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模型制备

鼠疫的小鼠感染模型制作方法

2023年01月04日 浏览量: 评论(0) 来源:《常见和新发传染病动物模型》 作者:张连峰 秦川 主编 责任编辑:yjcadmin

(1)实验菌株和实验动物:鼠疫菌201菌株(由军事医学科学院分析微生物室提供),对小白鼠有强毒性,对人不致病。雌性BALB/c小鼠,6~8周龄,所有动物实验均在生物安全三级实验室操作。

(2)菌液制备:接种鼠疫菌201菌株于赫氏琼脂培养基,28℃培养24h,以接种环刮取菌苔,悬于3ml生理盐水中,制备菌液,用生理盐水进行10倍系列稀释,选取合适的稀释度,100μl涂布平板,进行活菌计数,同时涂布较高浓度的菌液进行噬菌体裂解实验。

(3)动物感染:6~8周的雌性BALB/c小鼠腹腔注射0.4%戊巴比妥0.2ml,达中度麻醉后,每侧鼻孔滴入5μl浓度为4×10的8次方cfu/ml(活菌计数结果)的菌液。攻菌后观察小鼠的存活率。

(4)鼠疫菌体内载量实验:在感染后不同时间点(4h、8h、12h、24h、36h、48h、72h),每个时间点5只小鼠,眼球取血后处死小鼠,迅速取出肺、肝、脾加入适量0.01 mol/L PBS,用玻璃匀浆器(200℃烘烤24 h后使用)制成匀浆,取上述抗凝血及组织匀浆100μl,用0.01mol/L PBS进行10倍系列稀释,选取适当稀释度血液或匀浆液100μl,细菌计数。观察感染后小鼠不同组织内鼠疫菌cfu数量的动力学变化。

(5)病理学观察:在感染后不同时间点(5只/组)迅速解剖,取出处死小鼠的左下、右上肺、一半肝和脾以及心、肾、胰腺、胸腺、肠系膜淋巴结组织,浸于10%中性福尔马林溶液中固定,一周后进行石蜡包埋,制成4~5μm切片后进行苏木素-伊红(HE)染色,光学显微镜观察组织病理学改变。

在感染后不同时间点(5只/组)迅速解剖,取出处死小鼠的肺、肝、脾制成2~3mm厚的组织块,置于4℃预冷的3%戊二醛中固定,再放1%锇酸固定,乙醇-丙酮脱水,环氧树脂包埋,常规制作超薄切片,醋酸铀-枸橼酸铝双重染色,采用PHLIPS MegaViewⅡ型透射电子显微镜观察组织超微结构的改变。

(6)模型结果:小鼠经鼻内感染鼠疫菌后,在第4h可播散进入血液和其他器官。血液、肺和脾内鼠疫菌cfu数量最小值发生在攻击后第8h,而肝脏内则为12h,这些结果说明宿主防御系统在感染早期发挥着极其重要的作用。与血液和脾相比,肝清除侵入微生物的能力相对较弱。肺内鼠疫cfu的数量在第8小时~36小时之间呈快速增长,在第36小时达到10的7次方,然后进入平稳的生长状态。脾内鼠疫菌cfu数量的动力学变化与血液相似,但攻击后第8h脾可培养的鼠疫菌数量为0,说明脾具有较强的清除侵入病原体的能力。在感染晚期,鼠疫菌的量达到每个肺为10的9次方、每个肝脏为10的8次方、每个脾为10的7次方、每毫升血液为10的7次方cfu,高浓度的菌量使鼠疫菌累及新的传播媒介,从而引发新的感染循环。

自1896年Childe等对人原发性肺鼠疫做出病原微生物诊断后,人们在实验动物中复制肺鼠疫模型方面做了大量工作,并取得了一定结果。实验首先在灵长类动物中进行,但后来发现啮齿类动物效果好于灵长类动物。后续的研究显示无论是气管内直接接种,还是向麻醉豚鼠鼻内滴注含有鼠疫菌的悬液,均能产生肺鼠疫模型。

吸入感染颗粒所产生的损害与人原发性肺鼠疫十分相似。病变过程开始于肺泡间隔,表现为严重的细胞浸润,随后是大面积的出血、水肿、血管内细菌繁殖,并扩展到相邻的肺组织。滴注后,早期的损害在支气管,而支气管周围菌团的出现早于肺泡腔内的细胞浸润。随着炎症的发展,死亡时肺炎的损害与人原发性肺鼠疫相似。Strong等将豚鼠暴露于悬有鼠疫菌的气雾中,其中有25%的动物尸检发现肺炎损害,余下的75%可见颈部淋巴结炎、气管支气管炎和快速致死性败血症。

Druett等研究了发生在豚鼠呼吸道两种形式鼠疫的病因,结果发现气溶胶颗粒的大小决定感染的类型,当颗粒直径小于1μm时,引起支气管肺炎,并可发展为败血症最后导致死亡。当直径为10~12μm的大颗粒沉积在咽喉区域,穿透局部上皮,进入淋巴结,其导致败血症的速度快于鼠疫菌沉积于支气管或肺泡壁的感染途径。原发灶在颈部淋巴结所引起的败血症可引起肺部感染,但无肺炎表现。豚鼠的呼吸道能阻止直径大于4μm的颗粒到达肺,其所引起的鼠疫与人原发性肺鼠疫不同,由这种方法所引起的肺鼠疫,与吸入鼻或支气管接种产生的损害不同。Meyer和Larson等的研究也推测大颗粒可与鼻和上呼吸道黏膜密切接触,并找到进入淋巴结的入口,从而产生颈部淋巴结的腺鼠疫,或未进入淋巴组织直接侵入血循环而引起败血症。

小鼠感染鼠疫后,各组织典型的病理变化见图24-4至图24-8。


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