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의 접종 Trypanosoma cruzi 인큐베이션 이전 비옥한 계란에 기생충 kDNA는 배아 세포의 게놈에 통합을 minicircle 렌더링. 이종 교배하는가 자손에게 변이의 수직 이동을 보여준다. kDNA은 여러 염색체에서 영역을 코딩으로 통합하고 닭이 염증성자가 면역 질환 심장 질환으로 죽어.
어렸을과 어린 시절에 얻은 Trypanosoma cruzi 급성 감염이 asymptomatic 보이지만 만성 감염된 가지 경우 약 삼분의 30 년 이상으로 Chagas 질병을 보여줍니다. Autoimmunity 및 기생충 지속성은 이론 Chagas 질병 1, 2의 pathogenesis를 설명하기 위해 경쟁하고 있습니다. Chagas 질병에 기생 지속성과 autoimmunity에 의해 연주 별도의 역할에 우리는 T.의 예방 수정된 달걀의 공기 챔버의 cruzi. 성숙한 닭 면역 체계가 T를 상대로 꽉 생물 학적 장벽입니다 cruzi 및 감염이 성장 3 첫 주 말까지 자사의 면역 체계의 발달에 따라 일으킬 수있는 요소들은 미리 제거한다. 병아리가 부화에 기생충이없는 있지만, 그들은 기생충 mitochondrial DNA kinetoplast (kDNA)가 자신의 자손으로 전송됩니다 자신의 게놈 내에 minicircle 통합 유지합니다. 닭 게놈의 kDNA minicircle 통합 문서 targ에 의해 얻은 것입니다eted 주요 꼬리-PCR, 남부 hybridizations, 복제 및 시퀀싱 3, 4. kDNA는 통합을 minicircle 파열 해독 및 면역 시스템 요인에 대한 열린 독서 프레임, 인산 가수 분해 효소는 (GTPase), adenylate cyclase와 phosphorylases (PKC, NF-카파 B 활성제, PI-3K)는 세포 생리학, 성장 및 분화 3, 5와 연관된 - 7, 및 다른 유전자 기능. effectors 세포 독성 lymphocytes에 의한 대상 심장 섬유의 거부로 인해 심한 심근염 인간 Chagas 질병에서 본 것과 유사한 염증성 심근증을 보여주는, kDNA 변이된 닭을 볼 수 있습니다. 특히, 심장 마비 및 골격근의 약점은 염색체 1 8의 dystrophin 유전자의 kDNA 파열로 성인 닭에 존재한다. 비슷한 genotipic 변경은 effectors CD45 +, CD8γδ + CD8α lymphocytes가 실시하는 조직 파괴와 관련된다. 따라서이 protozoan 감염 유전자 중심의 자기 면역 질환을 일으킬 수.
1. 기생충의 성장
2. 수정된 닭고기 계란에 기생충 접종
3. DNA 추출을위한 구하기 샘플
4. 사용 Primers 및 프로브
PCR의 amplifications 및 열적 조건에 사용된 primers는 표 1에 표시됩니다.
남부 얼룩 hybridizations에 사용되는 프로브는 있었다 :
5. PCR의 분석
6. 게놈 남부 Blots
7. 프라임 꼬리-PCR을 타겟
8. Chagas 질환 클리닉 발현
9. 병리 및 Immunochemical 분석
10. 심장 조직 손상의 표현형 면역 체계 세포
11. 데이터 분석
12. 대표 결과
100 악성 T.의 접종 비옥한 닭고기 달걀의 공기 챔버로 cruzi의 trypomastigotes 살아 부화 새끼의 상당히 비율을 감소하지 않습니다. 약 60 %가 건강한 새끼를 부화 40 %는 부화에서 배아 액화 또는 배아의 죽음을 받다 수 있습니다. 살아남은 새끼들은 게놈에 통합 kDNA의 minicircle 순서를 유지합니다. 그러나, 그것은 어떤 새끼가 부화 후 몇 주 동안 cardiomegaly과 실패로 죽을 것으로 예상된다. 남은 새끼들은 겉으로는 건강한 성인으로 성장할 것이다. 삶의 모든 단계에서 자신의 혈액 mononuclear 세포에서 추출한 DNA는 kDNA의 PCR 증폭을 양보했지만 nDNA하지 않습니다. 타겟팅 - 프라임 테일-PCR 3, 4 복제되고 제품과 순서는 kDNA가 5 macrochromosomes 1의 영역을 코딩에서 주로 통합 minicircles 표시됩니다. 여러 kDNA에게 I를 보여주는 병아리세포 성장 및 분화, 면역 시스템 조절 인자 및 DNA를 수리 코딩 유전자로 ntegrations 자기 대상 조직 (그림 3)의 거부를 받아야하는 후보입니다. 예를 들어, 세포막에 cytoskeleton에 바인딩 단백질을 코딩, dystrophin 유전자 (그림 5)의 파열과 함께 kDNA 변이를 보여주는 닭고기 면역 염증 심근증과 실패를 개발 후보입니다.
