Erhebung und Verarbeitung von Lymphknoten von großen Tieren für RNA-Analyse: Vorbereitung auf Lymphknoten Transkriptomischen Studien der großen Tierarten

RNA-Sequenzierung Analyse des transkriptoms Lymphknoten bietet die Möglichkeit, die Immunantwort von Tieren zu einer Vielzahl von Krankheitserregern zu charakterisieren. Während diese Methode bei Mäusen ausgiebig genutzt wurden, haben vor kurzem Analysen in größeren Säugetiere^1,2ausgebaut. Vieh/großes Tier Lymphknoten kann verwendet werden, um Host Reaktion auf eine Infektion, nicht nur für den Gebrauch im Impfstoff oder genetische Anfälligkeit Studien und für die Identifizierung von Zielen für die Entwicklung von Medikamenten, sondern auch als Modellsysteme für Studien am Menschen zu charakterisieren über Zoonosen. Zum Beispiel im Falle von Brucellose (eine bakterielle Zoonose, dass Auswirkungen eine halbe Million auf der ganzen Welt jedes Jahr Menschen), trotz deutlich erhöhte Kosten, Studien bei Schafen oder Ziegen sind relevanter für die Infektion beim Menschen und menschliche Impfstoff Entwicklung als Labor Tiermodelle. Maus Infektionsmodelle rekapitulieren die retikuloendothelialen System Infektion aber nicht die charakteristischen klinischen Symptome³_.

Im großen Tierversuch im Vergleich zu tierischen Laborstudien umfasst den Prozess des Gewebes Ernte unbedingt eine längere Verzögerung zwischen der Euthanasie und die Gewebe-Kollektion, die eine mögliche für die Erhaltung der Herausforderung qualitativ hochwertige RNA. Intakte RNA ist essentiell für die Generation der biologisch relevanten transkriptomischen Daten. Die Erzeugung von qualitativ hochwertigen RNA aus Gewebeproben erfolgt im Containment Einrichtungen für große Tiere Pathogen Studien besonders kritisch. Solche Studien sind von Natur aus schwieriger durchzuführen, da sie nicht nur genehmigte Anlagen und hoch qualifiziertes Personal erfordern aber auch erhebliche finanzielle Kosten, die abhängig von der Arbeit von Dutzende bis Hunderte von Tausenden von Dollar reichen können. Diese Arten von Studien beinhalten auch eine interdisziplinäre Zusammenarbeit und fachübergreifende Kenntnisse für ihren Abschluss, ihre Komplexität hinzufügen. Daher bietet Ausbildung auf, Entwicklung und Einhaltung ein optimiertes System für die Entnahme von Proben und Erhaltung erhebliche Vorteile für nachgeschaltete molekulare Untersuchungen von Geweben von infizierten Tieren.

Die Sammlung von größeren Lymphknoten präsentiert zusätzliche Herausforderungen für die Gewebe-Sammlung im Vergleich zu ähnlichen Probenahme von murinen Lymphknoten. Die Vorbereitung auf die Probe-Exzision erfordert ein grundlegendes Verständnis der Anatomie des Lymphknotens, einschließlich der relevanten internen Strukturen. Die Struktur eines Lymphknotens besteht aus lymphoiden Läppchen umgeben von Nebenhöhlen mit Lymphe gefüllt. Diese Strukturen sind in eine zähe, fibröse Kapsel eingeschlossen. ⁴ eine lymphoide Lobule ist die “grundlegende anatomische und funktionelle Einheit des Lymphknotens” und besteht aus Follikel, eine tief kortikale Einheit und medulläre Schnüre und Nebenhöhlen⁴ (Abbildung 1A). B- und T-Lymphozyten sind Heimat der Follikel und tiefen kortikalen Einheiten. Diese Strukturen bieten eine 3D Gerüst und der Interaktion zwischen Lymphozyten und Antigen oder antigenpräsentierende Zellen.

Grob, Follikel und tiefen kortikalen Einheiten identifiziert werden können auf Schnittfläche als sie eine dichtere netzartige Geflecht enthalten und dunkler als die Nebenhöhlen, die bestehen aus einem zarteren netzartige Geflecht und heller erscheinen (Abbildung 1 b). Gemäß der Konvention beziehen sich Pathologen auf die Regionen der Lymphknoten als oberflächliche Kortex (Follikel), Parakortex (tief kortikalen Einheiten) und der Medulla (medulläre Schnüre und Nebenhöhlen). Eine ordnungsgemäße Untersuchung aller drei Regionen wurde als beste Praxis in Routine pathologischen Untersuchung Leitlinien für Lymphknoten⁵angesehen. Beachten Sie, dass es erhebliche Unterschiede in der Konsistenz, Größe und Farbe der Lymphknoten, auch innerhalb eines einzelnen Tieres. Zunehmendem Alter der Tiere ihre Lymphknoten wird tendenziell kleiner und werden fester als bei jüngeren Tieren, in der Regel auf eine Erhöhung ihrer Bindegewebe und eine Verminderung der normalen lymphatischen Struktur^6,7.

