العزل الجماعي وزراعة في المختبر من مراحل إينترامولوسكان لحظٌ الدم البشري بلهارسيه المنسونيه
Summary
توضح هذه المقالة بروتوكول لعزله أكسينيك على نطاق واسع وجمع من ميراسيديا تخترق من حظ الدم البشري بلهارسيه المنسونيه وتجهيزها اللاحقة لإدخال الثقافة في المختبر .
Abstract
وقد المثقوبة الدم البشري، بلهارسيه spp.، لها دورة حياة معقدة تشمل المراحل الإنمائية اللاجنسي والجنسي داخل القواقع الوسيطة والثدييات مضيف نهائي، على التوالي. القدرة على عزل والمحافظة عليها في مراحل مختلفة من دورة الحياة تحت ظروف الثقافة في المختبر سهلت إلى حد كبير تحقيقات الآليات الخلوية والكيمياء الحيوية والجزيئية التي تنظم النمو الطفيلي، والتنمية والمضيف التفاعلات. ويتطلب انتقال البلهارسيا اللاجنسي والتنمية متعددة المراحل اليرقات داخل البلد المضيف الحلزون؛ من ميراسيديوم المعدية، من خلال سبوروسيستس الأولية والثانوية، إلى المرحلة النهائية السباحين الذي يتم المعدية للبشر. في هذه الورقة نقدم بروتوكول خطوة بخطوة الفقس الجماعي وعزل بلهارسيه المنسونيه ميراسيديا من البيض التي تم الحصول عليها من كبد الفئران المصابة، وإدخالها لاحقاً إلى الثقافة في المختبر . ومن المتوقع أن البروتوكول مفصلاً ستشجع الباحثين جديدة للانخراط في وتوسيع هذا المجال الهام من بحوث البلهارسيا.
Introduction
الإنسان الدم المثقوبة بلهارسيه spp.، وهي العوامل المسببة لمرض البلهارسيا، أمراض استوائية مهملة التي يعاني منها على 230 مليون شخص في العالم ما يقدر1. الأنواع الأكثر انتشارا، المنسونيه بلهارسيه، تتوزع جغرافيا في أمريكا الجنوبية والأرخبيل منطقة البحر الكاريبي، والشرق الأوسط و أفريقيا الصحراء2. دورة حياة س. المنسونيه، والأخرى المنشقات، معقد، والتي تنطوي على مضيف نهائي الثدييات والقواقع المياه العذبة من جنس كان بمثابة تلزم الوسيطة المضيفين.
دودة البالغين الذكور والإناث المنسونيه س. أزواج يعيشون في عروق المساريقي العلوي الخلفي تتكاثر الثدييات المضيفة، أسفر عن إطلاق سراح امبريوناتيد البيض (البويضات) التي أصبحت استقرت في الأوردة الصغيرة في الغشاء المخاطي المعوي. البيض ثم فواصل من خلال جدران الأوعية، تهاجر من خلال الأنسجة المخاطية، وأدخل في نهاية المطاف التجويف المعوي حيث أنها هي باطلة مع البراز. عند إدخال البويضات هاتش المياه العذبة وتخترق اليرقات (ميراسيديا)، يجب، في وقت قصير، وجدوا حلزون كان مناسبة لتصيب من أجل مواصلة دورة الحياة. تتضمن هذه العملية الإصابة مرفق ميراسيديال إلى سطح الجسم الخارجي في الحلزون متبوعاً باختراق النشطة ودخول اليرقة إلى المضيف. فور دخول، يبدأ ميراسيديوم إلقاء لوحات البشرة عضو الخارجي حيث أنه يشكل سينسيتيوم التي ستصبح على السطح الخارجي الجديد (لحافة) للمرحلة القادمة اليرقات سبوروسيست الأولية أو الأم. من خلال اللاجنسي، تنتج كل سبوروسيست الأولية والنشرات جيل ثان من سبوروسيستس، ووصف الثانوية أو ابنه سبوروسيستس، التي تخلق بدورها، والإفراج عن إعداد كبيرة من المرحلة النهائية إينترامولوسكان، المذنبات3 . الهروب من البلد المضيف الحلزون، سيركاريا تخترق عند قادر على إرفاق ومباشرة اختراق الجلد من مضيف الثدييات مناسبة البشرية أو غيرها. عند دخول المضيفة الجديدة، سيركاريا تحويل إلى مرحلة شيستوسومولا الطفيلية وغزو نظام الأوعية الدموية. ، بدوره، تهاجر إلى الرئة ومن ثم إلى الوريد الكبدي حيث تنضج الديدان الكبار وشكل أزواج من الذكور والإناث والسفر إلى الأوردة المساريقي العلوي لإكمال دورة حياتها.
إينترامولوسكان بنجاح أو تطوير “المرحلة الحلزون” المنشقات اليرقات ضروري لاستمرار دورة للبشرية مضيف إلى مضيف الإرسال. أهمية حاسمة هو دخول ميراسيديوم تخترق إلى المضيف الحلزون وتحولها المبكر للمرحلة الابتدائية سبوروسيست الفترة التالية. اعتماداً على توافق الفسيولوجية والمناعية بين المضيف والطفيلي، فمن خلال هذه المرحلة من التنمية اليرقات أن النجاح الأولى أو عدم إثبات الإصابات هو العزم4،5،6 . التطور اللاحق للابتدائي سبوروسيستس قادرة على إنتاج بلا تزاوج سبوروسيستس الثانوية، ثم تولد سيركاريا الإنسان المعدية، كذلك تتطلب بيئة متساهلة مضيف فسيولوجية التي توفر لكل من النمو الطفيلي و يحتاج الإنجابية.
وحتى الآن، يعرف الكثير عن الأساسية الفسيولوجية، والكيمياء الحيوية والجزيئية عمليات مراقبة التفاعلات المنشقات-الحلزون، لا سيما الجزيئات ومسارات تشارك في تنظيم التنمية اليرقات والإنجاب، أو تحوير الاستجابات المناعية المضيف. سهولة الوصول إلى إعداد كبيرة من هذه المراحل اليرقات في ظروف في المختبر الثقافة التي تسمح بالتلاعب التجريبية سيسهل اكتشاف المسارات الإنمائية والآليات الأساسية لنمو الخلايا، التمايز والاستنساخ. المسارات الحرجة الطفيلي أو آليات، يتم تحديدها من خلال التجريب في المختبر ، ثم يمكن لعرقلة نمو اليرقات/الاستنساخ في المضيف الحلزون، أو لتحديد الحلزون المضيف المناعية الآليات المعنية بالاعتراف والقضاء على مراحل ميراسيديال أو سبوروسيست.
وفي هذه المادة وعرض الفيديو، نحن نقدم وصفاً مفصلاً لطريقة لعزل عدد كبير من تخترق المنسونيه س. ميراسيديا لإدخال الثقافة في المختبر الذي ثم يمكن أن يتعرضوا للمتابعة التجريبية التلاعب (انظر الشكل 1 نظرة تخطيطي لسير عمل البروتوكول). على الرغم من أن إجراءات مماثلة قد وصفت سابقا7،،من89، شعرنا أن بروتوكول مفصلة ستكون مفيدة للباحثين الذين يرغبون في استخدام هذا النموذج لمعالجة ما زالت التساؤلات المتصلة ب التنمية اليرقات إينترامولوسكان وانتشار الهاتف الخلوي، والتفاعلات المناعية المنشقات-الحلزون. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن بسهولة تكييف هذا النهج لعزل البيض من غيرها تريماتودا طبيا هامة مثل المثانة مسكن دموية سأو المثقوبة الكبد أو الرئة المثقوبة.
Protocol
Representative Results
Discussion
ميراسيديا س. المنسونيه، معزولة والتلاعب بها كما هو موضح هنا، يمكن أن تصيب فقط المضيف القواقع الوسيطة، ولذلك لا تمثل الإخطار البيولوجية بشرية خلال هذه المرحلة من التنمية اليرقات. بيد لتجنب التعرض العرضي/العدوى من القواقع، ينبغي الحرص أداء العزلة ميراسيديال في موقع آخر من المجالات ال?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تمويل جزء من المعاهد الوطنية للصحة منحة RO1AI015503. قدمت الفئران المصابة المنشقات البلهارسيا نييد مركز الموارد في معهد البحوث الطبية الحيوية (روكفيل، دكتوراه في الطب) من خلال المعاهد الوطنية للصحة-نييد HHSN272201000005I العقد للتوزيع من خلال “موارد الشركة”.
Materials
| Chernin's balanced salt solution (CBSS+) | For 1L of solution | ||
| 2.8 g sodium chloride | Fisher Scientific | S271-3 | Dissolve salts, except calcium chloride, and |
| 0.15 g of potassium chloride | Sigma-Aldrich | P5405 | sugars in 800 mL ddH2O |
| 0.07 g sodium phosphate, dibasic anhydrous | Fisher Scientific | S374-500 | Dissolve calcium chloride separately in 200 |
| 0.45 g magnesium sulfate heptahydrate | Sigma-Aldrich | M1880 | mL ddH2O |
| 0.53 g calcium chloride dihydrate | Mallinckrodt | 4160 | Slowly add calcium soln to the salt/sugar soln with |
| 0.05 g sodium bicarbonate | Fisher Scientific | S233-3 | with constant mixing |
| 1 g glucose | MP Biomedicals | 152527 | Adjust to pH 7.2 and filter sterilize using a |
| 1 g trehalose | Sigma-Aldrich | T0167 | 0.22 µm disposable bottle-top filter |
| 10 mL 100X penicillin/streptomycin | Hyclone | SV30010 | Add filtered penicillin and streptomycin soln prior use |
| Incomplete Bge medium (Ibge) | For 900 mL solution | ||
| 220 mL Schneider’s Drosophila medium modified | Lonza | 04-351Q | Mix Schneider's medium with 680 mL ddH2O |
| 4.5 g lactalbumin enzymatic hydrolysate | Sigma-Aldrich | L9010 | Add lactalbumin hydrolysate and galactose |
| 1.3 g galactose | Sigma-Aldrich | G0625 | Adjust to pH 7.2 and filter sterilize using a 0.22 µm pre-sterilized disposable bottle-top filter |
| Complete Bge medium (cBge) | For 100 mL of solution | ||
| 90 mL Incomplete Bge medium | To heat-inactivate FBS: Incubate thawed FBS in | ||
| 9 mL heat-inact. fetal bovine serum (FBS) (Optima) | Atlanta Biologicals | S12450 | waterbath at 60°C for 1 hr while gently |
| 1 mL 100X penicillin/streptomycin | Hyclone | SV30010 | swirling the bottle every 10 min Aliquot heat-inactivated FBS into 15-mL tubes and store at -20°C. Mix medium + FBS and filter sterilize using a 0.22 µm pre-sterilized disposable bottle-top filter Add penicillin and streptomycin prior to use |
| Pond water (stock solution) | 1L of stock solution | ||
| 12.5 g calcium carbonate | Fisher Scientific | C64-500 | Mix all salts in 1L of ddH2O |
| 1.25 g magnesium carbonate | Fisher Scientific | M27-500 | Note that the salts will not have completely |
| 1.25 g sodium chloride | Fisher Scientific | S271-3 | dissolved. Shake vigorously to suspend |
| 0.25 g potassium chloride | Sigma-Aldrich | P5405 | salts prior to making the working soln |
| Pond water (working solution) | 1.5L of solution | ||
| 0.8 mL stock solution pond water (shake prior use) in | Mix stock to ddH2O | ||
| 1500 mL of ddH2O | Sterilize pond water by autoclaving (slow cycle) | ||
| 1.5 mL of 100X penicillin/streptomycin | Hyclone | SV30010 | Add penicillin and streptomycin prior use |
| Saline solution (1.2% NaCl) | 1.5L of solution | ||
| 18 g sodium chloride in 1500 mL of ddH2O | Fisher Scientific | S271-3 | Autoclave saline solution to sterilize |
| 1.5 mL of 100X penicillin/ streptomycin | Hyclone | SV30010 | Add penicillin and streptomycin prior use |
| Additional equipment and material: | |||
| 7-L mouse euthanizing chamber | Following approved IACUC protocol no. V001551 | ||
| Mice | Taconic Biosciences | Swiss-Webster, female, 6-wk old, murine | |
| CO2 tank and regulator | pathogen-free | ||
| 24-well tissue culture plate | TPP | 92424 | |
| 1-L volumetric flasks | |||
| Light source (150W) | Chiu Tech Corp | Model F0-150 | |
| Centrifuge, refrigerated, swinging bucket | Eppendorf | Model 5810R | |
| Centrifuge bottles (250 mL) | Nalgene | ||
| 15-mL centrifuge tubes, sterile | Corning | 430053 | |
| Sterile disposable transfer pipets | Fisher Scientific | 1371120 | |
| 0.22 µm pre-sterilized disposable bottle-top filter | EMD Millipore | SCGPS05RE | |
| Stainless steel blender | Waring Commercial | Model 51BL31 | |
| Blender cup, 100 mL capacity | Waring Commercial | ||
| Inverted compound microscope | Nikon Instruments | Eclipse TE300 |
References
- Colley, D. G., Bustinduy, A. L., Secor, W. E., King, C. H. Human schistosomiasis. Lancet. 383, 2253-2264 (2014).
