Method Article
Здесь мы описываем протокол для определения в мышей с инвазивного аспергиллёза легких грибковых бремя путем количественной оценки Gomori в модифицированных methanamine Серебряный пятнать в гистологических срезах. Использование этого метода приводило к сопоставимые результаты с меньше по сравнению с оценки грибковых бремени путем количественного PCR легких грибковых ДНК животных.
Количественная оценка легких грибковых бремя имеет решающее значение для определения относительных уровней иммунной защиты и грибковых вирулентности в моделях мыши легочной грибковой инфекции. Хотя несколько методов используются для оценки грибковых бремя, количественные полимеразной цепной реакции (ПЦР) ДНК, грибковых стала техника с несколько преимуществ по сравнению с предыдущими методами на основе культуры. В настоящее время всеобъемлющую оценку патологии легких, лейкоцитарные вербовки, грибковые бремя и экспрессии генов мышей с инвазивного аспергиллеза (IA) требует использования значительное число экспериментальных и контрольных животных. Здесь количественная оценка легких гистологические окрашивания для определения грибковых бремя, используя ограниченное количество животных был рассмотрен подробно. Легких разделы были витражи для выявления грибковых структур с Gomori модифицированных methanamine серебра (GMS) пятнать. Изображения были взяты из разделов GMS-витражи из 4 дискретные поля каждого формалин Исправлена парафин врезанных легких. GMS, окрашенных областей внутри каждого изображения были количественно с помощью программы анализа изображений, и от этой количественной оценки, средний процент окрашенных области было определено для каждого образца. Используя эту стратегию, eosinophil недостаточным мышей выставлены сократилось грибковых бремя и болезней с caspofungin терапией, а мышей дикого типа с IA не улучшится с caspofungin. Аналогично грибковых бремя у мышей, не хватает γδ T клетки также были улучшены, caspofungin, как измеряется ПЦР и GMS количественной оценки. Количественная оценка GMS поэтому вводится как метод для определения относительной легких грибковых бремя, которое в конечном счете может уменьшить количество экспериментальных животных, необходимых для комплексного исследования инвазивного аспергиллёза.
IA-это оппортунистическая инфекция, которая может развиться в впечатлительных людей с врожденной или приобретенной иммунной недостатки благодаря иммунной супрессивной терапии или хронической инфекции1,2. Первичная инфекция часто происходит в легкй, хотя в некоторых случаях распространение Aspergillus fumigatus печень, почки, сердце, и может произойти мозга, приводит в обширных тканевых вторжения гифы, сопровождается тяжелой болезни и высокой показатели смертности1,2. Кроме того эффективность существующих фармакотерапия ограничено и может быть ослабило появление противогрибковые резистентных штаммов в окружающей среды3. Поэтому важно понять механизмы грибковых вирулентности и принимающих патологии, которые содействуют развитию или обострение инвазивных грибковых заболеваний.
Мышиных моделях остаются важными механистический IA исследований, поскольку они позволяют исследователям оценить роль генов вирулентности грибковых и принимающих иммунной эффекторов для создания и роста A. fumigatus, в естественных условиях4,5. Следовательно несколько стратегий были разработаны для того, чтобы эффективно количественно оценить или сравнить грибковых бремя в группы подопытных животных6,7. Эти стратегии предусматривают на основе культуры, биохимические, иммуноанализ, или методов ПЦР, каждый с свои преимущества и недостатки. Кроме того каждый из этих методов включают преданность подмножество животных помимо тех, кто пожертвовал для оценки иммунного эффекторные функции, анализ выражения гена, и сравнительные гистопатология7. Таким образом комплексные исследования IA часто требуют значительного числа исследований животных при существенных издержках. Таким образом, эффективные стратегии, уменьшающие экспериментальной время, животное затраты и этические соображения, используя животных тканей для несколько анализа являются чрезвычайно ценным7.
В настоящем докладе вводится метод описания квантификации GMS, пятнать в гистологических срезах для сравнения относительной грибковых бремени между экспериментальной группы мышей с ИА. Подробно описан каждый шаг от грибковые культуры к инфекции, ткани урожая и обработки и захвата изображений и анализа данных. Грибковые бремя, полученные GMS количественной оценки были сопоставлены с ПЦР в модели нейтропенических IA и в caspofungin лечение одичал типа или eosinophil недостаточным мышей с IA8. Результаты показывают сходство с GMS количественной и ПЦР грибковых ДНК. Это предполагает, что GMS количественной оценки может быть полезным для исследователей, занимающихся гистологические анализы как дополнительных или альтернативных метода сравнения относительной грибковых бремени в мышах с IA и в конечном итоге может уменьшить стоимость и использование животных исследования в комплекс, механистических исследования.
