Un protocollo dettagliato di un modello murino per enteroemorragica e. coli (enteroemorragico EHEC) colonizzazione tramite bioluminescenza-identificati batteri è presentato. La rilevazione di questi batteri bioluminescenti di un non-invasiva in vivo imaging sistema animali vivi può avanzare la nostra comprensione corrente della colonizzazione di EHEC.
Enteroemorragica e. coli (enteroemorragico EHEC) O157: H7, che è un agente patogeno portato dagli alimenti che causesdiarrhea, colite emorragica (HS), e la sindrome uremica emolitica (HUS), colonizzare il tratto intestinale degli esseri umani. Per studiare il meccanismo dettagliato della EHEC colonizzazione in vivo, è essenziale disporre di modelli animali per monitorare e quantificare la colonizzazione di EHEC. Dimostriamo qui un modello di colonizzazione del mouse-EHEC trasformando il plasmide di espressione bioluminescente per EHEC per monitorare e quantificare la colonizzazione di EHEC in soggiorno ospiti. Animali inoculati con bioluminescenza-labeled EHEC mostrano segnali bioluminescenti intensi in topi tramite rilevazione con un non-invasiva in vivo imaging sistema. Dopo 1 e 2 giorni dopo l’infezione, bioluminescenti segnali potrebbero essere ancora presente in animali infettati, che suggerisce che EHEC colonizzare in padroni di casa per almeno 2 giorni. Inoltre dimostriamo che questi EHEC bioluminescenti individuare all’intestino del mouse, specificamente nell’intestino cieco e del colon, da immagini di ex vivo . Questo modello di colonizzazione del mouse-EHEC può servire come strumento per far progredire la conoscenza corrente del meccanismo di colonizzazione di EHEC.
EHEC O157: H7 è un patogeno che causa diarrea1, HS2, HUS3e anche insufficienza renale4 attraverso cibo o acqua contaminato. EHEC è un patogeno enterobacterium e colonizza il tratto gastrointestinale di esseri umani1. Quando EHEC prima aderire all’epitelio intestinale host, iniettano i fattori di colonizzazione nelle cellule ospiti attraverso il sistema di secrezione di III tipo (T3SS) che funziona come una siringa molecolare che induce un fissaggio e cancellando (A/E) lesione successivamente per imporre adesione (colonizzazione)5. Questi geni coinvolti nella formazione della lesione A/E codificati per il locus dell’enterocita (LEE) il effacement patogenicità isola5.
Bioluminescenza è una reazione chimica produzione di luce, in cui luciferasi catalizza la luciferina di substrato per generare luce visibile6. Questo processo enzimatico richiede spesso la presenza di ossigeno o l’adenosina trifosfato (ATP)6. Bioluminescenza imaging (BLI) permette ai ricercatori la visualizzazione e la quantizzazione delle interazioni ospite-patogeno in animali vivi7. BLI possono caratterizzare il ciclo di infezione batterica in animali vivi seguendo i batteri bioluminescenti come migrare e invadere i tessuti differenti7; Questo rivela una progressione dinamica dell’infezione. Inoltre, la carica batterica negli animali è relativo al segnale bioluminescenti8; così, è un comodo indicatore per stimare le condizioni patologiche degli animali da esperimento in modo semplice e diretto.
Il plasmide usato qui contenute l’operone luciferasi, luxCDABE, che è il batterio Photorhabdus luminescens che codifica la propria luciferasi substrato7,9. Trasformando questo plasmide esprimendo la luciferasi in batteri, i processi di colonizzazione e l’infezione possono essere monitorati osservando questi batteri bioluminescenti animali vivi. Nel complesso, BLI e bioluminescenza-identificati batteri permettono ai ricercatori di monitorare i numeri batterici e la posizione, la vitalità batterica con antibiotici/terapia trattamento ed espressione genica batterica infezione/colonizzazione6, 7. sono stati segnalati numerosi batteri patogeni che esprimono l’operone luxCDABE per esaminare la loro espressione di ciclo e/o gene di infezione nell’infezione. Questi batteri, tra cui uropathogenic Escherichia coli10, EHEC8,11,12,13, enteropatogeni e. coli (EPEC)8, Citrobacter Rodentium14,15, Salmonella typhimurium16, Listeria monocytogenes17, Yersinia enterocolitica18,19, e Vibrio cholerae20, sono stati documentati.
Parecchi modelli sperimentali sono stati sviluppati per facilitare lo studio di EHEC colonizzazione in vitro e in vivo21,22,23. Tuttavia, c’è una mancanza di adeguati modelli animali per studiare l’EHEC colonizzazione in vivoe quindi una conseguente scarsità di dettagli. Per facilitare lo studio di EHEC colonizzazione meccanismo in vivo, è prezioso per costruire modelli animali per osservare e quantificare la colonizzazione di EHEC animali vivi in un metodo non-invasivo.
