Kitle yalıtım ve Intramolluscan insan kan Fluke Schistosoma Mansoni aşamalarında Vitro ekimi
Summary
Bu makalede büyük ölçekli axenic yalıtım ve insan kan fluke Schistosoma mansoni free-swimming miracidia toplanması için bir protokol ve onların sonraki işlem vitro kültür içine giriş için.
Abstract
İnsan kan flukes, Schistosoma spp., bir salyangoz ara ve memeli son ev sahibi içinde eşeysiz ve cinsel Gelişim aşamaları sırasıyla içeren karmaşık bir yaşam döngüsü var. İzole etmek ve farklı yaşam döngüsü aşamaları vitro kültür koşullar altında sürdürmek yeteneği büyük ölçüde araştırmalar parazit büyüme, gelişme ve ana bilgisayar düzenleyen hücresel, biyokimyasal ve moleküler mekanizmaları kolaylaştırdı etkileşimler. Sistozomyas iletimini eşeysiz üreme ve gelişme salyangoz ana bilgisayar içinde birden çok larva aşamaları gerektirir; Enfektif miracidium, insanlara infektif son cercarial aşaması için birincil ve ikincil sporocysts aracılığıyla. Bu yazıda biz kitle tarama ve izole Schistosoma mansoni miracidia yumurtadan karaciğerleri virüslü fareler ve onların sonraki giriş vitro kültür içine elde edilmesi için adım adım bir protokolü mevcut. Detaylı iletişim kuralı yeni araştırmacılar meşgul ve bu önemli alan paraziti araştırma genişletmek için teşvik edecek öngörülmektedir.
Introduction
İnsan flukes Schistosoma spp. kan, şistozomiyazis, ihmal edilen tropikal bir hastalık bir tahmini 230 milyon kişi dünya çapında1etkileyen etken ajanlardır. En yaygın tür, Schistosoma mansoni, Güney Amerika, Karayipler adalar, Orta Doğu ve alt-Sahra Afrika2coğrafi olarak dağıtılır. S. mansonive diğer schistosomes yaşam döngüsünün bir memeli kesin ana bilgisayar ve zorunlu ara konukçu olarak hizmet tatlı su Biomphalaria cinsi salyangoz içeren karmaşık bir şey.
S. mansoni erkek ve dişi yetişkin bağırsak mukoza küçük venüller içinde teslim olmak embryonated yumurta (ova) sürümü sonuçlanan yaşayan memeli ev sahibi çoğaltmak, posterior Mezenterik damarlarında çiftleri solucan. Yumurta sonra tatili gemi duvarları üzerinden Mukozal doku ile göç ve sonunda nerede dışkı ile hükümsüz intestinal Lümen girin. Ova tatlı su ve free-swimming larva (miracidia) kapağı girdiğinizde, onlar kısa sürede yaşam döngüsünün devam edebilmek için bulaştırmak için uygun bir Biomphalaria salyangoz bulmalısınız. Bu enfeksiyon işlem salyangoz’ın dış gövdesi yüzey aktif penetrasyon ve larva giriş ana bilgisayar takip miracidial eki içerir. Yakında girmesinden sonra miracidium sonraki larva sahne alanı, birincil ya da anne sporocyst’ın yeni dış yüzey (tegument) olacak bir syncytium formlar onun dış siliyer epidermal plakaları döken başlar. Eşeysiz üreme, her birincil sporocyst üretir ve ikinci nesil sporocysts, ikincil olarak adlandırdığı veya sırayla, oluşturmak ve son intramolluscan aşaması, cercaria3 çok sayıda yayın kızı sporocysts bültenleri . Salyangoz ana bilgisayardan kaçış, free-swimming cercariae için bağlama ve doğrudan bir insan veya diğer uygun memeli ana cildin derinlemesine yeteneğine sahiptirler. Yeni ev sahibi girdiği, üzerine cercariae parazit schistosomula Sahne Alanı’na dönüştürmek ve damar sistemi istila. Onlar, buna karşılık, akciğer ve sonra nerede yetişkin solucanlar için olgun, erkek ve dişi çiftleri oluşturmak ve onların yaşam döngüsünü tamamlamak için Mezenterik damarların seyahat hepatik ven göç.