- WHO. Schistosomiasis: number of people treated worldwide in 2013. Wkly. Epidemiol. Rec. 5 (90), 25-32 (2015).
- Yoshino, T. P., Gourbal, B., Théron, A., Jamieson, B. G. M. Schistosoma sporocysts. Schistosoma: biology, pathology and control. , 118-148 (2017).
- Bayne, C. J. Successful parasitism of vector snail Biomphalaria glabrata by the human blood fluke (trematode) Schistosoma mansoni: a 2009 assessment. Mol. Biochem. Parasitol. 165 (1), 8-18 (2009).
- Yoshino, T. P., Coustau, C., Toledo, R., Fried, B. Immunobiology of Biomphalaria-trematode interactions. Biomphalaria snails and larval trematodes. , 159-189 (2011).
- Coustau, C., et al. Advances in gastropod immunity from the study of the interaction between the snail Biomphalaria glabrata and its parasites: A review of research progress over the last decade. Fish Shellfish Immunol. 46 (1), 5-16 (2015).
- Bayne, C. J., Hahn, U. K., Bender, R. C. Mechanisms of molluscan host resistance and of parasite strategies for survival. Parasitology. 123, S159-S167 (2001).
- McMullen, D. B., Beaver, P. C. Studies on schistosome dermatitis. IX. The life cycles of three dermatitis-producing schistosomes from birds and a discussion of the subfamily Bilharziellinae (Trematoda: Schistosomatidae). Amer. J. Hyg. 42, 128-154 (1945).
- Voge, M., Seidel, J. S. Transformation in vitro of miracidia of Schistosoma mansoni and S. japonicum into young sprocysts. J. Parasitol. 58 (4), 699-704 (1972).
- Eloi-Santos, S., Olsen, N. J., Correa-Oliveira, R., Colley, D. G. Schistosoma mansoni: mortality, pathophysiology, and susceptibility differences in male and female mice. Exp. Parasitol. 75 (2), 168-175 (1992).
- Tucker, M. S., Karunaratne, L. B., Lewis, F. A., Freitas, T. C., Liang, Y. S. Schistosomiasis. Curr Proto Immunol. 103, 19.1:19.1.1-19.1.58 (2013).
- Basch, P. F., DiConza, J. J. The miracidium-sporocyst transition in Schistosoma mansoni: surface changes in vitro with ultrastructural correlation. J. Parasitol. 60 (6), 935-941 (1974).
- Hansen, E. L. Secondary daughter sporocysts of Schistosoma mansoni: their occurrence and cultivation. Ann. N. Y. Acad. Sci. 266, 426-436 (1975).
- Stibbs, H. H., Owczarzak, O., Bayne, C. J., DeWan, P. Schistosome sporocyst-killing amoebae Isolated from Biomphalaria glabrata. J. Invertebr. Pathol. 33, 159-170 (1979).
- DiConza, J. J., Basch, P. F. Axenic cultivation of Schistosoma mansoni daughter sporocysts. J. Parasitol. 60 (5), 757-763 (1974).
- Hansen, E. L., Maramorosch, K. A cell line from embryos of Biomphalaria glabrata (Pulmonata): Establishment and characteristics. Invertebrate tissue culture: Research applications. , 75-97 (1976).
- Yoshino, T. P., Laursen, J. R. Production of Schistosoma mansoni daughter sporocysts from mother sporocysts maintained in synxenic culture with Biomphalaria glabrata embryonic (Bge) cells. J. Parasitol. 81 (5), 714-722 (1995).
- Ivanchenko, M. G., et al. Continuous in vitro propagation and differentiation of cultures of the intramolluscan stages of the human parasite Schistosoma mansoni. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96, 4965-4970 (1999).
- Yoshino, T. P., Bayne, C. J., Bickham, U. Molluscan cells in culture: primary cell cultures and cell lines. Can. J. Zool. 91, 391-404 (2013).
- Coustau, C., Yoshino, T. P. Flukes without snails: Advances in the in vitro cultivation of intramolluscan stages of trematodes. Exp. Parasitol. 94, 62-66 (2000).
- Milligan, J. N., Jolly, E. R. Cercarial transformation and in vitro cultivation of Schistosoma mansoni schistosomules. J. Vis. Exp. (54), e3191 (2011).
- Basch, P. F. Cultivation of Schistosoma mansoniin vitro. II production of infertile eggs by worm pairs cultured from cercariae. J. Parasitol. 67 (2), 186-190 (1981).