Все животные процедуры были утверждены животное уход и использование Комитета Индиана государственный университет, принимающей Кампус школы медицины университета Индианы — Терр Хаут.
1. Подготовка A. fumigatus конидий инфекции
Рисунок 1: Горяева представитель область, используемая для подсчета конидий (бокс, стрелка).
2. снижение иммунитета и инфекции мышиных модели
Рисунок 2: экспериментальный график. Эта цифра была изменена с предыдущей публикации8.
3. сбор и сохранение мыши легких для гистологического анализа
4. сбор и сохранение мыши легких для грибковых бремя ДНК
5. микроскопии и изображений
6. Использование программы обработки изображений для вычисления грибковых бремя (рис. 3)
Рисунок 3: представитель скриншоты для каждого шага GMS гистологические поле квантификации. (A) выберите Файл > папка с образцами для количественного определения > выберите изображение. (B) выберите изображение > Вид > преобразовать в «RGB стека». Используйте клавишу со стрелкой вправо для выбора второй из трех данного изображения. (C) хит «контроль + shift + T» довести до регулятора настройки меню «Порог». Найдите исходное изображение .jpg или .tiff как ссылку и открыть с помощью программы просмотра фото. Потяните верхний ползунок до упора слева и ползунок внизу, до тех пор, пока площадь выбранного (в красном) является представителем микроскопия image (обычно начиная от 130-160 как указывается справа от ползунка. (.D) после выбранного нажмите «установить» > «OK». Выберите «Анализ» > «Задать измерения» > проверить «Уголок, уголок дроби, предел порога, отображаемая метка» и оставить параметры внизу (раскрывающегося меню и десятичных) по умолчанию > «OK». (E) наконец выберите «Анализ» > «Мера» (должно появиься окно с данными, или вкладки на панели задач windows будут отображаться с надписью «Результаты»). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
7. ДНК грибковых бремя
Рисунок 4 включает в себя график выживания дикого типа или eosinophil недостаточным мышей с IA относились с caspofungin. Результаты показывают, что eosinophil недостаточным мышей выставлены увеличение выживания, по сравнению с мышах одичал типа (50% смертности по сравнению с 100% смертности, соответственно). Рисунок 5 показывает представитель GMS окрашивания нейтропенических одичал тип и eosinophil недостаточным мышей с IA лечить или не лечить с caspofungin. Caspofungin лечение привело к относительной грибковых Распродажа в eosinophil недостаточным, но не одичал типа мыши (правой панели), во время обеих групп, которые не получили caspofungin были аналогичные (левой панели). Рисунок 6 показывает сравнение грибковых бремени в caspofungin лечение и контроль без лечения одичал типа или eosinophil недостаточным мышей, используя оба ПЦР грибковых ДНК (Рисунок 6A) и представитель GMS количественная оценка 4 (10 X цель) полей) Рисунок 6B). Результаты, полученные от обоих методов показывают, что результаты лечения caspofungin в наиболее значимых грибковых бремя уменьшаться между мышей дикого типа и eosinophil недостаточным (рис. 6A). Однако в необработанной мышей, только GMS количественной привело к значительным снижением мышей не хватает эозинофилов (Рисунок 6B). Когда средняя площадь всего легочными GMS-окрашенных участков были рассчитаны (4 X цель), отличия были похожи на результаты, полученные с 4 представителя 10 X поля, хотя и с меньше статистической значимости (рис. 6 c). Рисунок 7 показывает выживания, изображения представитель GMS окрашивание (4 10 X полей) и количественная оценка грибковых бремя обоими методами в γδ дефицит Т клеток (TCRδKO) мышей, которые лечились с caspofungin по сравнению с контролем, лечить мышей. Caspofungin лечение улучшение выживания (рис. 7A) и грибковые бремя (Рисунок 7B-D) в TCRδKO мышей. Аналогичные результаты на рисунке 6, результаты грибковых бремени как измеряется ПЦР (рис. 7B) и представитель GMS количественной (рис. 7 c) были сопоставимыми.
