التحديد الكمي لاستعمار الكوليرا والإسهال في النموذج الزرد الكبار
Summary
هي الزرد طبيعية الكوليرا استضافة ويمكن استخدامها للخص ودراسة دورة المعدية بأكملها من الاستعمار إلى انتقال العدوى. هنا، نحن لشرح كيفية تقييم مستويات الاستعمار ضد الكوليرا والإسهال في الزرد كمياً.
Abstract
الضمة الكوليرية أفضل المعروف كعامل المعدية التي تسبب الكوليرا الأمراض البشرية. خارج المضيف البشرية، ضد الكوليرا أساسا موجود في البيئة المائية، حيث يتفاعل مع مجموعة متنوعة من الأنواع المائية أعلى. الأسماك فقاريات معروفة ليكون مضيف بيئية ومحتملة ضد الكوليرا خزان في الطبيعة. ضد الكوليرا وأنواع الأسماك تيليوست دانيو rerio، المعروف الزرد، تنبع من شبه القارة الهندية، مما يوحي بوجود تفاعل منذ أمد بعيد في البيئات المائية. الزرد كائن نموذج مثالي لدراسة جوانب كثيرة من الأحياء، بما في ذلك الأمراض المعدية. الزرد يمكن أن تكون بسهولة وسرعة من استعمر ضد الكوليرا بعد التعرض في المياه. استعمار الأمعاء ضد الكوليرا يؤدي إلى إنتاج الإسهال وإفراز منسوخة ضد الكوليرا. هذه تفرز البكتيريا يمكن ثم انتقل إلى استعمار جديد الأسماك المضيفين. هنا، نحن لشرح كيفية تقييم ضد الكوليرا-استعمار الأمعاء في الزرد، وكيفية قياس ضد الكوليرا-التي يسببها الإسهال الزرد. نموذج الاستعمار ينبغي أن تكون مفيدة للباحثين الذين يدرسون ما إذا كانت الجينات للفائدة قد تكون هامة لاستعمار المضيف و/أو للبقاء على قيد الحياة البيئية. التحديد الكمي للإسهال الزرد ينبغي أن يكون مفيداً للباحثين الذين يدرسون أي مسببات الأمراض المعوية المهتمين باستكشاف الزرد كنظام نموذجي.
Introduction
الضمة الكوليرية هو بكتيريا سلبية الغرام المائية، والذي يسبب مرض الكوليرا فضلا عن الإسهال متفرقة1،2. خامسا-الكوليرا وجدت في البيئة في مناطق كثيرة من العالم، وغالباً ما ترتبط مع غيرها من الكائنات المائية. وتشمل هذه الكائنات تربط العوالق والجماهير بيض الحشرات والرخويات والأسماك الفقارية الأنواع3،4،5،،من67. وقد عزل العديد من الدراسات ضد الكوليرا من أصقاع المعوية من الأسماك في مناطق جغرافية مختلفة7،،من89،10. الوجود ضد الكوليرا في الأسماك يشير إلى أن الأسماك قد تعمل كخزان بيئية. يمكن أن يكون تورط الأسماك أيضا في نقل المرض إلى البشر وفي انتشار جغرافي ضد الكوليرا سلالات6.
لفهم كيفية تفاعل ضد الكوليرا مع الأسماك، وضعت دانيو rerio، المعروف الزرد، كنظام نموذجي لدراسة ضد الكوليراه11. الزرد أصلية في جنوب آسيا، بما في ذلك منطقة خليج البنغال، الذي يعتقد أنه أقرب خزان ضد الكوليرا. قبل بداية وباء الكوليرا الأولى في 1817، لم يبلغ الكوليرا خارج ما هو الآن في الهند وبنغلاديش. ولذلك، الزرد و ضد الكوليرا يكاد يكون من المؤكد المرتبطة مع بعضها البعض عبر مقاييس زمنية تطورية، مما يوحي بأن الزرد مجموعة ضد الكوليرا في البيئة الطبيعية12.
بسيط لتنفيذ نموذج الزرد ضد الكوليرا ويمكن استخدامها لدراسة كامل الممرضة ضد الكوليرا دورة الحياة. تتعرض الأسماك ضد الكوليرا بالاستحمام في المياه التي قد تم تلقيح مع عدد معروف من ضد الكوليرا. في غضون ساعات قليلة، تجري استعمار الأمعاء، يليه إنتاج الإسهال. يتكون الإسهال الميوسين والبروتينات، أغلبه البكتيريا وغيرها من محتويات الأمعاء. يمكن قياس درجة الإسهال باستخدام القياسات البسيطة قليلة13. ضد الكوليرا التي قد تم تفرز بالأسماك المصابة يمكن ثم انتقل إلى تصيب الأسماك السذاجة، واستكمال دورة المعدية. ولذلك، يلخص النموذج الزرد ضد الكوليرا مرض بشري العملية12،14.
