Methoden voor bioluminescentie beeldvorming van bacteriële infecties bij levende dieren beschreven. Ziekteverwekkers worden aangepast om luciferase te drukken waardoor optisch het gehele lichaam van infecties in levende dieren. Diermodellen kunnen besmet zijn met luciferase uitdrukken pathogenen en de daaruit voortvloeiende beloop van de ziekte gevisualiseerd in real-time door bioluminescentie imaging.
Imaging is een waardevolle techniek die gebruikt kan worden om biologische processen te controleren. In het bijzonder, kan de aanwezigheid van kankercellen, stamcellen, specifieke immuun soorten cellen, virale pathogenen, parasieten en bacteriën worden gevolgd in real-time in levende dieren 1-2. Toepassing van de bioluminescentie beeldvorming aan de studie van pathogenen heeft voordelen ten opzichte van conventionele strategieën voor de analyse van infecties in diermodellen 3-4. Infecties kunnen gevisualiseerd worden binnen individuele dieren na verloop van tijd, zonder dat euthanasie op de locatie en hoeveelheid van de ziekteverwekker te bepalen. Optische beeldvorming maakt uitgebreid onderzoek van alle weefsels en organen, in plaats van bemonstering van de sites die eerder bekend te zijn besmet. Daarnaast kan de nauwkeurigheid van de enting in specifieke weefsels direct worden bepaald voor de verdere uitvoering van dieren die zonder succes werden ingeënt in het hele experiment. Variabiliteit tussen de dieren kunnen worden gecontroleerd voor, omdat imaging maakt het mogelijk elk dier afzonderlijk worden gevolgd. Imaging heeft het potentieel om grote behoefte aantal dieren te verminderen vanwege de mogelijkheid om gegevens uit tal van tijd punten te verkrijgen zonder dat u afgenomen weefsels te bepalen pathogeen laden 3-4.
Dit protocol beschrijft methoden om infecties in levende dieren met behulp van bioluminescentie beeldvorming voor recombinante stammen van bacteriën te drukken luciferase te visualiseren. De klik kever (CBRLuc) en vuurvlieg luciferases (FFluc) gebruiken luciferine als een substraat 5-6. Het licht geproduceerd door zowel CBRluc en FFluc heeft een breed golflengte van 500 nm tot 700 nm, waardoor deze luciferases uitstekende verslaggevers voor de optische beeldvorming in het leven diermodellen 7-9. Dit komt vooral doordat golflengten van het licht groter is dan 600 nm zijn verplicht om absorptie te voorkomen door hemoglobine, en dus efficiënt reizen door weefsel van zoogdieren. Luciferase is genetisch ingebracht in de bacteriën om te lichtsignaal 10 te produceren. Muizen worden pulmonale geënt met bacteriën bioluminescente intratracheaal de monitoring van infecties in real time mogelijk te maken. Na luciferine injectie, worden de beelden verkregen met behulp van de IVIS Imaging System. Tijdens de beeldvorming, muizen verdoofd met isofluraan met behulp van een XGI-8 Gas Anethesia System. Beelden kunnen worden geanalyseerd om te lokaliseren en het signaal bron, die de bacteriële infectie site (s) en het nummer staat voor respectievelijk kwantificeren. Na de beeldvorming, is CFU bepaling uitgevoerd op gehomogeniseerd weefsel om de aanwezigheid van bacteriën te bevestigen. Meerdere doses van bacteriën worden gebruikt om bacteriële aantallen correleren met luminescentie. Beeldvorming kan worden toegepast op studie van de pathogenese en de evaluatie van de werkzaamheid van antibacteriële verbindingen en vaccins.
Hoewel het volgen van deze protocollen zal meestal resulteren in hoge kwaliteit beelden, is het belangrijk om een paar belangrijke punten te overwegen om accurate en consistente gegevens uit beeldvormend onderzoek te verkrijgen. Luminescentie afbeeldingen moeten worden verworven die telt van 600 tot 60.000 om ervoor te zorgen dat het signaal boven de achtergrond en de camera is niet verzadigd. Indien de verkregen signaal is minder dan 600 de blootstelling voorwaarden moeten worden aangepast aan de tellingen te ver…
The authors have nothing to disclose.
De auteurs bedanken de Cirillo laboratorium leden voor waardevolle discussies en hulp in deze studie. Wij danken dr. Joshua Hill en het laboratorium van Dr James Samuel voor hulp bij het tijdens de opnames van dit protocol. Dit werk werd gefinancierd door subsidie 48.523 van de Bill & Melinda Gates Foundation en het verlenen van AI47866 van de National Institutes of Health.
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 |