Рисунок 4: увеличение выживания в eosinophil недостаточным (ΔdblGATA) мышах с IA после лечения с caspofungin. 15-30 мышей/группы. Краткое изложение экспериментов 3-6. p < 0,0001. Эта цифра была изменена с предыдущей публикации8. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 5: представитель изображения участков GMS-окрашенных легких от дикого типа, eosinophil недостаточно и caspofungin лечение или управления лечить мышей с НМА Представитель группы по 3-4 мышей /. Линейку эквивалентна 100 мкм. Эта цифра была изменена с предыдущей публикации8. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 6: грибковых бремя в одичал тип eosinophil недостаточным мышей с IA лечить или управления относились с caspofungin. (A) ПЦР грибковых ДНК. 15-30 мышей/группы, изложение экспериментов 3-6. (B) GMS количественная оценка гистологических срезах, средний % GMS окрашивания от 4 полей (10 x цель). (C) GMS количественной оценки, средний % всего легкого секции (4 X цель). Резюме 5 мышей/группы B и C. p < 0,05. p < 0,001. p < 0,0001. Эта цифра была создана с использованием данных, которые были указаны в предыдущем издание8. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 7: снижение тяжести IA γδ Т клеток недостаточным мышей после лечения caspofungin. Выживание (A). (B) ПЦР грибковых ДНК. (C) GMS количественная оценка гистологии. (D) представитель изображения GMS-окрашенных участков от γδ T клетки с IA, переработанных или непереработанных с caspofungin. A и B являются резюме двух экспериментов с 7-10 мышей/группой. Резюме 4 мышей/группы C и D. p < 0,05. p < 0.01. p < 0,001. Эта цифра была изменена с предыдущей публикации8. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Целью этой статьи было внедрить метод для определения грибковых бремя легких у мышей с IA, используя GMS-окрашенных легких Гистологические срезы для анализа изображений и количественной оценки. В этом исследовании, лечение с β-глюканы синтез ориентация противогрибковый препарат caspofungin14 не улучшится выживания или грибковых бремя в мышах одичал тип нейтропенических с IA8. Однако в отсутствие эозинофилов или γδ T клетки, выживания и грибковых бремя улучшилась. Результаты нашего исследования также показали, что сопоставимые результаты могут быть получены путем GMS грибковых бременем по сравнению с широко используется грибковых ДНК ПЦР метод6.
Есть несколько преимуществ использования GMS грибковых бремя количественной оценки. Во-первых этот процесс может использовать существующие гистологические образцы, потенциально уменьшая количество экспериментов необходимо определить существенные различия. Во-вторых в этом исследовании, меньше животных необходимы для количественной оценки GMS грибковых бремя для достижения значительных различий по сравнению с ПЦР грибковых ДНК (рис. 6, рис. 7). В-третьих сравнение грибковых бремени в различные изолятах, ПЦР могут быть затронуты изолировать-зависит от различий в рибосомной ДНК копии номер15. В отличие от этого GMS количественной оценки не зависит от копии номер, как грибковые бремени определяется относительных уровней грибковые роста легких. Таким образом использование GMS количественной оценки для грибковых бремя уменьшает использование позвоночных животных и не требуется предварительное определение числа рДНК копии. Наконец в дополнение к изменению грибковых морфологии, caspofungin терапии увеличивает грибковых фрагментации и таким образом может искусственно увеличить грибковых бремя, когда измеряется изоляции колонии формирования подразделений из легких гомогенатах12,16 ,17. Таким образом GMS количественная оценка грибковых бремя избегает несколько ограничений, присущих с других часто используемых методов.
