균 간극을 증가 또는 마우스의 생존을 개선 생산적 생물학적 효과가 있는지 여부를 조사하기위한 훌륭한 도구 역할 …에서감염. 리스테리아 모노 사이토 겐의 EGD 균주 C57BL / 6J 마우스의 복강 내 감염을 수행하고, 유동 세포 계측법에 의한 NK 세포, NKT 세포, 및 적응 림프구에 의한 IFN-γ 생산을 측정하는 방법의 기본 프로토콜이 여기에서 설명한다. (1) 성장하고 접종에 대한 박테리아를 준비 (2) 엔드 포인트로 비장과 간, 그리고 (3) 측정 동물의 생존에 박테리아 부하를 측정 : 또한, 절차에 설명되어 있습니다. 대표 데이터는이 감염 모델 L. 모노 사이토 겐이 감염 마우스의 생존에 대한 IFN-γ 반응의 특정 제제의 효과를 테스트 할 수있는 방법을 예시하기 위해 제공된다.
Introduction
IFN-γ는 세포 내 병원체에 대한 면역 매개 종양 성장을 제어하기위한 5 중요 사이토킨이다. 박테리아 내성이 사이토 카인의 중요성은 IFN-γ의 신호 전달 경로에서의 돌연변이는 마이코 박테리아 및 살모넬라 6 감염에 매우 민감하여 인간 관찰에 분명하다. 마찬가지로, 마우스, IFN-γ 또는 L.는 10, 11 모노 사이토 겐을 포함 마이코 박테리아 7-9 및 기타 세포 내 병원균에 저항의 IFN-γ 수용체 전시 결함 중 하나에 슈만 편모충 주요 12, 살모넬라 티피 무리 움 (13), 특정 바이러스 (11) 결핍. 맞서 싸우는 병원균뿐만 아니라, IFN-γ 종양 (14)에 대한 호스트 방어에 중요한 역할을한다. IFN-γ의 높은 생산은 감염 또는 암의 맥락에서 유용하지만, 이러한 사이토 카인의 생산을 장기간 t 연계 된비 – 비만 당뇨 마우스 모델 (18) 전신성자가 면역 15-17의 발전 형 가속도 O I 당뇨병.
IFN-γ의 주요 소스는 NK 세포, NKT 세포, γδ T 세포, T 헬퍼 1 (받은 Th1) 세포 및 세포 독성 T 림프구 (CTL)를 포함 5,19,20. IFN-γ에 의해 선천성 및 후천성 면역을 모두 향상 (1)를 조절 (3) 강화 식세포, (2) 항원 제시 세포상의 공동 – 자극 분자의 발현을 증가시키는 주요 조직 적합성 복합체 (MHC) 클래스 I 및 II 발현 식세포 작용 및 염증성 사이토 카인의 생산 및 살균 요인 (예를 들면, 일산화 질소 및 활성 산소 종), (4) (5) (면역 글로불린 항체 클래스 스위칭을 촉진하는 Th1 효과기 세포로의 나이브 CD4 + T 세포의 분화를 촉진 IG) 2a 및 마우스에서 IgG3 ()는 (6) 케모카인의 생성을 유도하는 난 부위로 면역 세포를 모집nfection 및 (7) NK 세포 및 CTL 반응을 향상 5,19. 병원균과 종양 호스트 응답 IFN-γ의 결정적인 중요성을 감안할 때, 재조합 IFN-γ는 (19에서 검토) 다양한 감염과 악성 종양에 대한 치료로 테스트되었습니다. IFN-γ 또는받은 Th1 촉진 사이토킨 인터루킨 -12 (IL-12)의 전신 투여는 부작용과 연관 투여 량 관련 독성 (19, 21)가되기 때문에, 의한 IFN-γ 생산을 증가시키기 위해 대안적인 전략의 개발에 대한 관심이있다 면역 세포. 새로운 바이오 작은 분자의 개발은 에이전트가 면역 반응 중 IFN-γ의 생산을 증가 여부를 테스트하기 위해 생체 검사 도구의 필요 여부이는 동물의 생존의 증가로 의미있는 생물학적 효과로 변환합니다.