Başarılı intramolluscan veya larva schistosomes gelişimi “Salyangoz aşama” için insan ana bilgisayar ana bilgisayar veri aktarımı döngüsünün devamlılık esastır. Salyangoz ev sahibi ve birincil sporocyst sahneye erken dönüştürmenin içine free-swimming miracidium dönem aşağıdaki girdiyi kritik önem taşımaktadır. Fizyolojik ve immünolojik arasında uyumluluğu sağlamak bağlı olarak ev sahibi ve parazit, larva gelişme bu aşamada o ilk başarı veya başarısızlık enfeksiyonlarına eğilimli kararlı4,5,6 kurmak için öyle . Birincil sporocysts sonra insan Enfektif cercariae oluşturmak, ikincil sporocysts eşeysiz üretebilen sonraki gelişimi daha fazla gereken tüm asıl olayın asalağın büyüme için sağlar bir keyfi fizyolojik ana ortamı ve üreme ihtiyacı var.
Bugüne kadar küçük temel hakkında fizyolojik, biyokimyasal bilinir ve moleküler süreçler, paraziti-salyangoz etkileşimleri kontrol özellikle molekülleri ve yollar larva gelişme ve üreme düzenleyen veya oransal olarak dahil ana bilgisayar bağışıklık yanıtı. Larva bu aşamaların deneysel düzenleme izni vitro kültür koşullar altında çok sayıda hazır erişim büyük gelişim yolları keşfi ve hücre büyüme, farklılaşma temel mekanizmaları kolaylaştırmak ve üreme. Kritik parazit yolları veya vitro deneyler tespit mekanizmaları, sonra larva büyüme/üreme salyangoz konak bozabilir ya da salyangoz konak immün mekanizmalar tanıma ve ortadan kaldırılması yer belirlemek için kullanılabilir miracidial veya sporocyst aşamaları.
Bu makale ve video sunumu, free-swimming S. mansoni çok sayıda izole bir yöntem ayrıntılı bir açıklama sağlamak için giriş sonra takip için deneysel tabi vitro kültür içine miracidia manipülasyon (iletişim kuralı iş akışı şematik bir bakış için bkz: şekil 1 ). Her ne kadar benzer yordamlarda açıklandığı daha önce7,8,9, biz ayrıntılı bir protokol bu modeli hala cevaplanmamış soruları ile ilgili gidermek için istihdam etmek isteyen araştırmacılar için yararlı olacağını hissettim intramolluscan larva geliştirme, hücresel proliferasyonu ve paraziti-salyangoz bağışıklık etkileşimleri. Buna ek olarak, bu yaklaşım kolayca mesane-konut S. haematobium, karaciğer flukes veya akciğer kuyruk gibi tıbbi açıdan önemli diğer trematodes yumurtadan yalıtım için adapte.
Protocol
Representative Results
Discussion
Miracidia izole ve burada, açıklandığı gibi manipüle S. mansoni, sadece salyangoz ara ana bilgisayar enfekte olabilir ve bu nedenle insan bir biohazard larva gelişme bu aşamada temsil etmemektedir. Ancak, yanlışlıkla pozlama/in helezon bulaşmasını önlemek için duyarlı Biomphalaria salyangoz türleri mevcut veya tutulan nerede olabilir alanlardan farklı bir konumda miracidial izolasyonların gerçekleştirmek için özen gösterilmelidir. BSL2 alanı kayıtlı ayrı bir oda önerilir. B…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Kısmen NIH grant RO1AI015503 tarafından finanse edilmektedir. Paraziti enfekte fareler, BEI kaynaklar üzerinden dağıtım için NIH NIAID sözleşme HHSN272201000005I NIAID sistozomyas Kaynak Merkezi Biyomedikal Araştırma Enstitüsü (Rockville, MD) tarafından verilmiştir.
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).