الأكثر استخداماً ضد الكوليرا نماذج حيوانية تاريخيا الفئران والأرانب14،،من1516،،من1718. هذه النماذج قد ساعدت في إضافة إلى معرفتنا بالمرضية ضد الكوليرا . ومع ذلك، نظراً للفئران والأرانب ليست طبيعية ضد الكوليرا المضيفين، هناك قيود يمكن أن يدرس ما هي جوانب دورة حياة ضد الكوليرا . الاستعمار ضد الكوليرا من الفئران والأرانب يتطلب عادة غياب المعوية الحجمية أو المعالجة بالمضادات الحيوية للتلف الحجمية المعوية. تتطلب كلا النموذجين تزقيمية لإدخال البكتيريا الجهاز الهضمي أو التلاعب الجراحية مباشرة حقن البكتيريا في الأمعاء. الزرد يتمتعون بميزة هي سهولة استعمرت الأسماك الكبار مع الحجمية الأمعاء سليمة وعملية المعدية يحدث بطبيعة الحال، دون أي تلاعب المطلوبة.
يوضح هذا العمل الاستفادة الزرد كنموذج للإصابة ضد الكوليرا . سوف تكون العدوى وتشريح وتعداد المستعمر ضد الكوليرا، والتحديد الكمي للإسهال الناجم عن ضد الكوليرا وصف12،13. هذا النموذج من المحتمل أن تكون مفيدة للعلماء المهتمين في عملية المرض ضد الكوليرا وفي نمط الحياة البيئية ضد الكوليرا .
Protocol
Representative Results
Discussion
الزرد هو نموذج جديد نسبيا لدراسة ضد الكوليرا ولكن يحمل الكثير من الوعود للمستقبل اكتشاف جوانب غير معروفة من قبل ضد الكوليرا البيولوجيا والمرضية11،،من1213 . النموذج الزرد الكبار لديه مزايا كلا طبيعية ضد الكوليرا المضيف يحتوي …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وبفضل ميلودي نيلي، جون الين، أبوعيطة بازل، ودونا رونفت لجهودها في المساعدة على تطوير النموذج الزرد. البحث الذي ذكرته هنا أيده بالمعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية من “معاهد الصحة الوطنية في” إطار جائزة الأرقام R21AI095520 و R01AI127390 (لجيفري فتحي حاء). المحتوى هي المسؤولة الوحيدة عن المؤلفين ولا تمثل بالضرورة وجهات النظر الرسمية “المعاهد الوطنية للصحة”.
Materials
| Instrument | |||
| Shaker incubator | New Brunswick Scientific, Edison, NJ | Excella E25 | |
| Incubator | NUAIRE, Plymouth, MN | Auto Flow | |
| Spectrophotometer | Thermo, Waltham, MA | Geaesys 6 | |
| Vortex homogenizer | Minibeadbeater24 | 112011 | |
| Weighing Machine | Ohaus, Columbia, MD | Adventurer Pro | |
| Heat Stirer | Corning, Corning, NY | PC-420D | |
| Burner | |||
| automated colony counter | REVSCI | 120417B | |
| Materials | |||
| 400 ml glass beakers | Pyrex | ||
| perforated lids | Microtip holder with holes from tip box | ||
| disposable plastic spoons | Office Depot, Boca Raton, FL | D15-25-7008 | |
| Fish Tank System | Aquaneering, San Diego, CA | ||
| RO Water Purifier | Aqua FX | TK001 | |
| Fish net | Marina | ||
| fish food | Tetra fin | ||
| Brine Shrimp | Red jungle brand | O.S.I. pro 80 | |
| Styrofoam board | |||
| Pins | |||
| Scalpels | Fine Scientific tools, Foster City, CA | 10000-10 | |
| Forceps | Fine Scientific tools, Foster City, CA | 11223-20 | |
| Vannas scissors | Fine Scientific tools, Foster City, CA | 15000-11 | |
| 2 ml screw cap tubes | Fisher Scientific, Hampton, NH | 02-681-375 | |
| 1 mm glass beads | Bio Spec | 11079110 | |
| Glass beads for spreading | Sigma, St. Louis, MO | 18406-500G | |
| Petri plate | Fisher Brand, Hampton, NH | FB0875713 | |
| 1.5 ml centrifuge tube | Midsci, Valley Park, MO | AVSS1700 | |
| 50 ml centrifuge tube | Corning Falcon, Corning, NY | 352098 | |
| Test tubes | Pyrex | 9820 | |
| Glass Pipette | Fisher Brand, Hampton, NH | 13675K | |
| Micro pipettes | Sartorius Biohit, Göttingen, Germany | m1000/m200/m20 | |
| Tips | Genesee Scientific, San Diego, CA | 24-150RS/24-412 | |
| Chemicals | |||
| Instant Ocean salts | |||
| phosphate buffered saline | VWR Life Science, Radnor, PA | K813-500ml | |
| Tricaine (ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate salt | Sigma, St. Louis, MO | A5040 | |
| 5-Bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside | Sigma, St. Louis, MO | 10651745001 | |
| Schiff’s reagent | Sigma, St. Louis, MO | 84655-250 mL | |
| periodic acid | Fisher Scientific, Hampton, NH | 10450-60-9 | |
| Mucin from porcine stomach | Sigma, St. Louis, MO | M2378-100G | |
| Bovine serum albumin | Fisher Scientific, Hampton, NH | 9046-46-8 | |
| Pierce 660nm Protein Assay Reagent | Thermo, Waltham, MA | 22660 | |
| LB medium | |||
| Trypton | BD Biosciences, San Jose, CA | 211705 | |
| Teast Extract | BD Biosciences, San Jose, CA | 212750 | |
| NACL | Fisher Scientific, Hampton, NH | BP358-212 | |
| Agar | BD Biosciences, San Jose, CA | 214010 | |
| TCBS Agar | BD Biosciences, San Jose, CA | 265020 | |
| DCLS Agar | Sigma, St. Louis, MO | 70135-500gm | |
| Software | |||
| Microsoft office | |||
| Prism 5 |
References
- Harris, J. B., LaRocque, R. C., Qadri, F., Ryan, E. T., Calderwood, S. B. Cholera. The Lancet. 379 (9835), 2466-2476 (2012).