그램 양성 세균 리스테리아 모노 사이토 겐 쥐의 실험 감염에 대한 쓸모있는 모델이었다세포 내 병원균 1,22에 대한 호스트 면역 IFN-γ의 역할을 해독. 병원균 정맥 또는 복강 (IP)와 쥐의 감염은이 일 포스트 (3) 사이에 4를 발생하는 비장의 피크 세균 부하 주민 대식 세포 및 간세포에 의해 내면화 될 비장과 간,에 박테리아의 급속한 보급에 이르게 감염 1,3,22. NK 세포에 의한 IFN-γ의 생산은 대 식세포의 활성화 및 병원체 3에 대한 초기 저항 중요하다; 그러나 높은 전염성 투여 량, IFN-γ의 생산은 병원균 통관 (23)에 유해 할 수 있습니다. NKT 세포는 병원균 2,24 초기 제어시 비장, 간에서 IFN-γ의 공급원이며, 이러한 제조는 NK 세포를 포함하는 다른 2 종류의 세포에 의한 IFN-γ 생산을 증폭하는 것으로 나타났다. 이상적 상대있는 반면, 적응 형 T 림프구 이상 작용, CD8 + T 세포큘라은 병원균의 간극을 매개하고 다시 감염 1,4,22에 대한 보호를 제공하기위한 중요하다.
이 감염 모델 (1 검토) 이유에서 연구자 매력적인왔다. 우선, 병원체 감염이 높은 재현성과 강한받은 Th1 세포 성 면역 반응을 유도한다. 둘째, 치사 감염시 세균 부하가 쉽게 측정 될 수있는 간 및 비장에서 농축된다. 셋째, 병원체 안전하게 바이오 레벨 2 (BSL2) 조건 하에서 처리 될 수있다. 넷째, 생물 및 면역 반응이 광범위하게 특성화되었다 생성있다. 마지막으로, 돌연변이와 유전자 변형 종자의 다양한 사용할 수 있습니다 개발되었다.
L.의 EGD 균주와 C57BL / 6J 마우스의 접종을위한 기본 프로토콜은 여기에 25 모노 사이토 겐입니다 설명 및 IFN 측정 – γ 다시NK, NKT, 적응 림프구 후 감염에 의해 sponses. 또한 설명 치사 감염 후에 박테리아 비장, 간 부하를 측정하고, 병원체의 변형 LD 50 복용량 감염 후 생존 연구를 수행하는 방법이다. 마지막으로, 대표 데이터는이 프로토콜은 감염 L. 모노 사이토 겐에서 IFN-γ 반응과 마우스의 생존에 대한 새로운 치료법의 효과를 스크리닝하기 위해 사용될 수 있는지 나타낸다.
Protocol
Representative Results
Discussion
여기에서 우리는 L.의 EGD 균주가 남성 또는 여성 C57BL / 6J 마우스에서 25 모노 사이토 기본 실험 감염을 수행하는 방법에 대한 프로토콜을 설명합니다. 이 프로토콜은 생체 (31)에 타고난 및 적응 림프구에 의한 IFN-γ 생산에 새로운 작은 분자 IS001의 효과를 연구하기위한 목적으로 설립되었다. 세균 통관과 생존 후 감염을 모니터링함으로써, 통찰력 IFN-γ의 이러한…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Development of this protocol was supported by an operating grant from CIHR (MOP97807) to SED.
