צנרור שבעל-פה של דג זברה למבוגרים: מודל להערכת ספיגת מעיים של תרכובות ביו
Summary
הפרוטוקול מתאר נלוקסון דג זברה למבוגרים עם ביולוגי; לאחר מכן לנתח, הכנת המעי עבור cytometry, מיקרוסקופיה קונפוקלית ו- qPCR. שיטה זו מאפשרת ניהול של תרכובות ביו לעקוב אחר ספיגת מעיים ואת הגירוי המערכת החיסונית המקומית עורר. זה רלוונטי לבדיקה את הדינמיקה מעיים של אמצעי מניעה שבעל-פה.
Abstract
רוב פתוגנים פולשים אורגניזמים דרך רירית שלהם. זה נכון במיוחד בדגים כפי שהם נחשפים באופן רציף סביבה מים עתירי חיידקים. פיתוח שיטות יעילות עבור משלוח אוראלי של immunostimulants או חיסונים, אשר מפעיל את מערכת החיסון כנגד מחלות זיהומיות, רצוי מאוד. בהמצאת כלי מניעתי, ניסיוניות טוב יש צורך לבחון את הביצועים שלהם. כאן, אנו מראים שיטה לצנרור שבעל-פה של דג זברה בוגרת וערכה של ההליכים כדי לנתח ולהתכונן המעי cytometry, מיקרוסקופיה קונפוקלית וניתוח תגובת שרשרת (qPCR) פולימראז כמותית. עם פרוטוקול זה, אנחנו יכולים בדיוק לנהל אמצעי אחסון עד 50 µL לדוג במשקל כ 1 g בפשטות ובמהירות, מבלי לפגוע החיות. שיטה זו מאפשרת לנו לבחון תפיסה ישירה ויוו של תרכובות fluorescently עם תוויות ברורות על ידי רירית המעי לבין יכולת immunomodulatory של תכשירים כאלה באתר המקומי לאחר צנרור. על ידי שילוב שיטות במורד הזרם כמו cytometry זרימה, היסטולוגיה, qPCR ומיקרוסקופיה קונפוקלית של רקמת המעי, נוכל להבין איך immunostimulants או חיסונים הם מסוגלים לחצות את המחסומים הרירית מעיים, עוברים פרופריה. מוסקולריס, ו להגיע לשריר, הפעלת השפעה על מערכת החיסון הרירית מעיים. המודל יכול לשמש כדי לבחון אמצעי מניעה אוראלי המועמד ו מערכות אספקה או אפקט מקומיים של כל המתחם ביואקטיביות אוראלית.
Introduction
מטרת מאמר זה היא לתאר עומק שיטה פשוטה לצנרור שבעל-פה של דג זברה, יחד עם שימושי משויך הליכים במורד הזרם. אוראלי צנרור באמצעות דג זברה הפך מודל מעשי במחקר של מחלות זיהומיות dynamics, חיסון אוראלי/immunostimulant, ספיגת התרופה/nanoparticle ואת היעילות וחסינות מעיים הרירית. לדוגמה, דג זברה צנרור אוראלי שימש במחקר של זיהום של התחממות עולמית , Mycobacterium peregrinum –1. . Lovmo et al. גם משתמשים בהצלחה מודל זה למסור חלקיקים, התחממות עולמית מ . מערכת העיכול של דג זברה בוגרת2. בנוסף, צ’ן. et al. משמש צנרור אוראלי דג זברה להראות כי סמים כמוס על ידי חלקיקים, כאשר מנוהל באמצעות מערכת העיכול, הוסעו על פני מחסום דם המוח3. מחברים אלה לבצע צנרור המבוסס על שיטת gauvage מתוארת על ידי. Collymore et al. 4 עם מספר שינויים. עם זאת, הם לא סיפקו פרוטוקול מאוד מפורט המתאר את ההליך צנרור אוראלי. כאן, אנו מציגים שיטה לצנרור שבעל-פה של דג זברה בוגרת בונים על. Collymore et al. 4 בהמשך נשלב את הכנת המעי לבדיקה במורד הזרם הרלוונטי על ידי cytometry, מיקרוסקופיה קונפוקלית qPCR.