Однако важно отметить ограничения GMS количественной оценке и/или исследования. Во-первых авторы сопоставимых распределение гиф роста всей легких каждой экспериментальной группы и таким образом количественной оценки от 4 представителя 10 x объективных поля как представитель измерение для грибковых бремя на всей легких (Рисунок 6B). Вполне возможно, что в некоторых случаях относительное распределение, размер и плотность гиф очагов будет достаточно отличаются тем что грибковые бремя будет отличаться с этим методом и эквивалент методом ПЦР. Однако наши дополнительные результаты с квантификацией раздел весь легких с помощью объективных поля 4 X показали аналогичные, хотя и менее статистически значимых различий между группами (рис. 6 c). Стандартная ошибка этой количественной оценки было увеличено с этой стратегией, вероятно из-за снижение гиф резолюции с 4 X объективной и увеличение фон в неоптимальных областях. Таким образом представитель количественную оценку меньшее количество полей на увеличение является предпочтительным. Во-вторых только один центральный раздел был использован для каждого образца. Это возможно, основанный на грибковые изолятов или используется мышей штаммов, что некоторые исследования может привести к неравномерному распределению гиф роста. В тех случаях дополнительных разделов на протяжении каждого блока парафина следует количественно для получения более представительным бремя. В-третьих в экспериментах, которые вызывают значительное производство муцин (т.е., количественного определения сократимость микоз аллергическими заболеваниями бронхолегочной аспергиллеза (ABPA)18 или кистозный фиброз (CF)18), GMS реактивности с полисахарид богатые муцин19 может неспецифической GMS + результаты и таким образом отклонение некоторые образцы пользу выше грибковых бремя. Так как в этом исследовании была использована только модель нейтропенических IA, вполне возможно, что использование других иммунных компетентным или подавляющих моделей могла бы результаты в менее сопоставимые результаты. Несмотря на эти оговорки GMS количественной оценки обеспечивает сопоставимой методику для определения грибковых бремя, и его дальнейшее использование в дополнительных исследованиях далее может проверить полезность этого метода как последовательным, надежным и экономически эффективным.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Это исследование было поддержано в части, Индиана университета школа из медицины исследований повышение Грант и низ-NIAID 1R03AI122127-01. В этот период н.а. частично поддерживается карьеру в области иммунологии стипендий от Американской ассоциации иммунологов.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Aspergillus fumigatus 293 Stock Solution | Fungal Genetics Stock Center | FGSC #A1100 | |
HyPure Cell Culture Grade Water | Thermo Fisher Scientific | SH30529.03 | |
Malt Extract | MP Biomedicals | 2155315 | White Powder |
BD BBL Acidicase Dehydrated Culture Media: Peptone | Fisher Scientific | L11843 | |
Dextrose (D-Glucose) Anhydrous (Granular Powder/Certified ACS) | Fisher Scientific | D16-3 | |
Fisher BioReagents Agar, Powder / Flakes, Fisher BioReagents | Fisher Scientific | BP1423-500 | |
Auto Dry Cabinet | Shanghai Hasuc Instrument Manufacture Co.,LTD | HSFC160FD | |
1300 Series Class II, Type A2 Biological Safety Cabinet | Thermo Fisher Scientific | 1375 | |
0.5 mm Glass Beads | BioSpec Products | 11079105 | |
15 ml Conical Tubes | Thermo Fisher Scientific | 339650 | |
Hemacytometer | Fisher Scientific | # 0267110 | |
Leica Model DME Microscope | Leica | 13595XXX | |
Dulbecco's Phosphate Buffered Saline | Sigma-Aldrich | D8662-500 ml | |
1.5 ml tubes | Fisher Scientific | # 05-408-129 | |
BD Precisionglide syringe needles, gauge 27, L 1/2 in. | Sigma-Aldrich | Z192384 | |
Anti-mouse-Ly-6G antibody | BioXCell | BP0075-1 | Clone 1A8 |
Caspofungin diacetate | Sigma-Aldrich | SML0425 | |
Isoflurane | Henry Schein Animal Health | 1169567762 | |
Non-Rebreathing Table Top Veterinary Anesthesia Machine | Supera Anesthesia Innovations | M3000 | |
Pureline Oxygen Concentrator | Supera Anesthesia Innovations | OC8000 | |
Slant Board Restraint | Indiana State University Facilities Management | Custom made | |
Gilson PIPETMAN Classic 200 ml Pipets | Fisher Scientific | F123601G | |
