Summary

M細胞による細菌の取り込みを評価するパイエル板腸管ループアッセイを連結したマウスのアプリケーション

Published: December 17, 2011
doi:

Summary

パイエル板を覆う特殊な濾胞関連上皮におけるM細胞は腸管関連リンパ系組織における粘膜免疫監視に重要な役割を果たす。ここでは、M細胞による細菌のトランスサイトーシスのために評価方法を説明<em> in vivoで</em>。このメソッドは、免疫系におけるM細胞の機能を理解する方法を提供する。

Abstract

私たちの腸の内側には共生細菌の膨大な数で生息しています。消化管の粘膜表面は、継続的に、時には病原体にさらされています。腸管関連リンパ組織(GALT)は、これらの微生物1、2への粘膜免疫応答の誘導に重要な役割を果たす。粘膜免疫応答を開始するには、粘膜の抗原は、パイエル板などの組織リンパ濾胞に上皮バリアを介して腸管内腔から運ばれている必要があります。この抗原のトランスは、特殊な上皮M細胞3、4によって媒介される。 M細胞は積極的に高分子や微生物を貪食非定型上皮細胞である。樹状細胞(DC)とマクロファージ、分解のためにリソソームへの標的抗原とは異なり、M細胞は主に内部化された抗原をtranscytose。 M細胞を介してこの積極的な高分子のトランスサイトーシスは、基盤となる組織リンパ濾胞に抗原を提供dは、抗原特異的粘膜免疫応答を開始するために不可欠であると考えられている。しかし、M細胞がこの抗原取り込みを促進する分子機構はほとんど不明です。我々は以前、特に腸の中のM細胞の頂端部細胞膜上に発現する糖タンパク質2(GP2)は、 大腸菌サルモネラ血清型ネズミチフス菌(S.ネズミチフス菌を含む共生と病原性腸内細菌のサブセットのためのtranscytotic受容体として機能することを報告している)、FimH、細菌の外膜5上のI型線毛の成分を認識すること。ここで、我々は、マウスのパイエル板腸管ループアッセイのアプリケーションM細胞による細菌の取り込みを評価するための方法を提示する。このメソッドは、以前に6,7を説明したマウス腸管ループアッセイの改良版です。改良点は以下のとおりである:1。イソフルランは、麻酔剤として使用した。 2。約1cm結紮腸管ループincludINGパイエル板が設置されました。 3。 M細胞に取り込ま細菌は、蛍光の蛍光標識試薬によってまたは緑色蛍光タンパク質(GFP)などの過剰発現蛍光タンパク質で標識した。 4。パイエル板を覆う濾胞関連上皮におけるM細胞は、抗GP2抗体でホールマウントimmunostainigにより検出した。 5。 M細胞による蛍光細菌のトランスは、共焦点顕微鏡分析により観察した。マウスパイエル板腸管ループアッセイは、どのようなM細胞によってtranscytosed共生や病原性細菌の答えを供給することができる、とM細胞を介して粘膜免疫系を刺激する方法の分子機構を理解するのにつながる可能性があります。

Protocol

1。細菌細胞の調製ストリークグリセロールは、LB上の蛍光細菌(例えば、ネズミチフス菌の発現GFPなど)アンピシリン100μg/ mlを含む寒天プレートを買い物カゴに追加。 新しいLB培地2 mlの一晩LB寒天培地からの培養は、単一のコロニー。 600nmで1.0の光学密度に達するまで新たなLB培地とインキュベート4.5 mlにバクテリア培養液0.5mlを追加。 遠心により収穫細?…

Discussion

細菌懸濁液と連結パイエル板のインキュベーション時間は、M細胞への細菌の混入を観察するために1時間通常です。 4時間のインキュベーションの場合には、細菌は多くの場合、パイエル板のT細胞領域に検出されます。気化イソフルラン吸入麻酔は、マウスを安定に保つことができるように、細菌懸濁液と連結パイエル板のインキュベーション時間は、パイエル板のT細胞領域に移動する?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

著者らはこの手法を開発するためのすべてのEIBのメンバーに感謝したいと思います。この研究は、特定領域研究"膜輸送"(HO)、および(KH)、若手研究(SFとKH)、および科学研究"感染現象のマトリックス"(HOによって部分的にサポートされていました)、および革新的な領域研究日本の教育、文化、スポーツ、科学技術省から"細胞内ロジスティクス"(HO)、。

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  

References

  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

Cite This Article
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