이러한 게놈 수정은 LB 감염된 달걀에서 부화 새끼로 볼 수 없습니다. T. 차이가 있습니다 cruzi 및 LB kDNA minicircles, T. 네 변수 지역 (VR)과 cruzi K 유전자 minicircle 평균 1.4 이하 구조는 CA 풍부한 구부러진의 DNA 복제의 개시에 대한 특정 사이트로 간주되는 보존되어 각 CSB1을 보여주고 지역 (CR), CSB2 및 CSB3 지역, 전사에 의해 interspersed 재조합, 그리고 측면의 DNA 전송을위한 3, 4까지. Contrastingly, LB kDNA minicircle (평균 크기는 820 BP)는 VR이어서 단일 CR 포함되어 있습니다. CR은 CSB1 (GGGCGT)와 T.의 사람과는 다릅니다 CSB2 (CCCCGTTC) 블록, 보존되어있다 cruzi minicircles 15, 16, 및 17. 그 LB CSB3을 고려하면 (GGGGTTGGTGTA) T.은 12 국세청의 상동을 보여줍니다 cruzi도 LB는 kDNA minicircle 사용한 기법으로 표시되지 않을 수 있습니다, 또는 그것은 가능성이 전혀 닭 게놈에 통합되지 않을 수도 훨씬 낮은 주파수에 통합되어 있다고 생각할 수있는 일이다.
뇌관 | 대상 DNA | 순서 | TM * |
S 34 | T. cruzi kDNA | 5 'ACA CCA ACC CCA ATC GAA CC 3' | 57.9 |
S 67 | T.cruzi kDNA | 5 'GGT TTT GGG AGG GG (G / C) (G / C) (T / G) TC 3' | 60.1 |
S 35 | T. cruzi kDNA | 5 'ATA ATG 전술 GGG (T / G) GA GC GAT 3' | 59.4 |
S 36 | T. cruzi kDNA | 5 'GGT TCG ATT GGG GTT GGT G 3' | 57,9 |
Lb3 | LB kDNA | 5 'GGG GTT GGT GTA ATA TAG TGG G 3' | 55.9 |
Lb5 | LB kDNA | 5 'CTA AT & T는 GTG CAC GGG의 개그 G 3' | 61.4 |
GG 1 | gallus Gallus | 5 'AGC TGA TCC TAA AGG 편대의 편대 장 AGC 3' | 60.1 |
Gg2 | gallus G. | 5 'CTG AGC CTC TGCTTT GAA 3 ' | 56.8 |
Gg3 | gallus G. | 5 'TTT CAA AGC AGA GGC TCG G 3' | 60.1 |
Gg4 | gallus G. | 3 'GCT CTG CCT GGA TCA TTA GCT 5' | 64.2 |
Gg5 | gallus G. | 3 'AGC AAC TCA GCG TCC ACC TT 5' | 62.3 |
Gg6 | gallus G. | 3 'CTG TTA GCA GGC TGA TTC ACA 5' | 60.4 |
표 1. Primes는 PCR Amplifications에 사용된다. * TM = 평균 어닐링 온도 ° C.