Abbildung 1. Anatomie des Lymphknotens. (A) Diese Karikatur zeigt die Anatomie des Lymphknotens, Schlüsselstrukturen darstellt. (B) dieses noch Bild zeigt einen bovinen Lymphknoten schneiden im Querschnitt. Die relevanten Strukturen/Layer, die mit dem bloßen Auge sichtbar sind, werden hervorgehoben. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abhängig von der experimentellen Frage wird verschiedenen Lymphknoten für die Erhebung und Analyse von Interesse sein. Peripheren Lymphknoten sind diejenigen befindet sich tief im subkutanen Gewebe. Bei Rindern, periphere oder oberflächlichen Lymphknoten oft verwendet in der klinischen und experimentellen Praxis umfassen Parotis, mandibulären, retropharyngeal, prescapular, Thymus (precrural) und oberflächlichen inguinalen (Supramammary bei Frauen, bei Männern scrotal) () ( Abbildung 2). In Tabelle 1sind die Eigenschaften der wichtigsten oberflächlichen Lymphknoten, wie beschrieben in die Rinder System⁸beschrieben. Im folgenden sind einige mögliche Lymphknoten Sammlung Pläne für bakterielle Infektionskrankheiten von Rindern als Ausgangspunkt für die Untersuchung vorgestellt.

Brucella Abortus/Brucella Melitensis: Standard necropsies für B. Abortus-infizierten Rindern und B. Melitensis-infizierten Ziegen am National Animal Disease Center zu erholen, Supramammary, Prescapular und Parotis Lymphknoten Gewebe , sowohl für das Schleifen für die bakterielle Enumeration und für die RNA-Vorbereitung für den Host RNA Ausdruck profilieren. B. Abortus zurückgewonnen werden regelmäßig in jedem der diese Lymphknoten in experimentell infizierten Rindern⁹_. Das Vorhandensein von Bakterien in jedem solcher Lymphknoten nachweisbar in B. Melitensis-infiziert Ziegen bis zu mindestens neun Monate nach der Infektion mit der RNA-basierten Methoden aus unseren Studien (Boggiatto Et Al., unveröffentlicht). Salmonellen SP.: Prescapular, subiliac (Thymus), mesenterialen Lymphknoten nützlich erwiesen haben, während die Profilierung der Rinder Kadaver Salmonellen Prävalenz^10,11,12 und wäre von Interesse für transkriptomischen Studien. E. Coli O157: H7: mesenterialen Lymphknoten (in den mittleren Dünndarm und distalen Dünndarm Standorten) sind die Niederlassungen einer gelegentlichen Erholung der Bakterien im infizierten Kälbern (aber nicht bei infizierten Erwachsenen Rindern)¹³. Leptospirose (Leptospira SP.): eine chronische Persistenz der Bakterien in den Lymphknoten Entwässerung der Brustdrüse¹⁴beobachtet worden. Mycobacterium bovis : Bei Rindern wurden die Bakterien wieder Post-experimentelle Infektion von mediastinalen und tracheobronchialer Lymphknoten Kälber¹⁵. Darüber hinaus ist Lymphknoten RNA verwendet worden, um große Tier Host Reaktionen auf Viren, wie die Schweine reproduktive und respiratorische Syndrom Virus²zu untersuchen. Abbildung 2 zeigt den Speicherort der eine Teilmenge von diesen großen Lymphknoten im Körper Rinder.

Abbildung 2: Cartoon Darstellung ausgewählter Lymphknoten Standorte in Bos taurus . Die nummerierten Lymphknoten sind kommentiert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

In diesem Papier und das zugehörige Video präsentieren wir ein Protokoll für die Isolierung von großen Tieren Lymphknoten für RNA-Studien, soll informativ für Molekularbiologen transkriptomischen Studien von großen Tieren Infektionen beteiligt sein. Erstens bieten wir einen Überblick über die Isolierung-Verfahren für die Lymphknoten mit Probenahme von Rindern und Bisons Gewebe als Beispiele. Gepaart mit dieser Demo, wie im Video dargestellt, ist ein Workflow für eine reproduzierbare Gewebe Probenahme zur RNA-Isolierung. Anschließend beschreiben wir wichtige Überlegungen für die Verarbeitung eines infizierten Lymphknotens mit Fokus auf Sicherheit, Beständigkeit und RNS-Qualität.

Die Vorbereitung der RNA aus dem Gewebe mit einem versauerten Phenol-Guanidin erfolgt Reagenz basiert auf der Originalmethode von Chomczynski und Sacchi^16,17, mit einer Reinigung über Silica-basierten Spin Spalten in Anwesenheit von chaotropen Agenten basierend auf der ursprünglichen Arbeit von Vogelstein und Gillespie¹⁸. Wir untersuchen auch das Potenzial für die Verwertung von RNA für Transkriptom von Rindern Lymphknoten durch alternative Methoden haltbar gemacht. Schließlich beschäftigen wir die Auswirkungen der Zeitvariablen RNS-Qualität in großen Tier Autopsien, einschließlich eine repräsentativere Experiment Darstellung der Wirkung einer Erhöhung in der Zeit zwischen der Euthanasie und die Probenahme auf dem wiederhergestellten RNA-Profil von Bison und Bovine Lymphknoten. Dieser Artikel wird nicht nur Molekulare Biologen, sondern auch zu tierärztliche Forscher beginnend transkriptomischen Studien nützlich.