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弓 形 虫 感 染 动 物 模 型

相关实验:染性疾病动物模型

最新修订时间:

材料与仪器

步骤

 

基本方案 1 诱导小鼠急性弓形虫 T. gondii感染

材 料

T. gondii弓形虫 M E 4 9 株 慢 性 感 染(1 个月以上)的 雌 性 小 鼠(C 57B L /6、 C B A /Ca 或 Swiss-Webster) (见辅助方案 2)。

7 0 % (v/V ) 乙醇

P B S , p H 2

无菌原体小鼠,雌 性(6〜8 周龄,见 表 11. 2 . 1 中易感品系)

剪刀

小钳状骨针

研钵和研棒

带 22 G 针 头 的 I m l 或 3m l 注射器

载玻片和 22m m X 22m m 的盖玻片

18 G 、 I.5in (3. 8c m ) 强饲针

1.C O 2 吸 入 法(附 录 2 G ) 处 死 感 染 的 小 鼠 ,并 用 7 0 % 乙醇清洗头部。切开皮肤暴露颅骨,用小弯剪刀打开颅骨,暴露大脑,取出大脑组织置于研钵中。

2 . 脑组织研磨后加入 Iml P B S ,用 带 有 22 G 针 头 的 I m l 或 3m l 注射器反复的吸、吹悬液进行勻浆。

3 . 取 20ul 样品滴于载玻片上,制三份片子,盖 上 22m m X 22m m 的盖玻片, 100 倍显微镜下观察,并计数整个片子中的包囊数。计算三个片子的平均包囊数,换算出每毫升脑悬液中的包囊数。用 P B S 把脑匀浆液中的包囊稀释至所要求的浓度(50〜500/ml)

4a. 腹腔内感染:用 带 有 22 G 针头的注射器给清洁级雌性小鼠腹腔注射 0.2m l 的脑组织勻 浆 液(通 常 含 10〜2 0 个组织包囊)(附 录 2E )。

所用的包嚢数越多, B A L B /c 与 C B A /C a 小鼠之间的易感性的差异就越明显。膜内感染 20、 4 0 或 8 0 个包嚢后,分 别 有 1 2 % 、 5 0 % 、 7 5 % 的 B A L B /c 小鼠感染 3周内死亡,而在相应时间内没有观察到有感染的 C B A /C a 小 鼠 死 亡(Suzuki 衫 ci/.,
1993)

4b. 口腔感染:用 18 G 、 1.5in 强 饲 针 将 0.2m l 包囊悬液注射给清洁级雌性小鼠(一般10〜100 个包囊)。

5 . 评 估 感 染 进 展 和(或)机 体 免 疫 应 答(见辅助方案 1)。

基本方案 2 小鼠慢性弓形虫脑炎模型

材 料

无 病 原 体 易 感 品 系 小 鼠(雌 性 6〜8 周 ;易 感 品 系 小 鼠 见 表 19. 3 . 1 ; 饲养见单元1. 2)

P B S , p H 7. 2

带 有 22 G 针 头 的 30m l 注射器 1 . 用 10〜2 0 个 包 囊 的 M E 4 9 经 口 腔 或 腹 膜 感 染 易 感 品 系 小 鼠(见 基 本 方 案 1 ,步骤4)。

2 . 在感染后 4 周 和 8〜1 0 周(见 辅 助 方 案 1 的临床评估)用 甲 氧 氟 烷 麻 醉 小 鼠(附录2 D ) 。 打开胸腔,用 带 2 2 G 针头注射器经左心室灌注 20 ml P B S 入循环系统,去除大脑血液。

3 . 如基本方案 1 中所述取出大脑,然后评估弓形虫脑炎进展情况(见 辅 助 方 案 1)。评估一个以上的参数,矢状分离大脑半球。

基本方案 3 感染 r.gowdf/ 的重症联合免疫缺陷小鼠

重症联合免疫缺陷小鼠(SCID) 缺 少 T 细 胞 和 B 细胞。当 用 M E 4 9 感染小鼠时,感 染 后 2〜3 周死亡。为制作慢性感染,可给予磺胺嘧啶,而当磺胺嘧啶停药后可造成感染的重新加重并死亡。此模型模仿弓形体脑炎在免疫宽容个体的发病机制。本实验可通过 回 输 T 细胞或其他细胞给 S C I D 鼠来研究这些细胞对 T . f 的免疫应答。

材料

无病原体感染的 C B-17S S C I D 小 鼠(雌 性 6〜8 周龄,Jackson 实验室供给)

磺 胺 嘧 啶(Sigma)

Naive 小鼠淋巴细胞悬液(单 元 2.1) , 免 疫 动 物(即 ts-4 株感染的小鼠;见基本方案 4),或 M E 4 9 慢 性 感 染(1 个月以上)的 B A L B /c 小鼠

1 . 雌 性 6〜8 周 龄 C .B-17S S C I D 小鼠饲养于顶盖过滤型饲养笼内,置于层流柜,自动喂饮高压灭菌的食物和水。

2 . 经口腔或腹腔给予 10〜2 0 个 T .gondii M E 4 9 包 囊 以 感 染 小 鼠(层流柜内操作,见基本方 案 1)。

3 . 慢性感染模型:感 染 后 3〜IOd 开始用磺胺嘧啶处理动物(200m g /L 饮用水),持 续 3周 。

停 止 应 用 續 胺 嗔 咬 后 ,死 亡 率 取 决 于 感 染 后 起 始 给 药 的 时 间 ,给 药 越 早 存 活 时间 越 长(如 感 染 后 3d 给 药 ,可 存 活 3 周)。

4 . 细胞)过继试验:停 止 给 磺 胺 嘧 啶(再活化慢性感染模型)( I d 前 ,静脉或腹腔给予 IX IO7〜5 X I O 7 的 naive 小 鼠 或 T. gondz’f 免 疫 小鼠的淋巴细胞悬液(附 录 2 E 感染技术)。

5 . 评估 感 染 进 展 和(或)机 体 免 疫 应 答(见辅助方案 1)。

基本方案 4 温度敏感的 TS-4 T. 菌株的感染模型

材 料

ts-4 菌 株 速 殖 子(见辅助方案 3)

无病原体雌性小鼠(6〜8 周龄)

H B S S

P B S

带 有 26 G 针 头 的 I m l 注射器

1 . 如辅助方案 3 中描述的,冷 冻 保 存 在 人 类(阴茎)包皮成纤维细胞中 ts-4 菌株速殖子 ,复苏时将水浴温度调至 33°C 。按照辅助方案 3 的方法破碎细胞收集速殖子,并通过离心去除速殖子悬液中的人成纤维细胞。

2 . 小鼠经腹腔注射含 IXlO4 速殖子的 PBS (附 录 2E ), 4〜8 周 后 ,腹腔加强注射 2XIO5 速殖子。再 经 过 2〜4 周 ,重复加强一次。

3 . 最 后 一 次 加 强 注 射(附 录 2 H ) 1 周 后 ,无 菌 收 集 脾 脏 ,制 备 脾 脏 细 胞 悬 液 ,用H B S S 配 成 IXlO8〜2X108个细胞/m l 的 悬 液(单 元 2.1)。

4 . 用 带 有 26 G 针 头 的 I m l 注射器,将 0.2m l 细 胞 悬 液(2 X 107〜4 X 107 个)经尾脉注射 入 naive 小 鼠 中(附 录 2E )。

辅 助 方 案 1 对 T.gondii 感染进展和免疫应答的评估

材 料(带 V 项 目 见 附 录 1)

T .gonii 感 染 的 小 鼠(见基本方案 1、 2 或 3)