Materials
| Brain Heart Infusion Broth, Modified | BD | 299070 | any brand should be appropriate |
| Agar | BD | 214010 | any brand should be appropriate |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 | any brand should be appropriate |
| 1xPBS | Sigma | D8537 | any brand should be appropriate |
| TissueLyser II | Qiagen | 85300 | any brand should be appropriate |
| Ammonium Chloride (NH3Cl) | any brand should be appropriate | ||
| KHCO3 | any brand should be appropriate | ||
| Na2EDTA | any brand should be appropriate | ||
| RPMI 1640 | Gibco | 22400089 | any brand should be appropriate |
| Fetal Bovine Serum | Gibco | 12483 | Before use, heat-inactivate at 56 °C for 30 min |
| L-glutamine | Gibco | 25030 | any brand should be appropriate |
| Non-essential amino acids | Gibco | 11140 | any brand should be appropriate |
| Penicillin/Streptomycin | Gibco | 15140 | any brand should be appropriate |
| GolgiStop Protein Transport Inhibitor (containing Monensin) | BD | 554724 | Use 4 μl in 6 ml cell culture |
| 16% Paraformaledehye | Electron Microscopy Sciences | 15710 | Dilute to 4% PFA in ddH20 or 1xPBS |
| 10 x Perm/Wash buffer | BD | 554723 | Dilute 10x in ddH20 |
| Fc block, Anti-Mouse CD16/CD32 Purified | eBioscience | 14-0161 | Dilute 1:50 |
| Fixable Viability Dye eFluor 506 | eBioscience | 65-0866 | Dilute 1:1000 (we have also used viability dyes from Molecular Probes) |
| anti-Mouse CD4-PE-Cy5 (GK1.5) | eBioscience | 15-0041 | Manufacturer recommends a certain test size; however this should be titrated before use. |
| anti-Mouse CD8-FITC (53-6.7) | eBioscience | 11-0081 | Manufacturer recommends a certain test size; however this should be titrated before use. |
| PBS57/mCD1d tetramer-APC | NIH Tetramer Core Facility | N/A | Obtained as a gift from the facility |
| anti-Mouse TCRβ-PE-Cy7 (H56-597) | eBioscience | 25-5961 | Manufacturer recommends a certain test size; however this should be titrated before use. |
| anti-Mouse NKp46-APC-eFluor780 (29A1.4) | eBioscience | 47-3351 | Manufacturer recommends a certain test size; however this should be titrated before use. |
| anti-Mouse CD45 PE-Cyanine7 (30-F11) | eBioscience | 25-0451 | Manufacturer recommends a certain test size; however this should be titrated before use. |
| anti-Mouse IFN gamma-PE (XMG1.2) | eBioscience | 12-7311 | Manufacturer recommends a certain test size; however this should be titrated before use. |
| OneComp eBeads | eBioscience | 01-1111 | Manufacturer recommends a certain test size; however this should be titrated before use. |
| Mouse IFN gamma ELISA kit | eBioscience | 88-7314 | Used for measuring the interferon gamma in the culture supernatant |
| 50 mL vented tubes for culture | Used for culturing the bacteria, any brand should be appropriate | ||
| 1.5 ml microcentrifuge tubes | any brand should be appropriate | ||
| bacterial petri dishes | any brand should be appropriate | ||
| 2 ml cyrovials | any brand should be appropriate | ||
| UV spectrometer | any brand should be appropriate | ||
| safety engineered needles | any brand should be appropriate | ||
| C57BL6/J | Jackson laboratories | Stock#000664 | Order for arrival at 7 wks |
| Bleach | For decontamination | ||
| 70% Ethanol | For decontamination | ||
| Glass beads | any brand should be appropriate | ||
| Centrifuge | rotor, buckets, bucket covers. | ||
| Microcentrifuge | any brand should be appropriate | ||
| Sterile Glycerol | any brand should be appropriate | ||
| Pipette Tips | any brand should be appropriate | ||
| Pipette | any brand should be appropriate | ||
| Surgical instruments | any brand should be appropriate | ||
| 70 micron strainers | any brand should be appropriate | ||
| 3 ml syringe | any brand should be appropriate | ||
| Pipette gun | any brand should be appropriate | ||
| Filtration Units | any brand should be appropriate | ||
| Trypan Blue | Dilute 1 to 9 in ddH20, any brand should be appropriate | ||
| Hemocytometer | any brand should be appropriate | ||
| Round bottomed plates | any brand should be appropriate | ||
| FACs tubes | BD | ||
| BD LSR II | BD | Any flow cytometer could be used for acquisition that has an appropriate laser configuration and filter set to discriminate the fluorochormes | |
| Flowjo software | Treestar | Used for data analysis. Other types of data analysis software will also be appropriate | |
| Multichannel pipettor (0-300 µl) | Eppendorf | Used for washing cells and adding antibodies during flow cytometry staining | |
| Acetic Acid | Used for washing glass beads, any brand should be appropriate | ||
| Microbank Bacterial Preservation System | Pro-lab Diagnositics | Used as an alternative to glycerol stocks for long-term storage of bacteria |
Referências
- Pamer, E. G. Immune responses to Listeria monocytogenes. Nat Rev Immunol. 4 (10), 812-823 (2004).
- Ranson, T., et al. Invariant V alpha 14+ NKT cells participate in the early response to enteric Listeria monocytogenes infection. J Immunol. 175 (2), 1137-1144 (2005).
- Bancroft, G. J., Schreiber, R. D., Unanue, E. R. Natural immunity: a T-cell-independent pathway of macrophage activation, defined in the scid mouse. Immunol Rev. 124, 5-24 (1991).
- Soudja, S. M., et al. Memory-T-cell-derived interferon-gamma instructs potent innate cell activation for protective immunity. Immunity. 40 (6), 974-988 (2014).
- Schoenborn, J. R., Wilson, C. B. Regulation of interferon-gamma during innate and adaptive immune responses. Adv Immunol. 96, 41-101 (2007).
- Filipe-Santos, O., et al. Inborn errors of IL-12/23- and IFN-gamma-mediated immunity: molecular, cellular, and clinical features. Semin Immunol. 18 (6), 347-361 (2006).
- Flynn, J. L., et al. An essential role for interferon gamma in resistance to Mycobacterium tuberculosis infection. J Exp Med. 178 (6), 2249-2254 (1993).
- Cooper, A. M., et al. Disseminated tuberculosis in interferon gamma gene-disrupted mice. J Exp Med. 178 (6), 2243-2247 (1993).
- Dalton, D. K., et al. Multiple defects of immune cell function in mice with disrupted interferon-gamma genes. Science. 259 (5102), 1739-1742 (1993).
- Harty, J. T., Bevan, M. J. Specific immunity to Listeria monocytogenes in the absence of IFN gamma. Immunity. 3 (1), 109-117 (1995).
- Huang, S., et al. Immune response in mice that lack the interferon-gamma receptor. Science. 259 (5102), 1742-1745 (1993).
- Wang, Z. E., Reiner, S. L., Zheng, S., Dalton, D. K., Locksley, R. M. CD4+ effector cells default to the Th2 pathway in interferon gamma-deficient mice infected with Leishmania major. J Exp Med. 179 (4), 1367-1371 (1994).
- Hess, J., Ladel, C., Miko, D., Kaufmann, S. H. Salmonella typhimurium aroA- infection in gene-targeted immunodeficient mice: major role of CD4+ TCR-alpha beta cells and IFN-gamma in bacterial clearance independent of intracellular location. J Immunol. 156 (9), 3321-3326 (1996).
- Ikeda, H., Old, L. J., Schreiber, R. D. The roles of IFN gamma in protection against tumor development and cancer immunoediting. Cytokine Growth Factor Rev. 13 (2), 95-109 (2002).
- Hodge, D. L., et al. IFN-gamma AU-rich element removal promotes chronic IFN-gamma expression and autoimmunity in mice. J Autoimmun. 53, 33-45 (2014).
- Seery, J. P., Carroll, J. M., Cattell, V., Watt, F. M. Antinuclear autoantibodies and lupus nephritis in transgenic mice expressing interferon gamma in the epidermis. J Exp Med. 186 (9), 1451-1459 (1997).
- Peng, S. L., Moslehi, J., Craft, J. Roles of interferon-gamma and interleukin-4 in murine lupus. J Clin Invest. 99 (8), 1936-1946 (1997).
- Savinov, A. Y., Wong, F. S., Chervonsky, A. V. IFN-gamma affects homing of diabetogenic T cells. J Immunol. 167 (11), 6637-6643 (2001).
- Miller, C. H., Maher, S. G., Young, H. A. Clinical Use of Interferon-gamma. Ann N Y Acad Sci. 1182, 69-79 (2009).
- Paget, C., Chow, M. T., Duret, H., Mattarollo, S. R., Smyth, M. J. Role of gammadelta T cells in alpha-galactosylceramide-mediated immunity. J Immunol. 188 (8), 3928-3939 (2012).
- Leonard, J. P., et al. Effects of single-dose interleukin-12 exposure on interleukin-12-associated toxicity and interferon-gamma production. Blood. 90 (7), 2541-2548 (1997).
- Zenewicz, L. A., Shen, H. Innate and adaptive immune responses to Listeria monocytogenes: a short overview. Microbes Infect. 9 (10), 1208-1215 (2007).
- Viegas, N., et al. IFN-gamma production by CD27(+) NK cells exacerbates Listeria monocytogenes infection in mice by inhibiting granulocyte mobilization. Eur J Immunol. 43 (10), 2626-2637 (2013).