Pentobarbital Sodium (Fatal-Plus) | Vortech Pharmaceuticals | 0298-9373-68 | |
General-Purpose Broad-Tipped Forceps | Fisher Scientific | 10-300 | |
Fisherbrand Standard Dissecting Scissors | Fisher Scientific | 08-951-20 | |
Fisherbrand General-Purpose Curved Forceps | Fisher Scientific | 10-275 | |
Ethyl Alcohol-200 Proof | PHARMCO-AAPER | 111000200 | |
Fisherbrand Absorbent Underpads | Fisher Scientific | 14-206-63 | |
BD Precisionglide syringe needles, gauge 25, L 1 in. | Fisher Scientific | Z192406 | |
All-Plastic Norm-Ject Syringes | Fisher Scientific | 14-817-30 | |
IV CATH ANGIOCATH 22GX1GIN 50B | Fisher Scientific | NC9742754 | |
Formalin Solution, neutral buffered, 10% | Sigma-Aldrich | HT501128-4L | |
50 ml Conical Tubes | Thermo Fisher Scientific | 339652 | |
Thermo Scientific Shandon Embedding Cassettes II in Tube Packs | Fisher Scientific | B1000729 | |
Fisherfinest Histoplast Paraffin Wax | Fisher Scientific | 22-900-700 | |
Disposable Base Molds | Fisher Scientific | 22-363-554 | |
Reichert Jung Histocut 820 Microtome | Labequip.com | 31930 | |
Water Bath | Precision Scientific | 66630-23 | |
CO2 Incubator | Fisher Scientific | 116875H | |
Silver Stain (Modified GMS) Kit | Sigma-Aldrich | HT100A-1KT | |
Fast Green FCF | Fisher Scientific | AC410530250 | |
Frosted Microscope Slides | Fisher Scientific | 12-550-343 | |
Fisherfinest Superslip Cover Glass | Fisher Scientific | 12-545-89 | |
Cytoseal XYL | Fisher Scientific | 22-050-262 | |
Olympus Provis AX70 Microscope | Olympus | OLYMPUS-AX70 | |
U-PHOTO Universal Photo System | Olympus | OLYMPUS-U-PHOTO | |
U-MCB-2 MULTI CONTROL BOX | Olympus | OLYMPUS-U-MCB-2 | |
U-PS POWER SUPPLY UNIT | Olympus | OLYMPUS-U-PS | |
FreeZone 1 Liter Benchtop Freeze Dry System | LABCONCO | 7740020 | |
Maxima C Plus Vacuum Pump | Fisher Scientific | 01-257-80 | Displacement- 6.1 cfm |
1-Butanol | Fisher Scientific | A383-4 | |
AMRESCO PHENOL-CHLORFORM-OSOAMYL 100ML DFS | Fisher Scientific | NC9573988 | |
Free-Standing Microcentrifuge Tubes with Screw Caps | Fisher Scientific | # 02-682-557 | |
Mini-Beadbeater-24 | BioSpec Products | 112011 | |
BioSpec ProductsSupplier Diversity Partner 2.3 MM ZIRCONIA BEADS | Fisher Scientific | NC0451999 | |
Tris Base (White Crystals or Crystalline Powder/Molecular Biology) | Fisher Scientific | BP152-1 | |
Hydrochloric Acid, Certified ACS Plus | Fisher Scientific | A144S | |
Ethylenediaminetetraacetic Acid, Disodium Salt Dihydrate | Fisher Scientific | S311 | |
Sodium Dodecyl Sulfate (SDS), White Powder, Electrophoresis | Fisher Scientific | BP166 | |
Chloroform/isoamyl alcohol 24:1 | Fisher Scientific | AC327155000 | |
Biotek Epoch Microplate Spectrophotometer | Fisher Scientific | 11-120-570 | |
Thermo Scientific™ ABsolute Blue qPCR Mixes | Fisher Scientific | AB4137A | |
Hybridization Probe, 5′-FAM-AGCCAGCGGCCCGCAAATG-TAMRA-3′ | Integrated DNA Technologies | N/A | |
Sense Amplification Primer, 5′-GGCCCTTAAATAGCCCGGT-3′ | Integrated DNA Technologies | N/A | |
Antisense Amplification Primer, 5′-TGAGCCGATAGTCCCCCTAA-3′ | Integrated DNA Technologies | N/A | |
Applied Biosystems™ MicroAmp™ Optical 8-Tube Strip, 0.2mL | Fisher Scientific | 43-165-67 | |
Thermo Scientific Domed and Flat PCR Cap Strips | Fisher Scientific | AB-0386 | |
Mx3005P QPCR System, 110 Volt | Agilent | 401443 | Stratagene is now owned by Agilent |
BALB/c mice | The Jackson Laboratory | 000651 | |
C57BL/6 (B6) mice | The Jackson Laboratory | 000664 | |
Eosinophil-deficient (ΔdblGATA, BALB/c background) mice | The Jackson Laboratory | 005653 | |
γδ T cell-deficient (TCRδ-/-, B6 background) mice | The Jackson Laboratory | 002120 | |
ImageJ Software | National Institutes of Health | N/A | https://imagej.nih.gov/ij/ |
Spot Advanced Software | Spot Imaging | SPOT53A | http://www.spotimaging.com/software/spot-advanced/ |
GraphPad Prism 6 | GraphPad Software | N/A | https://www.graphpad.com/scientific-software/prism/ |
Fisherbrand Absorbent Underpads | Fisher Scientific | 14-206-62 | |
Step 4.5 | http://www.bdbiosciences.com/sg/resources/protocols/paraffin_sections.jsp ; https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/science-education/5039 ; http://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/General_Information/1/ht100.pdf |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены