Method Article
Прививки Trypanosoma cruzi В оплодотворенные яйца до инкубации оказывает паразит kDNA minicircle интеграции в геном клеток зародыша. Скрещивание показывает вертикальную передачу мутаций в потомстве. KDNA интегрируется в области кодирования на нескольких хромосом и куры умирают с воспалительным аутоиммунным заболеванием сердца.
Trypanosoma cruzi острых инфекций, приобретенных в младенчестве и детстве, кажется бессимптомно, но примерно треть хронически инфицированных случаи показывают, болезнь Шагаса до трех лет или позже. Аутоиммунные и паразитов настойчивость конкурирующих теорий для объяснения патогенеза болезни Шагаса 1, 2. Для отдельных ролей паразита настойчивость и аутоиммунных в болезнь Шагаса мы привить T. cruzi в воздухе камеры оплодотворенных яиц. Зрелые курица иммунная система жесткой биологический барьер против Т. cruzi и искоренить инфекции на развитие его иммунной системы к концу первой недели роста 3. Птенцы паразитов по бесплатному штриховки, но они сохраняют интегрированы паразита митохондриальной ДНК kinetoplast (kDNA) minicircle в их геноме, которые передаются потомству. Документация kDNA minicircle интеграции в геном курицы было получено Таргeted премьер-ХВОСТ-PCR, Южной гибридизации, клонирования, секвенирования и 3, 4. KDNA minicircle интеграции разрыв открытых рамок считывания для транскрипции и иммунные факторы системы, фосфатазы (ГТФ), аденилатциклазы и фосфорилазы (ПКС, NF-каппа В активатор, PI-3K), связанные с клеточной физиологии, роста и дифференциации 3, 5 - 7, и другие функции гена. Тяжелый миокардит в связи с отказом от волокон целевой сердце эффекторов цитотоксических лимфоцитов проявляется в kDNA мутировал кур, показывая воспалительный кардиомиопатия аналогичным тому, которое наблюдалось в человеческой болезни Шагаса. В частности, сердечной недостаточности и слабости скелетных мышц присутствует у взрослых кур kDNA разрыва в гене дистрофина в хромосоме 1 8. Подобные genotipic изменения, связанные с разрушением тканей осуществляется эффекторов CD45 +, CD8γδ +, CD8α лимфоцитов. Таким образом, этот простейший инфекция может вызвать генетически управляемых аутоиммунных заболеваний.
1. Рост паразитов
2. Прививка паразитов в оплодотворенных куриных яиц
3. Получение образцов для выделения ДНК
4. Праймеры и зонды использовано
Праймеров для амплификации ПЦР и тепловые условия приведены в таблице 1.
Зонды, используемые в Южной гибридизации пятном были:
5. ПЦР-анализ
6. Геномная Южной Блоты
7. Целевые премьер-ХВОСТ-PCR
8. Болезнь Шагаса клинических проявлений
9. Патология и иммунохимических анализов
10. Фенотип клетки иммунной системы, в сердце поражения
11. Анализ данных
12. Представитель Результаты
Прививка 100 опасных Т. cruzi trypomastigotes в воздухе камеры оплодотворенные яйца куриные не значительно сократить отношения цыплят живьем. Около 60% здоровых цыплят люк и 40% могут подвергаться сжижению эмбриона или зародыша смерти вылупления. Оставшиеся в живых цыплят сохранить последовательность kDNA minicircle интегрироваться в геном. Тем не менее, ожидается, что некоторые птенцы погибнут с кардиомегалия и неудачи в течение нескольких недель после вылупления. Остальные цыплят возрастет до внешне здоровых взрослых людей. На всех этапах жизни ДНК, выделенной из крови мононуклеаров даст ПЦР-амплификации kDNA, но не nDNA. Целевых премьер-ХВОСТ-PCR 3, 4 продуктов, которые клонируются и последовательность покажет kDNA minicircles интегрированы в основном в регионах кодирования macrochromosomes 1 до 5. Куры отображения нескольких kDNA яntegrations в генах, кодирующих роста и дифференцировки клеток, иммунных факторов системы регуляции и репарации ДНК являются кандидатами для прохождения отказ от самостоятельного тканях (рис. 3). Например, курица показывает kDNA мутации с разрывом в гене дистрофина (рис. 5), кодирующих белок, который связывает цитоскелета к клеточной мембране, является кандидатом на развитие аутоиммунных воспалительных кардиомиопатии и неудачи.
Эти модификации генома не видел цыплят из Lb инфицированных яиц. Существуют различия между T. cruzi и Lb kDNA minicircles, Т. cruzi к ДНК minicircle среднем 1,4 кб структуру с четырьмя переменными области (VR) перемежаются консервативных регионов (CR), каждый представляет CSB1, CSB2 и CSB3 регионов, в которых CA-богатые ДНК изогнутые рассматриваются конкретные сайты для инициации репликации, транскрипции, рекомбинации, так и для горизонтальной передачи ДНК 4. Контрастно, Lb kDNA minicircle (средний размер 820 б.п.) содержит одну CR следует VR. CR сохранил CSB1 (GGGCGT) и CSB2 (CCCCGTTC) блоки, которые отличаются от тех, в Т. cruzi minicircles 15, 16 и 17. Учитывая, что Lb CSB3 (GGGGTTGGTGTA) показывает 12 НТС гомологии T. cruzi можно предположить, что либо Lb kDNA minicircle интегрируется в более низких частот, которые могут быть не видны на методы, используемые, или что он может, вероятно, не интегрируются в геном курицы вообще.
Грунтовка | ДНК-мишени | Последовательность | Т * |
S 34 | Т. cruzi kDNA | 5 'ACA ОСО ACC ОСО УВД ГАА CC 3' | 57,9 |
S 67 | Т.cruzi kDNA | 5 'ГГТ ТТТ GGG AGG GG (G / C) (G / C) (T / G) TC 3 " | 60,1 |
S 35 | Т. cruzi kDNA | 5 'ATA ATG TAC GGG (T / G) GA GAT GC 3' | 59,4 |
S 36 | Т. cruzi kDNA | 5 'ГГТ TCG АТТ ГТТ ГГТ GGG G 3 " | 57,9 |
Lb3 | Lb kDNA | 5 'GGG GTT ГГТ GTA ATA TAG TGG G 3 " | 55,9 |
Lb5 | Lb kDNA | 5 'CTA ATT GTG CAC GGG GAG G 3 " | 61,4 |
GG 1 | Gallus Gallus | 5 'AGC TGA TCC ТАА CAG AGG AGC 3' | 60,1 |
GG2 | Г. Gallus | 5 'КТГ AGC СТС ТГКТТТ ГАА 3 ' | 56,8 |
Gg3 | Г. Gallus | 5 'TTT CAA AGC AGA GGC TCG G 3 " | 60,1 |
GG4 | Г. Gallus | 3 'GCT КТГ CCT TTA GGA TCA GCT 5' | 64,2 |
Gg5 | Г. Gallus | 3 'AGC AAC TCA GCG TCC ACC TT 5' | 62,3 |
Gg6 | Г. Gallus | 3 'КТГ TTA GCA TGA GGC TTC ACA 5' | 60,4 |
Таблица 1. Простые, используемые в ПЦР уточнениями. * Т = средняя температура отжига ° C.
Рисунок 1. Р Хвост-PCR стратегия используется для обнаружения Trypanosoma cruzi kDNA интеграции в Gallus Gallus генома. А) химерных последовательностей с фрагментом kDNA minicircle консервативных (синий) и переменной (голубой) регионов интегрирована в очаге NW_001471687.1 в хромосоме 4 (AY237306) из куриного генома 10 (зеленый) был использован для получения принимающей конкретного набора праймеров (gg1 в Gg6). Б) р Хвост-PCR амплификации были начаты (первичный цикл) по отжигу minicircle конкретных S34 или S67 грунтовки в сочетании с куриным конкретных gg1 в Gg6 праймеров. Разводненная продуктов, предоставляемых шаблон для вторичного цикла с S35 (смысл / антисмысловые) грунтовки и комбинации праймеров гг. В третичном цикле разведения вторичные продукты подвергали амплификации kDNA S36 или S67 грунтовки антисмысловых в сочетании с грунтовкой Ггс. C) Эти продукты амплификации разделяли в 1% агарозном геле и переданы в нейлоновой оболочкой, гибридизации с зондом конкретных kDNA. Образцы показывает позитивный сигнал были использованы для клонирования, чтобы определить точку интеграции. Комбинации kDNA и целевых gg1 в Gg6 показаны в верхней части геля. Последовательных реакций ПЦР усиления целевой kDNA хозяина ДНК с kDNA minicircles (синий) и птичий последовательность (зеленый). (Перепечатано из PLoS забытых тропических болезней 3).
Рисунок 2. Клинические проявления нарушения функции сердца в 9-месячный цыпленок генетически модифицированные интеграции митохондриальной kDNA minicircle от Т. cruzi. Бедная кислородом кровь митохондриальной kDNA мутировал курица показывает фиолетовый контрастов гребень с ярко-красными гребень управление 9-месячного chickeя свободна от повреждения сердца. (По материалам PLoS забытых тропических болезней 3).
Рисунок 3. Гросса и микроскопических патологии Gallus Gallus с мутациями kDNA. А) Кардиомегалия в 9-месячный курицу, которая умерла от сердечной недостаточности. Б) Управление сердце от неинфицированных 9-месячного курицы. C) Отказ от клетки-мишени сердца цитотоксических лимфоцитов: минимальная единица отказ с лизиса клеток-мишеней иммунной лимфоцитов изображен (круг). D) Управление сердце гистологии (с изменениями по PLoS забытых тропических болезней 3).
Рисунок 4. Иммуноцитохимическая анализ клетки иммунной системы проникают в сердце kDNA-мутировал курица показано на рисунке 3. А) CD45 + лимфоцитов определены (стрелки) в сердце леsions по фикоэритрин-меченных моноклональных антител. B) CD8 + γδ иммунных лимфоцитов (стрелки), участвующих в серьезные разрушения сердца. С), обильные CD8α + Т-клеток, присутствующих в тяжелые поражения сердца с лизирует клетки. Вставки показывают отсутствие клеток иммунной системы в борьбе неинфицированных сердце курицы (с изменениями по PLoS забытых тропических болезней 3).
Рисунок 5. Шагаса, как расширенные воспалительных кардиомиопатии в F2 потомство с kDNA интеграции в гене дистрофина. А) Расширенные сердце в 10-месячный цыпленок занимает большую часть грудной полости (сердце вес = 16 г). Б) темный круглый мононуклеарных инфильтратов и разрушает клетки миокарда kDNA-мутировал курицы. C) Нормальный размер сердца (весом 7 г) на 10-месячный контроль курицы. D) Нормальный гистологии сердца куриного управления. (По материалам PLoS забытых Tropicдр. болезней 3).
Рисунок 6. Сравнительная патология в kDNA-мутировал курицу и в человеческой болезни Шагаса. А) тяжелый миокардит и целевых лизирует клетки сердца в kDNA-мутировал курицы. Б) Тяжелый миокардит и лизиса клетки-мишени иммунной лимфоцитов в случае сердечно-сосудистых заболеваний Шагаса. C) Отказ от сердечных клеток иммунной лимфоцитов в kDNA-мутировал курицы. D) Отказ от сердечных клеток иммунной лимфоцитов человека болезнью Шагаса. Окраска по гематоксилином и эозином. (С изменениями по Memorias сделать Института Освальдо Круса, Рио-де-Жанейро, 14).
В отличие от млекопитающих, восприимчивых к пожизненной T. cruzi инфекций, куры с предубеждением относятся к Т. cruzi инфекции. Основное преимущество модели системы курица является устранение инфекции на ранних стадиях разработки эмбрионального иммунной системы. Таким образом, только ДНК паразита оставаясь в куриных тела интегрировано в нескольких локусов.
