2016年1月13日
尽管 体外 宿主-病原体相互作用的研究有助于表征特定的免疫应答, 体内 需要使用模型来观察复杂反应的影响。 白色念珠菌 暴露后 铜绿假单胞菌-介导的肺部感染,我们建立了一种用于研究呼吸机相关性肺炎致病过程中微生物相互作用的小鼠模型。
本实验的总体目标是建立一种模型,用于研究单个细菌与单个真菌之间的相互作用。该方法有助于回答病原体相互作用领域中的关键问题,例如哪些因素参与了跨界交流和种间“对话”。该技术的主要优势在于,由此体内模型产生的数据具有临床相关性。
为了通过鼻腔接种真菌,首先将每毫升含2×10⁶ CFU的白色念珠菌(C.albicans)用无菌PBS稀释。接着,在确认成年低张力小鼠失去翻正反射后,用200微升移液枪吸取至少50微升真菌悬液。然后,用一只手抓住小鼠,将其翻转,使其仰卧,腹部朝上。
当小鼠处于合适位置时,用握持小鼠的手的食指托住其头部,拇指保持下颌闭合,将移液器枪头移至靠近动物鼻部的位置。然后,小心地将50 µL真菌液滴加至小鼠鼻孔处,使液滴随小鼠的自主呼吸吸入。之后将小鼠单独放置于笼中,直至其完全恢复。
在接种白色念珠菌4天后,剃除安乐死动物的腹部毛发,随后用乙醇对暴露的皮肤进行消毒。接着,用剪刀从胸骨处沿腹部中线切开皮肤。然后,沿中线两侧的肋骨区域延长切口,并将胸侧的皮肤向两侧翻开。
当肋骨可见时,在胸部两侧向锁骨方向做垂直切口,利用胸骨将整个前胸壁向后翻开,以暴露心脏和肺。然后,使用预先用肝素处理过的注射器,在室间动脉附近穿刺心脏,抽取至少500微升血液。将血液样本置于冰上。
然后,沿颈部正中做一切口以暴露气管。仔细分离气管周围的筋膜,随后在气管下方穿过一根缝线。接着,使用20号改良灌胃针插入气管进行插管,并用预先放置的缝线固定套管。
进行支气管肺泡灌洗时,将500 µL冰冻PBS轻柔地注入肺部。随后吸取灌洗液,并将液体转移至预冷的2 mL离心管中。在收集另外两份500 µL的样本后,取出肺组织,并将其中一部分肺组织放入1.5 mL离心管中,立即在-80°C条件下保存。
然后,将另一块肺组织放入预称重的含有 PBS 的溶血管中,并置于冰上。最后,在腹部左侧做一切口,取出脾脏置于另一含有 1 毫升 PBS 的溶血管中,并将该管置于冰上。
通过鼻内接种每只小鼠五次十的五次方CFU的白色念珠菌,可获得持续四天的模型。在这四天期间,小鼠体重增加,但不表现出肺损伤。然而,随着接种菌落形成单位(CFU)的增加,肺损伤也随之加重。
感染后24至36小时观察到肺损伤达到最严重程度。相比之下,细菌负荷每24小时减少1 log CFU/毫升,且每日观察到细菌播散程度逐渐累积增加。从感染小鼠采集的支气管肺泡灌洗液中可见大量中性粒细胞被募集,细胞分类计数显示浸润的免疫细胞群体中90%为中性粒细胞,10%为巨噬细胞和淋巴细胞。
完成此操作后,可采用其他方法(如支气管肺泡灌洗液分析)来进一步探究炎症反应的特征。观看本视频后,您应能够充分掌握铜绿假单胞菌定植模型的建立方法。请务必注意,操作发光型念珠菌时可能存在极高风险,因此在进行该操作时,必须始终采取预防措施,例如穿戴防护装备以避免液滴污染。
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本研究建立了一种小鼠模型,用于探究在呼吸机相关性肺炎背景下白色念珠菌与铜绿假单胞菌之间的相互作用。该模型旨在阐明参与这些病原体相互作用的复杂免疫反应。
在体内建立白色念珠菌与铜绿假单胞菌之间宿主介导相互作用的模型,有助于弥补当前对与呼吸道感染相关的多微生物动态相互作用认知上的关键空白。该方法通过捕捉体外实验无法获得的免疫复杂性及病原体间的相互交流,实现对治疗假设的机制性风险评估。该模型为针对呼吸机相关性及慢性肺部感染的转化医学研究提供了可靠的预测依据。
这种体内模型通过支持对气道内微生物与免疫相互作用的假设验证,架起了早期发现与临床前研究之间的桥梁。它为感染生物学中的先导物识别和机制性风险消除提供了研究平台。