המעי ורירית במיוחד שלה הוא את השורה הראשונה להגנה מפני זיהום האתר העיקרי של ספיגת התזונתי5. כאשר תאים אפיתל של אנטיגן תאים בתוך מחסומים הרירית תופסים אותות סכנה, תגובה חיסונית מולדת מיידי מופעלת. הבא, התגובה החיסונית מסתגלת ספציפי מאוד היא הוקמה על ידי T ו- B לימפוציטים6,7. פיתוח חיסונים שבעל פה הוא אזור המיקוד הנוכחי ב- vaccinology. חיסונים כאלה יהיה כלי יעיל כדי להגן על האורגניזם באתרים חשופים בשל התגובה ספציפי של תאים חיסוניים ב8,רירית הקשורים רקמות הלימפה (מאלט)9. עופות ומידגה, חיסונים הרירית יש יתרונות ברורים לעומת זריקות חיסונים. הם שימושיים לקבלת חיסון המוני, פחות עתירי עבודה, הן פחות מלחיץ לדג, יכול להיות מנוהל על מנת דגים צעירים. ובכל זאת, החיסון הרירית מועמדים חייבים להגיע על קטע בטן שני מבלי להיות שפגע בסימני בסביבת אוראלי. הם גם חייבים לחצות הרירית המחסומים על מנת לקבל גישה אנטיגן הצגת תאים (נגמ שים) כדי לגרום תגובות מקומיות ו/או מערכתית10. לכן, בדיקה של תפיסה הרירית מושגת על ידי אנטיגנים אוראלי המועמד ומערכות אספקת שלהם, כמו גם התגובה החיסונית עורר, חיוני בפיתוח של חיסונים שבעל-פה.
בהקשר הביו-רפואי, פיתוח מודל לבחון השפעות ביולוגיות של תרכובות לאחר צנרור אוראלי הוא עניין הולך וגדל. רבות מהתכונות אנטומית, פיזיולוגית של המעי נשמרים בין שושלות bilaterian, עם יונקים ודגים כחוש11. מודל זה צנרור אוראלי מחובר ניתוח במורד הזרם יכולה להיות כלי כדי לספק תובנות הביולוגיה האנושית, כמו גם בסיס ביולוגי או אחרים תרכובות ויוו.
פרוטוקול צנרור אוראלי יכול להתבצע על ידי מפעיל אחד, למשל, בהצלחה וניהול עד 50 µL של חלבון nanoparticle ההשעיה לדוג במשקל 1 g, עם שיעור הישרדות גבוהה. ההליך הוא פשוט להגדיר ומהירה; 30 דגים יכול לצנר ב 1 h. הפרוטוקול עבור הכנת המעי היא המפתח לספק דגימות תאים ורקמות איכות לצורך ניתוח מאוחר יותר. דוגמאות של הזרם תוצאות ניתנות אשר מראים את התועלת של הפרוטוקול בקבלת נתונים הקשורים ספיגת מעיים לבודד RNA איכות עבור qPCR. הפרוטוקול תהיה תועלת רבה לאלו הזקוקים מודל מתאים כדי לבדוק את הדינמיקה של אמצעי מניעה אוראלי או תרכובות אחרות במעי.
Protocol
Representative Results
Discussion
פרוטוקול זה הוא שיפור של הטכניקה שתואר לעיל לצנרור אוראלי על-ידי. Collymore et al. 4 פרוטוקול שלנו מתאר בפירוט את השיטה צנרור אוראלי, כולל הכנת המעי עבור ניתוחים במורד הזרם. השיטה שלנו משפר את מהירות מניפולציה דגים המאפשר אחד לבצע את כל הפרוטוקול במהירות, ללא הרבה שינויים בין מפע?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים ממשרד ספרדית של המדע, הנציבות האירופית וקרנות AGAUR ל ע נ (AGL2015-65129-R MINECO/פדר, AGAUR 2014SGR-345). RT מחזיקה מראש דוקטורט במלגת לימודים AGAUR (ספרד), ג’יי-ג’יי נתמכה על ידי מלגת דוקטורט מטעם המועצה מלגה סין (סין), ע”נ נתמכת על-ידי התוכנית Ramón y Cajal (RYC-2010-06210, 2010, MINECO). אנו מודים Torrealba ד ר על ייעוץ מומחה בייצור חלבונים, הוותיק ש מ “Microscopia דה Servei”, ר קוסטה מ מ “Servei דה Citometria” של ברצלונה דה Autònoma Universitat לסיוע טכני מועיל.
Materials
| Silicon tube | Dow Corning | 508-001 | 0.30 mm inner diameter and 0.64 mm outer diameter |
| Luer lock needle | Hamilton | 7750-22 | 31 G, Kel-F Hub |
| Luer lock syringe | Hamilton | 81020/01 | 100 μL, Kel-F Hub |
| Filtered pipette tip | Nerbe Plus | 07-613-8300 | 10 μL |
| MS-222 | Sigma Aldrich | E10521 | powder |
| 10x PBS | Sigma Aldrich | P5493 | |
| Filter paper | Filter-Lab | RM14034252 | |
| Collagenase | Gibco | 17104019 | |
| DMEM | Gibco | 31966 | Dulbecco's modified eagle medium |
| Penicillin and streptomycin | Gibco | 15240 | |
| Cell strainer | Falcon | 352360 | |
| CellTrics filters | Sysmex Partec | 04-004-2326 (Wolflabs) | 30 µm mesh size filters with 2 mL reservoir |
| Tissue-Tek O.C.T. compound | SAKURA | 4583 | |
| Plastic molds for cryosections | SAKURA | 4557 | Disposable Vinyl molds. 25 mm x 20 mm x 5 mm |
| Slide | Thermo Scientific | 10149870 | SuperFrost Plus slide |
| Cover glasses | Labbox | COVN-024-200 | 24´24 mm |
| Paraformaldehyde (PFA) | Sigma-Aldrich | 158127 | |
| Atto-488 NHS ester | Sigma-Aldrich | 41698 | |
| Sodium bicarbonate | Sigma-Aldrich | S5761 | |
| DMSO | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| Maxwell RSC simplyRNA Tissue Kit | Promega | AS1340 | |
| 1-Thioglycerol/Homogenization solution | Promega | Inside of Maxwell RSC simplyRNA Tissue Kit | adding 20 μl 1-Thioglycerol to 1 ml homogenization solution (2%) |
| vertical laboratory rotator | Suministros Grupo Esper | 10000-01062 | |
| Cryostat | Leica | CM3050S | |
| Homogenizer | KINEMATICA | Polytron PT1600E | |
| Flow cytometer | Becton Dickinson | FACS Canto | |
| 5 mL round bottom tube | Falcon | 352058 | |
| Confocal microscope | Leica | SP5 | |
| Fume Hood | Kottermann | 2-447 BST | |
| Nanodrop 1000 | Thermo Fisher Scientific | ND-1000 | Spectrophotometer |
| Agilent 2100 Bioanalyzer System | Agilent | G2939A | RNA bioanalyzer |
| Maxwell Instrument | Promega | AS4500 | |
| iScript cDNA synthesis kit | Bio-rad | 1708891 | |
| CFX384 Real-Time PCR Detection System | Bio-Rad | 1855485 | |
| iTaq universal SYBR Green Supermix kit | Bio-rad | 172-5120 | |
| Water | Sigma-Aldrich | W4502 | |
| Cryogenic vial | Thermo Fisher Scientific | 375418 | CryoTube vial |
| Mounting medium | Sigma-Aldrich | F6057 | Fluoroshield with DAPI |
References
- Harriff, M. J., Bermudez, L. E., Kent, M. L. Experimental exposure of zebrafish, Danio rerio (Hamilton), to Mycobacterium marinum and Mycobacterium peregrinum reveals the gastrointestinal tract as the primary route of infection: A potential model for environmental mycobacterial infection. Journal of Fish Diseases. 30 (10), 587-600 (2007).