Использование оптимального количества вирулентных T. cruzi trypomastigotes привить плодородной яйцо является критическим шагом на пути к получению интеграции kDNA minicircles в геном эмбриона цыпленка. Скорость вылупления птенцов живого из яйца привиты 100 trypomastigotes в четыре раза выше, чем полученная с 500 паразитов. Следует проявлять осторожность, чтобы привить паразитов суспензии в 10 мкл культуральной среды в камеру воздух яйцо. Там не должно быть утечки яичный белок. При оптимальных условиях внутриклеточной паразитарной инфекции происходит штонкие через несколько часов после инкубации и размножения паразитов внутри клетки-хозяина доходов в течение одной недели, после чего инфекция устранить врожденный иммунитет. Интеграция kDNA требует живой инфекции и прививки голый minicircles в раннем яйца куриного эмбриона не приводит к интеграции. KDNA-положительных эмбрионов и контроля должны быть размещены в контролируемых условиях на 37,5 ° C и 65% влажности. Птенцы находятся в клетках в течение двух недель при 33 ° C комнатной температуры. После этого куры содержатся в клетках на стеллажах приостановлено разделенных на 1,5 м в ширину прохода в помещении при температуре 22 ° C с фильтром воздуха и избыточного давления при постоянном истощении обеспечить условия животных. Взрослые кормят куриным-чау и пить питьевой водой для достижения полного роста и зрелости, откладывают яйца в пять месяцев. Обеспечение гигиенических процедур необходимы для воспроизводимости результатов при работе с Т. cruzi привитыв оплодотворенные яйца куриные.
В системе куриных модель Т. cruzi инфекции уничтожаются после того, как развитие иммунной системы в раннем периоде роста зародышей. Кроме того, чтобы быть свободным инфекции, цыплят, которые вылупляются из T. cruzi привиты яйца, в отсутствие специфических антител, которые устойчивы к паразиту антигенов. Отказ от целевых клеток сердца цитотоксическими лимфоцитами (минимальная единица отказ, на рисунке 3) рассматривается в kDNA-мутировал кур показывающие изменения генотипа и разрушение иммунологический надзор 3. Генотипически измененных Т-клетки представляют ускоренный отказ от самостоятельного ткани в организме. Основной сайт поражение сердца, которое является отличительной чертой болезни Шагаса. Переход от физиологических (надзора) в physiopathologic состояние проявляется в kDNA-мутировал курица показывает клонально распространения цитотоксических лимфоцитов 3.
Тего transkingdom модель системы показывает, вызванные паразитами, генетически управляемых аутоиммунные заболевания (рис. 6), вытекающие из модификаций генома T. cruzi kDNA minicircle интеграции. Эти изменения не видны в птенцы вылупились из LB-привиты яйца.
Это явление позволяет предположить, что экспериментальное лечение воспалительных аутоиммунных кардиомиопатии в kDNA-мутировал кур может потребоваться препарат подавления костного мозга предшественников специфических Т-клеточный фенотип проникают в миокарде, и трансплантация histocompatible здоровый костный мозг, чтобы предотвратить отказ от самостоятельного ткани.
Нет конфликта интересов объявлены.
Мы в долгу перед Нэнси Р. Штурм, Отдел иммунологии, микробиологии и молекулярной биологии, Дэвид Геффен школы медицины Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе, на критическое чтение рукописи. Национальный совет по научно-CNPq и Фонд развития исследований, FAPDF, Бразилии, поддерживают исследования. Мы благодарим технической помощи Алессандро О. Соуза, Мария С. Guimaro, Чиро Кордейро, Ана де Кассия Роза, Roseneide Алвес и Рафаэль Андраде из Университета Бразилиа, Бразилия.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Название реагента | Компания | Номер по каталогу | Комментарии |
Taq ДНК-полимераза рекомбинантных | Invitrogen | 11615-010 | |
Платиновый Taq ДНК-полимераза | Invitrogen | 10966-030 | |
Случайные ДНК праймеры системы маркировки | Invitrogen | 18187-013 | |
Eco RI | Invitrogen | 15202-021 | |
Я Мбо | Invitrogen | 15248-016 | |
дНТФ Set, 100 решений | GE Healthcare | 28-4065-51 | |
Amersham Hybond - N + - Кошка н. | GE Healthcare | RPN303B | |
PlasmidPrep Мини Спин комплект | GE Healthcare | 28-9042-70 | |
Я НСИ | Sigma-Aldrich | R5884 1KU | |
ДНК, натриевая соль рыбы спермы | AMRESCO | 0644-10G | |
Мышь против куриной Бу-1b | SouthernBiotech | 8370-02 | |
Мышь анти-CD45 курица | SouthernBiotech | 8270-08 | |
Мышь против куриной TCRγδ | SouthernBiotech | 8230-08 | |
Мышь против куриной CD8α | SouthernBiotech | 9220-02 | |
Мышь против куриной моноцитов / макрофагов | SouthernBiotech | 8420-02 | |
MyCycle Termocycler | Bio-Rad Laboratories | 580BR 5501 |
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