- Selvanantham, T., et al. Nod1 and Nod2 enhance TLR-mediated invariant NKT cell activation during bacterial infection. J Immunol. 191 (11), 5646-5654 (2013).
- Becavin, C., et al. Comparison of widely used Listeria monocytogenes strains EGD, 10403S, and EGD-e highlights genomic variations underlying differences in pathogenicity. MBio. 5 (2), e00969-e00914 (2014).
- Jones, G. S., D’Orazio, S. E. F. Unit 9B.2 Listeria monocytogenes: cultivation and laboratory maintenance, Chapter 31B. Curr Protoc Microbiol. , (2013).
- Conour, L. A., Murray, K. A., Brown, M. J. Preparation of animals for research–issues to consider for rodents and rabbits. ILAR J. 47 (4), 283-293 (2006).
- Obernier, J. A., Baldwin, R. L. Establishing an appropriate period of acclimatization following transportation of laboratory animals. ILAR J. 47 (4), 364-369 (2006).
- Zhang, M. A., Ahn, J. J., Zhao, F. L., Selvanantham, T., Mallevaey, T., Stock, N., Correa, L., Clark, R., Spaner, D., Dunn, S. E. Antagonizing peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARalpha) activity enhances Th1 immunity in male mice. J. Immunol. , (2015).
- Kaplan, E. L., Meier, P. Nonparametric estimation from incomplete observations. J Amer Stat Assoc. 53, 457-481 (1958).
- Brown, D. R., et al. Limited role of CD28-mediated signals in T helper subset differentiation. J Exp Med. 184 (3), 803-810 (1996).
- Czuprynski, C. J., Brown, J. F. The relative difference in anti-Listeria resistance of C57BL/6 and A/J mice is not eliminated by active immunization or by transfer of Listeria-immune T cells. Immunology. 58 (3), 437-443 (1986).
- Busch, D. H., Vijh, S., Pamer, E. G. Animal model for infection with Listeria monocytogenes, Chapter 19. Curr Protoc Immunol. , (2001).
- Mekada, K., et al. Genetic differences among C57BL/6 substrains. Exp Anim. 58 (2), 141-149 (2009).
- Ivanov, I. I., et al. Specific microbiota direct the differentiation of IL-17-producing T-helper cells in the mucosa of the small intestine. Cell Host Microbe. 4 (4), 337-349 (2008).
- Bou Ghanem, N. E., Myers-Morales, T., Jones, G. S., D’Orazio, S. E. Oral transmission of Listeria monocytogenes in mice via ingestion of contaminated food. J Vis Exp. (75), e50381 (2013).
- Lecuit, M., Dramsi, S., Gottardi, C., Fedor-Chaiken, M., Gumbiner, B., Cossart, P. A single amino acid in E-cadherin responsible for host specificity towards the human pathogen Listeria monocytogenes. Embo J. 18 (14), 3956-3963 (1999).
- Wollert, T., et al. Extending the host range of Listeria monocytogenes by rational protein design. Cell. 129 (5), 891-902 (2007).
- Brunt, L. M., Portnoy, D. A., Unanue, E. R. Presentation of Listeria monocytogenes to CD8+ T cells requires secretion of hemolysin and intracellular bacterial growth. J Immunol. 145 (11), 3540-3546 (1990).
- Muraille, E., et al. Distinct in vivo dendritic cell activation by live versus killed Listeria monocytogenes. Eur J Immunol. 35 (5), 1463-1471 (2005).
- Datta, S. K., et al. Vaccination with irradiated Listeria induces protective T cell immunity. Immunity. 25 (1), 143-152 (2006).
- Geginat, G., Schenk, S., Skoberne, M., Goebel, W., Hof, H. A novel approach of direct ex vivo epitope mapping identifies dominant and subdominant CD4 and CD8 T cell epitopes from Listeria monocytogenes. J Immunol. 166 (3), 1877-1884 (2001).
- Shen, H., et al. Recombinant Listeria monocytogenes as a live vaccine vehicle for the induction of protective anti-viral cell-mediated immunity. Proc Natl Acad Sci U S A. 92 (9), 3987-3991 (1995).
- Foulds, K. E., et al. Cutting edge: CD4 and CD8 T cells are intrinsically different in their proliferative responses. J Immunol. 168 (4), 1528-1532 (2002).