固定剂

抗 多 克 隆 抗 体(BioGenex Laboratories)

la. T .gonii 急性感染模型:感染后第一周的不同时间, CO2 吸 入 法 处 死 小 鼠(附录2 G ) ,取出肝脏、肺脏、心脏、大肠、小 肠 和 肠 系 膜 淋 巴 结(口腔感染情况下)做组织病理学检查。

lb. 弓形虫脑炎模型:采用 0 〇 2 吸入法处死小鼠。(对免疫潜能健全动物)感 染 4〜10周后取大脑,而 对 S C I D 小鼠制备的慢性感染模型,在磺胺嘧啶停药后要每周进行上 述 操 作(见基本方案 3)。

2 . 所取部分器官在固定液中室温固定过夜。

3 . 每种器官制备 2〜4 份 5/xm 厚 度 的 组 织 切 片(间 隔 50〜IOOiLtm )。

4 . 苏木精/伊红染色标本,观察炎性改变,并 用 抗 T.gondii 多 克 隆 抗 体 对T.gondii 病
原体及抗原进行免疫组化检测。检测含有T . 的寄生虫空泡的数量。 其他器官像脑、脾脏、肾脏在急性感染阶段表现较弱程度的炎症反应。应在感 染 2 周后,一般在感染后14〜18d ,从 M E 4 9 急性感染的S C I D 小鼠收集器官,检测 心脏、肝脏和肾脏中炎症反应。 PT-P C R 测表面抗原I (SAG-I ) 和表面抗原2 (SAG-2) mRNA 材 料 T .g o M H 感 染 小 鼠 (见基本方案1、 2 或 3) 引物和探针 SAG-I : 引物有义链: S'-A T G T C G G T T T C G C T G C A C T T C ^ (311 〜334) 引物反义链: S'-T C A C G C G A C A C A A G C T G C G A T A G A G C C -S, (1295〜1321) 探 针 : 5^ G C T A G T C T C G A C A C G G C A G G C -3’ S A G -2: 引物有义链: S ' - A T G A G T T T C T C A A A G A C C A C G A G C C T A G d (182〜210) 引物反义链: S ' - T T A C A C A A A C G T G A T C A A C A A A C C T G C G A G A J (710〜742) 探 针 : 5,-C G A G G A A G T T G A C G A C T G T C C -3, la. T .gon必f 急性感染模型:感 染 后 7d 取肝脏和肺脏,用 研 钵 和 研 棒 在 P B S 液中研 磨 、匀 浆 (见基本方案1)。 lb. 弓形体脑炎模型:感 染 后 4〜1 0 周取脑,用研钵和研棒在P B S 液中研磨、勻 浆 (见 基本方案1)。 除肝脏、肺脏和脑外的其他器官也适合评判寄生虫感染。 2 . 分 离 m R N A ( 如 C P I 单 元 10.11)。采 用 半 定 量 反 转 录 P C R (R T -P C R ; 如单元 14.5),根据速殖子阶段基因特异性表达的m R N A [S A G - 1 和 (或) S A G - 2 ] 水平 来评价寄生虫感染情况。按照以下的P C R 程 序 用 S A G -1 和 S A G -2引物和寡核苷酸 引物进行扩增: 起始阶段: 3min 95〇 C 变性 3 5 个循环: Imin 95〇 C 变性 Imin 54°C 复性 2min 72〇 C 扩增 根据预试验决定循环次数来扩增所需c D N A 的 P C R 产物。 用 ELISA或 RT-P C R 法检测细胞因子来评估急性弓形虫感染或弓形虫脑炎 急 性 弓 形 虫 感 染 (见基本步骤1 ) 可通过检测感染后1 周内不同时间的血浆细胞因 子水平来评估。感染前后尾静脉取血或处死动物时收集血浆样品,需一7〇 °C 保存。这些 血浆样品,同 感 染 1 周 获 得 的 腹 腔 灌 洗 液 一 样 ,可 用 E L I S A 法 来 检 测 如 IFN-y 、 T N F -a、 IL-12等细 胞 因 子 水 平 (第五章)。 同样的,感 染 后 (单 元 14. 5 ) 的各种组织 如脾脏、肝脏、肺脏和腹腔细胞可通过制备R N A ,采 用 R T -P C R 的 方 法 测 得 IFN-7
TNF-cx、 IL-2、 IL-4、 IL-10、 IL-10p35 和 IL-12p40 的 mRNA 表达。细胞因子分泌和 T 细胞增殖反应可用T . i抗 原 (速殖子或寄生虫融胞抗原产物)体外刺激脾细胞或 腹腔细胞后测定,并用刀豆素作对照。体外刺激最佳的抗原浓度和刺激时间需由试验者 决定。最后,弓 形 虫 脑 炎 (见基本方案2 ) 在感染后4〜1 0 周时可通过检测脑组织表达 这些因子mRNA的水平来判定。这 个 方 法 需 要 将 脑 组 织 匀 浆 (见 基 本 方 案 1 ) 后用 RT-PCR法检测感兴趣的细胞因子(单 元 14.5)。 如果用弓形虫慢性感染SCID小鼠模 型 (见基本方案3), 需在磺胺嘧啶停药后隔周收集脑组织并用RT-PCR检测细胞因子 产物。在准备脑组织用以检测细胞因子转录之前,应 用 PBS灌 注 循 环 系 统 (如基本方 案 2 中所示),以免血液污染造成错误的结果。 包囊数目评估弓形体脑炎 免疫潜能健全小鼠感染后4〜10周 或 SCID小鼠慢性感染模型在磺胺嘧啶停药后隔 周测定脑包囊数来判定感染。感染小鼠的大脑组织一半用PBS制备匀浆,取 3 次 20^1 样 品 (见基本方案1 ) 来计数包囊数,测定每个样本的平均值后计算脑组织的平均包 囊数。 抗体反应和白细胞分布改变的判定 尾 静 脉 采 血 (附 录 2F) 或处死动物时收集血浆后一70°C 保存。抗 T .gon心f 抗体的 产 生 可 在 第 7 天 收 集 的 血 清 中 检 测 到 。特 异 性 I g G 抗 体 可 用 凝 集 试 验 来 检 测 (Desmontsand Remington, 1980)。根 据 试 验 目 的 不 同 ,在 感 染 后 不 同 时 间 ,可用 FACS测得白细胞在脾脏、腹膜、肠内黏膜、肠系膜淋巴结和其他淋巴结等不同淋巴组 织中的分布情况。 辅 助 方 案 2 ME49 T.gondK包囊种子库的维持和保存 避免包囊的反复传代,因为这样可以增加这种病原体的毒性。感 染 的 Swiss-Webster小鼠应作为种子库“长期”饲养 ,并只被用来感染C57BL/ 6 或 CBA/Ca小 鼠 ,继 而获得更多的包囊用来试验。比较合理的是, Swiss-Webster小鼠包囊一年内接种1 或 2 次 。 附 加 材 料 (其 他材 料 见基本方案1) 无病原体Swiss-Webster小 鼠 , C 57B L / 6 小 鼠 和 C B A /C a 雌 性 小 鼠 (6 〜8 周龄; Jackson实验室供给) 含 有 : T. ME4 9 菌株包囊的小鼠大脑(从 C.Subauste获得) 1 . 从小鼠大脑获得组织包囊悬液(见基本方案1)。 2. 10〜2 0 只 Swiss-Webster小 鼠 ,每 只 腹 腔 内 注 射 (附 录 3E) 10〜2 0 个了 ME4 9 菌株包囊。 3. 感染后至少1 个月及需要用ME49 包囊前至少4 周 ,处死一只感染的Swiss-Webster 小 鼠 (一只鼠通常足够用于多种目的),取脑包囊悬液(见基本方案1,步 骤 1〜3) 4. 腹腔内注射10〜20 个包囊 感 染C57BL/ 6 小 鼠 或 CBA/Ca小 鼠 (见 基 本 方 案 1 步
4a)〇 从 每 只 Swiss-Webster小 鼠 脑 能 获 得 300〜1000 个 M E 4 9 包 嚢 ,每 只 C 57B L /6 小 鼠 脑 能 获 得 700〜1100个 M E 4 9 包 嚢 ,每 只 C B A / C a 小 鼠 脑 能 获 得 3000〜4000个 M E 4 9 包 嚢 。 辅 助 方 案 3 用 人 类 包 皮 成 纤 维 细 胞 保 存 速 殖 子 材 料 (带 V 项 目 见 附 录 1) 人类包皮成纤维细胞(H F F ; H s 68; A T C C # C R L 1635) T •糾n A i R H 株 速 殖 子 (A T C C # 5 0 1 7 4 ) 或 ts-4 菌 株 (A T C C #40050) V 含 有 1 % 和 1 0 % (V /V ) 热 灭 活 F B S 的 D M E M 完全培养基 组 织 培 养 瓶 (25cm2或 75cm2) 倒置相差显微镜 细胞刮片 1. H F F 置 含 1 0 % F B S 的 D M E M 的组织培养瓶中培养。 2 . 培养基中加入T .gon必f 速 殖 子 至 I X IO6个细胞/ml (25cm2组 织 培 养 瓶 中 加 入 5ml 培养基或75c m 2组织培养瓶中加入15m l 培养基)。 该 速 殖 子 的 量 在 2d 内 可 明 显 溶 破 H F F 细 胞 层 。 隔 周 用 1/10量 感 染 传 代 R H 速 殖 子 。 3. H F F 单层细胞在培养瓶底长满后,吸弃培养液上清。加 入 含 有 速 殖 子 的 培 养 基 , 37°C 孵 育 (R H 菌株)或 33°C 孵 育 (ts-4菌株)。每天用倒置相差显微镜观察单细胞 层中成纤维细胞内病原体复制形成的玫瑰花结构。 4 . 当大多数成纤维细胞内含大量速殖子时,用细胞刮片破坏单细胞层以释放病原体。 5 . 用速殖子进行试验或将适当数量的速殖子加入其他H F F 单细胞层。不需要最佳活力 病 原 体 时 (即准备T .gon而f 融胞产物抗原;见辅助方案5),破坏单细胞层后,收集 含有细胞外速殖子的培养基。 辅 助 方 案 4 小 鼠 体 内 保 存I ;以 速 殖 子 当 用 M E 4 9 株 包 囊 或 ts-4株速殖子开始实验时,也可用以下步骤,但并不是获得 试验用速殖子的理想步骤。 材 料 (带 V 项 目 见 附 录 1) 无特定病原体Swiss-Webster雌 性 小 鼠 (6〜8 周龄; Charles River Lab) R H 株 速 殖 子 (A T C C # 50174) 7 0 % 乙醇 V P B S 台式离心机 带 有 22G 针 头 的 1〜3m l 注射器 50m l 离心管
载玻片和18m m 盖玻片 1 . 融化装有速殖子的冷冻管(附 录 3B )。 4°C , 500g 离 心 IOmin速殖子悬液,吸取上清。 重悬浮于〇 .4ml P B S 后 ,两 只 Swiss-Webster小鼠腹腔内各注射一半体积的悬液。 2. —天观察两次小鼠的病征(见辅助 方 案 1)。当疾病症状明显出现后, 0 0 2吸入法处 死 小 鼠 (附 录 2G )。 3. 7 0 % 乙醇清洁腹部,切开腹壁。用 3m l 带 有 22G 针 头 的 注 射 器 加 2〜3ml P B S 进行 腹 腔 灌 洗 (见 单 元 6.1,基本方案1 的技术,但灌洗液改为P B S )。取出灌洗液,装 入 50m l 离心管。 4 . 将 0.1m l 灌洗液转移到含有0.9ml P B S 的微量离心管中。用 带 有 22G 针 头 的 I m l 注 射器加一滴稀释液到载玻片上,盖上盖玻片, 400倍视野计数速殖子。 5a. 2d 转移:如果稀释的灌洗液每4 0 0 倍 视 野 含 18〜2 0 个 速 殖 子 ,用 0.2m l 灌洗液 (未稀释)腹 腔 内 注 射 小 鼠 (附 录 2E )。如 果 计 数 不 在 此 范 围 内 ,增加注射量或 对 原 始 灌 洗 液 进 行 相 应 稀 释 。感 染 后 2d 处 死 小 鼠 ,如 步 骤 3 〜 4 中 ,收集速 殖 子 。 速 殖 子 融 化 后 ,在 小 鼠 体 内 显 示 出 稳 定 的 生 长 速 率 可 能 需 要 1 〜 2 周 的 时 间 。 以 上 步 骤 应 由 试 验 者 进 行 摸 索 和 规 范 。 5b. 3d 转移:如果稀释的灌洗液每400倍视野含有12〜1 8 个速殖子,用 0.2m l 稀释灌 洗液腹腔内注射小鼠。感 染 后 3d 处死小鼠,如 步 骤 3〜4 中,收集速殖子。 虽 然 3d 转 移 法 获 得 的 速 殖 子 与 2d 转 移 法 获 得 的 相 似 ,但 感 染 后 3d 获得 的 病 原 体 的 感 染 性 较 低 。 辅 助 方 案 5 裂解物抗原的准备 采用反复冻融的方法制备抗原,如果试验所用试剂的内毒素含量低,则抗原裂解物 中含内毒素浓度也低。 材 料 (带V 项 目 见 附 录 1) 用人包皮成纤维细胞(H F F ) 培 养 出 来 的 的 R H 细 胞 株 速 殖 子 (见辅助 方 案 3 , 至少感染五瓶75cm2) 7 P B S , p H 7. 2, 4°C 带 有 H -1000B 转 头 的 Sorvall离 心 机 (或等同的), 15m l 和 50m l 的离心管 载玻片和盖玻片 液氮或干冰 1• 将 含 R H 株速殖子的H F F 细胞裂解培养液加入到50m l 的离心管中, 4t :, 900莒离心1〇 111丨11,弃 上 清 ,重 悬 于 1〇 11111\?1^中 。 从 感 染 小 鼠 腹 腔 液 中 收 集 的 速 殖 子 有 可 能 污 染 一 定 的 内 毒 素 。 2. 4°C , 70g 离 心 5min,分 离 并 丢 弃 小 鼠 细 胞 ,取 上 清 到 另 一 个 新 离 心 管 中 , 4°C , 900g 离 心 lOmin,弃上清,重悬沉淀于Iml 1X P B S 。 3•用90W P B S 稀 释 10M1悬浮液,取 9M1于载玻片上后,盖上盖玻片。 400倍 下 ,计数 速殖子,并检查有无小鼠细胞。
4•加入 IOml 1 X P B S , 4°C , 900g•离心 lOmin,弃上清。 5 . 用 4°C 无菌蒸馏水溶解沉淀,速殖子数应该至少每毫升含5 X 108 个 ,用液氮或干冰 速冻液体,然 后 在 37°C 水浴中速溶,重复至少两次。 寄生虫也可以用超声波进行破碎,每 次 20s,进行四次。但超声波也会引起内毒 素的污染。 6 . 将等量的4°C I O X P B S 加入到含裂解物蒸馏水溶液中,调整 到 I X P B S 的浓度。 4°C , 900g 离 心 20min,收集上清液,分装,一70°C 保存。

来源:丁香实验

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