그림 1. TP 꼬리-PCR 전략 Gallus gallus 게놈에 Trypanosoma cruzi kDNA 통합을 감지하는 데 사용됩니다. ) kDNA의 조각과 키메라 시퀀스 닭고기 10 게놈 (녹색)의 염색체 4 (AY237306)에서 현장 NW_001471687.1에 통합 보존 (진한 파란색)와 변수 (하늘색) 지역 minicircle 것은 호스트를 얻기 위해 사용되었다 특정 프라이머 세트 (Gg1에 Gg6). B) TP 꼬리-PCR의 amplifications는 닭 고유 Gg1에 Gg6 primers와 함께 minicircle 특정 S34 또는 S67 primers의 어닐링에 의해 (주 사이클) 시작되었다. 희석 제품은 S35 (감각 / 안티 센스) primers와 GG의 primers의 조합과 함께 보조주기위한 템플릿을 제공했습니다. 차주기의 보조 제품의 희석은 GG의 프라이머와 함께 kDNA S36 또는 S67 안티 센스 primers로 증폭를 받게되었다의. C)이 증폭 제품은 1퍼센트 아가로 오스 젤로 분리되어 나일론 막에 양도, 특정 kDNA 프로브에 hybridized되었다. 긍정적인 신호를 보여주는 샘플 통합 지점을 결정하는 복제에 사용되었다. kDNA의 조합과 Gg1에 Gg6의 타겟은 젤 위에 표시됩니다. 연속적인 PCR 반응은 kDNA minicircles (파란색)과 조류 순서 (녹색)와 대상 kDNA - 호스트의 DNA 시퀀스를 증폭. (열대 질환에게 3 소외감 PLoS에서 재판).
그림 2. 유전자 mitochondrial kDNA의 통합에 의해 수정된 9 개월 된 닭고기의 장애 심장 기능의 임상 발현은 T.에서 minicircle cruzi. 컨트롤 9 개월 된 chicke의 밝은 붉은 빗과 자주색 빗의 대조를 보여주는 mitochondrial kDNA 변이된 닭고기 가난한 혈액 산소N 심장 손상으로부터 무료입니다. (열대 질환에게 3 소외감 PLoS에서 수정됨).
그림 3. kDNA 변이와 Gallus gallus의 병리 그로스와 미세한. ) Cardiomegaly 심장 마비로 사망 9 개월 된 암탉 인치 noninfected 9 개월 된 암탉으로부터 B)를 제어 마음. C) 세포 독성 lymphocytes하여 대상 심장 세포의 거절이 : 면역 lymphocytes하여 대상 세포 lyses있는 최소한의 거부 단위는 (동그라미)이 그려져 있습니다. D) 제어 마음 조직학 (열대 질병에게 3 소외감 PLoS에서 수정됨).
그림 4. 그림 3에 표시된 kDNA-변이된 닭고기의 마음을 침투 면역 체계 세포의 Immunocytochemical 분석합니다. ) CD45 + lymphocytes 마음 르로 (화살표) 식별phycoerythrin-라벨이 특정 단클론 항체에 의한 sions. B) CD8 + 마음의 심각한 파괴에 관여 γδ 면역 lymphocytes (화살표). C) 풍부한 CD8α + T 세포는 심장 세포 lyses과 심각한 병변에 존재. 삽입은 제어 감염되지 않은 닭 가슴 (열대 질병에게 3 소외감 PLoS에서 수정됨)에서 면역 체계 세포의 부재를 보여줍니다.
그림 5. dystrophin 유전자의 kDNA 통합과 F2 자손의 확장성 심근증 염증성 Chagas 같은. 흉강 (심장 중량 = 16 G)의 대부분을 차지하는 10 개월 된 닭고기의) 열려진 마음. B) 다크 원형 mononuclear 세포의 infiltrates 및 kDNA-변이된 암탉의 myocardium을 파괴합니다. 10 개월 된 제어 닭고기 C) 정상 심장 크기 (무게 7g). 제어 닭 심장 D) 일반 조직학. (PLoS에서 수정된 소외감 트로픽알 질환 3).
그림 6. kDNA - 변이된 닭고기와 인간 Chagas 질병의 비교 병리학. kDNA-변이된 닭고기의) 심한 심근염 및 대상 심장 세포 lyses. Chagas 심장 질환의 경우에 면역 lymphocytes에 의한 B) 심한 심근염 및 대상 세포 lyses. kDNA-변이된 닭고기의 면역 lymphocytes에 의해 심장 세포 C) 거부. 인간 Chagas 질병의 면역 lymphocytes에 의해 심장 세포 D) 거절. Hematoxilin과 Eosin으로 스테인드. (Memórias에서 수정 할 Instituto 오스왈드 크루즈, 리오데 자네이로 14).
평생 T.에 감염될 포유류와는 달리 cruzi 감염은 닭은 찰리의 내화물입니다 cruzi 감염. 치킨 모델 시스템의 주요 이점은 배아 면역 시스템의 개발에 초기 감염의 제거이다. 따라서 닭 몸 안에 남아있는 유일한 기생충의 DNA가 여러 loci에 통합되어 있습니다.
악성 T.의 최적 수량의 사용 cruzi이 풍부한 달걀을 예방하기 위해 trypomastigotes 것은 닭 배아의 게놈에 kDNA minicircles의 통합을 획득 향한 중요한 단계입니다. 100 trypomastigotes과 주사 계란의 실시간 병아리 부화의 비율은 500 기생충으로 얻은 그보다 4 배 높다. 케어는 계란 공기 챔버에 배지 10 μL에 기생충 서스펜션을 예방하기 위해 이동해야합니다. 흰자위에 대한 누설이 없어야합니다. 최적의 조건에서 세포내 기생 감염 장소 위스콘신 소요이후 감염이 타고난 면역에 의해 제거되며 몇 시간 일주일 동안 호스트 세포 진행 내부 부화 및 기생충 곱셈 후 얇게. kDNA 통합 사는 감염이되어 있어야하고, 초기 배아 닭 계란에 알몸 minicircles의 접종은 통합을 초래하지 않습니다. kDNA-양성 배아와 컨트롤은 37.5 ° C와 65 %의 습도에서 통제된 조건에서 지내게됩니다. 새끼는 33 ° C의 실온에서 두 주 동안 새장에 보관됩니다. 이후 닭고기가 22 방에 1.5 미터 너비 통로를 지나서으로 구분 정지 랙에 케이지에 보관 ° C에서 여과 공기와 동물 복지 조건을 확보하기 위해 지속적인 피로 미만의 긍정적인 압력. 성인 치킨 수유를 먹인 연령 다섯 개월 달걀을 세우고, 전체 성장과 성숙을 달성하기 위해 음료수 실행 물을 마실 수 있습니다. T. 작업시 위생 절차의 유지 보수 결과의 재현성을 위해 필수입니다 cruzi가 주사비옥한 닭고기 계란에.
치킨 모델 시스템 T.에서 cruzi 감염은 태아 성장의 초기 시대의 면역 체계의 발달 이후 일으킬 수있는 요소들은 미리 제거된다. 또한이 T.부터 부화 새끼 감염없이되는 방법 cruzi는 기생충의 항원에 대한 관용이며, 특정 항체의 부족으로, 계란을 주사. 세포 독성 lymphocytes (최소 거부 유닛, 그림 3)에 의해 대상 심장 세포의 거부 반응은 면역 감시 3 유전자형 수정 및 고장을 보여주 kDNA-변이된 닭을 볼 수 있습니다. genotypically 수정된 T-세포는 신체에서 자기 조직의 가속 거절을 제시. 주요 병변 사이트 Chagas 질병의 특징은 마음입니다. physiopathologic 상태 (감시) physiologic의 통로가 clonally 세포 독성 lymphocytes 3의 확산을 보여주는 kDNA-변이된 닭고기에서 볼 수있다.
티그의 transkingdom 모델 시스템은 T.으로 게놈 수정에서 형태소 분석, 기생충 유발, 유전자 중심의 자기 면역 질환 (그림 6)을 보여줍니다 cruzi kDNA는 통합을 minicircle. 이러한 수정은 LB-주사 계란에서 부화 새끼로 볼 수 없습니다.
이러한 현상은 자기 조직의 거절을 방지하기 위해 약물 myocardium에 침투해 특정 T 세포의 표현형의 골수 시조의 억제, 그리고 histocompatible 건강한 골수의 이식이 필요할 수 있습니다 kDNA-변이된 병아리의 염증성 면역 심근증의 실험적 치료를 제안합니다.
관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.
우리는 낸시 R. Sturm, 면역학학과 미생물학과 분자 생물학, 비판적 독해 원고에 대한 의학의 데이비드 Geffen 학교, 로스 앤젤레스 캘리포니아 대학에게 빚을 졌네. 연구 CNPq 국립위원회, 연구 개발 - FAPDF, 브라질 재단은 연구를 지원. 우리는 브라질리아, 브라질 대학에서, 알레산드로 O. 수자, 마리아 C. Guimaro, Ciro Cordeiro, 아나 드 계수나무 로사, Roseneide의 알베스, 그리고 라파엘 엔드레데의 기술적 지원을 감사드립니다.
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