- Lovmo, S. D., et al. Translocation of nanoparticles and Mycobacterium marinum across the intestinal epithelium in zebrafish and the role of the mucosal immune system. Developmental and Comparative Immunology. 67, 508-518 (2017).
- Chen, T., et al. Small-Sized mPEG-PLGA Nanoparticles of Schisantherin A with Sustained Release for Enhanced Brain Uptake and Anti-Parkinsonian Activity. ACS Applied Materials and Interfaces. 9 (11), 9516-9527 (2017).
- Collymore, C., Rasmussen, S., Tolwani, R. J. Gavaging Adult Zebrafish. Journal of Visualized Experiments. (78), e50691-e50691 (2013).
- Kim, S. H., Jang, Y. S. Antigen targeting to M cells for enhancing the efficacy of mucosal vaccines. Experimental and Molecular Medicine. 46 (3), 85 (2014).
- Iwasaki, A., Medzhitov, R. Regulation of adaptive immunity by the innate immune system. Science. 327 (5963), 291-295 (2010).
- Kunisawa, J., Kiyono, H. A marvel of mucosal T cells and secretory antibodies for the creation of first lines of defense. Cellular and Molecular Life Sciences. 62 (12), 1308-1321 (2005).
- Rombout, J. H., Yang, G., Kiron, V. Adaptive immune responses at mucosal surfaces of teleost fish. Fish Shellfish Immunology. 40 (2), 634-643 (2014).
- Salinas, I. The Mucosal Immune System of Teleost Fish. Biology. 4, 525-539 (2015).
- Munang’andu, H. M., Mutoloki, S., Evensen, O. &. #. 2. 4. 8. ;. An overview of challenges limiting the design of protective mucosal vaccines for finfish. Frontiers in Immunology. 6, 542 (2015).
- Lickwar, C. R., et al. Genomic dissection of conserved transcriptional regulation in intestinal epithelial cells. PLoS Biology. 15 (8), 2002054 (2017).
- Brand, M., Granato, M., Nüsslein-Volhard, C. Keeping and raising zebrafish. Zebrafish. 261, 7-37 (2002).
- Rességuier, J., et al. Specific and efficient uptake of surfactant-free poly(lactic acid) nanovaccine vehicles by mucosal dendritic cells in adult zebrafish after bath immersion. Frontiers in Immunology. 8, 190 (2017).
- Kephart, D., Terry, G., Krueger, S., Hoffmann, K., Shenoi, H. High-Performance RNA Isolation Using the Maxwell 16 Total RNA Purification Kit. Promega Notes. , (2006).
- . Thermo Fisher Scientific NanoDrop 1000 spectrophotometer V3.8 user’s manual. Thermo Fisher Scientific Incorporation. , (2010).
- Lightfoot, S. Quantitation comparison of total RNA using the Agilent 2100 bioanalyzer, ribogreen analysis, and UV spectrometry. Agilent Application Note. , (2002).
- Huggett, J. F., et al. The digital MIQE guidelines: Minimum information for publication of quantitative digital PCR experiments. Clinical Chemistry. 59 (6), 892-902 (2013).
- Matthews, M., Varga, Z. M. Anesthesia and euthanasia in zebrafish. ILAR Journal. 53 (2), 192-204 (2012).
- Renshaw, S., Loynes, C. A transgenic zebrafish model of neutrophilic inflammation. Blood. 108 (13), 3976-3978 (2006).
- Ellett, F., Pase, L., Hayman, J. W., Andrianopoulos, A., Lieschke, G. J. mpeg1 promoter transgenes direct macrophage-lineage expression in zebrafish. Blood. 117 (4), (2011).