Questo manoscritto descrive un modello di colonizzazione del mouse-EHEC che utilizza un sistema di espressione bioluminescente per monitorare la colonizzazione di EHEC nel tempo in soggiorno ospiti. Topi intragastrically vengono inoculati con bioluminescenza-labeled EHEC e viene rilevato il segnale bioluminescente in topi con un non-invasiva in vivo imaging sistema13. I topi infettati con bioluminescenza-labeled EHEC hanno mostrato significativi segnali bioluminescenti in loro intestino dopo 2 giorni dopo l’infezione, che ha suggerito che tali batteri colonizzarono nell’intestino ospite dopo 2 giorni dopo l’infezione. Ex vivo immagine dati hanno mostrato che questa colonizzazione è specificamente nell’intestino cieco e del colon dei topi. Utilizzando questo modello di mouse-EHEC, la colonizzazione di EHEC bioluminescente può essere rilevata nell’ospite vivente da uno in vivo imaging system, per studiare i meccanismi dettagliati della colonizzazione di batteri enterici, che possono promuovere ulteriore comprensione in Cambiamenti fisiologici e patologici indotti da EHEC.
È stato segnalato che EHEC trasformati con il plasmide luciferasi è stato utilizzato per esaminare la localizzazione nel host o espressione genica in vivo8,11,12. Il modello murino dimostrato qui è stato segnalato anche per rilevare i tempi di EHEC colonizzato e localizzazione in host murino8. Tuttavia, forniamo il protocollo di dettaglio di come amministrare l’inoculazione di EHEC ai topi int…
The authors have nothing to disclose.
Riconosciamo Chi-Chung Chen dal dipartimento di ricerca medica, Chi Mei Medical Center (Tainan, Taiwan) per l’aiuto nel topo di infezione e il supporto dal centro laboratorio animale della National Cheng Kung University. Questo lavoro è sostenuto dal Ministro della scienza e tecnologia (MOST) concede (più 104-2321-B-006-019, 105-2321-B-006-011,-005 and106-2321-B-006) a CC.
Shaker incubator | YIH DER | LM-570R | bacteria incubation |
Orbital shaking incubator | FIRSTEK | S300 | bacteria incubation |
pBSL180 | source of nptII gene | ||
pAKlux2 | source of luxCDABE operon | ||
T&A Cloning Kit | Yeastern Biotech | FYC001-20P | use for TA cloning |
Nsi I | NEB | R0127S | use for plasmid cloning |
Sca I | NEB | R0122S | use for plasmid cloning |
Spe I-HF | NEB | R0133S | use for plasmid cloning |
Sma I | NEB | R0141S | use for plasmid cloning |
T4 ligase | NEB | M0202S | use for plasmid cloning |
Ex Taq | TaKaRa | RR001A | use for PCR amplification |
10X Ex Taq Buffer | TaKaRa | RR001A | use for PCR amplification |
dNTP Mixture | TaKaRa | RR001A | use for PCR amplification |
PCR machine | applied Biosystem | 2720 thermal cycler | for PCR amplification |
Glycerol | SIGMA | G5516-1L | use for bacteria stocking solution |
NaCl | Sigma | 31434-5KG-R | chemical for making LB medium, 10 g/L |
Tryptone | CONDA pronadisa | Cat 1612.00 | chemical for making LB medium, 10 g/L |
Yeast Extract powder | Affymetrix | 23547-1 KG | chemical for making LB medium, 5 g/L |
Agar | CONDA pronadisa | Cat 1802.00 | chemical for making LB agar |
kanamycin | Sigma | K4000-5G | antibiotics, use for seleciton |
streptomycin | Sigma | S6501-100G | antibiotics, eliminate the microbiota in mice |
EDL933 competent cell | Homemade | method is on supplemental document | |
Electroporator | MicroPulser | for electroporation | |
Electroporation Cuvettes | Gene Pulser/MicroPulser | 1652086 | for electroporation |
High-speed centrifuge | Beckman Coulter | Avanti, J-26S XP | use for centrifuging bacteria |
Fixed-Angle Rotor | Beckman Coulter | JA25.5 | use for centrifuging bacteria |
Fixed-Angle Rotor | Beckman Coulter | JLA10.5 | use for centrifuging bacteria |
centrifuge bottles | Beckman Coulter | REF357003 | use for centrifuging bacteria |
centrifuge bottles | Thermo Fisher scientific | 3141-0500 | use for centrifuging bacteria |
eppendorf biophotometer plus | eppendorf | AG 22331 hamburg | for measuring the OD600 value of bacteria |
C57BL/6 mice | Laboratory Animal Center of NCKU | ||
lab coat, gloves | for personnel protection | ||
isoflurane | Panion & BF Biotech Inc. | G-8669 | for mice anesthesia, pharmaceutical grade |
1ml syringe | use for oral gavage of mice | ||
Reusable 22 G ball-tipped feeding needle | φ0.9 mm X L 50 mm | use for oral gavage of mice | |
surgical scissors | use for mice experiment | ||
Xenogen IVIS 200 imaging system | Perkin Elmer | IVIS spectrum | use for bioluminescent image capture |
Living Image Software | Perkin Elmer | version 4.1 | use for quantifying the image data |