- Dutta, D., et al. Vibrio cholerae non-O1, non-O139 serogroups and cholera-like diarrhea, Kolkata, India. Emerging Infectious Diseases. 19 (3), 464-467 (2013).
- Huq, A., et al. Ecological relationships between Vibrio cholerae and planktonic crustacean copepods. Applied and Environmental Microbiology. 45 (1), 275-283 (1983).
- Halpern, M., Landsberg, O., Raats, D., Rosenberg, E. Culturable and VBNC Vibrio cholerae: interactions with chironomid egg masses and their bacterial population. Microbial Ecology. 53 (2), 285-293 (2007).
- Broza, M., Halpern, M. Pathogen reservoirs. Chironomid egg masses and Vibrio cholerae. Nature. 412 (6842), 40 (2001).
- Halpern, M., Izhaki, I. Fish as hosts of Vibrio cholerae. Frontiers in Microbiology. 8 (282), (2017).
- Senderovich, Y., Izhaki, I., Halpern, M. Fish as reservoirs and vectors of Vibrio cholerae. PLoS ONE. 5 (1), e8607 (2010).
- Traore, O., et al. Occurrence of Vibrio cholerae in fish and water from a reservoir and a neighboring channel in Ouagadougou, Burkina Faso. The Journal of Infection in Developing Countries. 8 (10), 1334-1338 (2014).
- Booth, L. V., Lang, D. A., Athersuch, R. Isolation of Vibrio cholerae non-01 from a Somerset farmworker and his tropical fish tank. Journal of Infection. 20 (1), 55-57 (1990).
- Torres-Vitela, M. A., et al. Incidence of Vibrio cholerae in fresh fish and ceviche in Guadalajara, Mexico. Journal of Food Protection. 60 (3), 237-241 (1997).
- Rowe, H. M., Withey, J. H., Neely, M. N. Zebrafish as a model for zoonotic aquatic pathogens. Developmental & Comparative Immunology. 46 (1), 96-107 (2014).
- Runft, D. L., et al. Zebrafish as a natural host model for Vibrio cholerae colonization and transmission. Applied and Environmental Microbiology. 80 (5), 1710-1717 (2014).
- Mitchell, K. C., Breen, P., Britton, S., Neely, M. N., Withey, J. H. Quantifying Vibrio cholerae enterotoxicity in a zebrafish infection model. Applied and Environmental Microbiology. , (2017).
- Klose, K. E. The suckling mouse model of cholera. Trends in Microbiology. 8 (4), 189-191 (2000).
- Formal, S. B., Kundel, D., Schneider, H., Kunevn, H., Sprinz, Studies with Vibrio cholerae in the ligated loop of the rabbit intestine. British Journal of Experimental Pathology. 42, 504-510 (1961).
- Williams, E. M., Dohadwalla, A. N., Dutta, N. K. Diarrhea and accumulation of intestinal fluid in infant rabbits infected with Vibrio cholerae in an isolated jejunal segment. The Journal of Infectious Diseases. 120 (6), 645-651 (1969).
- Spira, W. M., Sack, R. B., Froehlich, J. L. Simple adult rabbit model for Vibrio cholerae and enterotoxigenic Escherichia coli diarrhea. Infection and Immunity. 32 (2), 739-747 (1981).
- Ritchie, J. M., Rui, H., Bronson, R. T., Waldor, M. K. Back to the future: studying cholera pathogenesis using infant rabbits. mBio. 1 (1), (2010).
- Kilcoyne, M., Gerlach, J. Q., Farrell, M. P., Bhavanandan, V. P., Joshi, L. Periodic acid-Schiff’s reagent assay for carbohydrates in a microtiter plate format. Analytical Biochemistry. 416 (1), 18-26 (2011).
- Balaji, V., Sridharan, G., Jesudason, M. V. Cytotoxicity of non O1, non O139 Vibrios isolated from fresh water bodies in Vellore, south India. Indian Journal of Medical Research. 110, 155-159 (1999).
- Hasan, N. A., et al. Nontoxigenic Vibrio cholerae non-O1/O139 isolate from a case of human gastroenteritis in the U.S. Gulf Coast. Journal of Clinical Microbiology. 53 (1), 9-14 (2015).
