Antibiyotik Tedavi Sivrisinekler ile Bakteriyel Oral Beslenme Tsay
Summary
Bu makalede, izole ve sivrisinek midgut kültlenebilir mikropların belirlenmesi, sivrisinek bağırsak bakterilerin antibiyotik tükenmesi de dahil olmak üzere bireysel sivrisinek bağırsak bakterilerin etkisini araştırmak için bir protokol sunuyor ve belirli bir bakteri türleri yeniden tanıtmak.
Abstract
Sivrisinek midgut konak metabolizmasını etkileyen son derece dinamik bir mikrobiyom barındırır, üreme, fitness, ve vektör yeterlilik. Bir bütün olarak bağırsak mikroplarının etkisini araştırmak için çalışmalar yapılmıştır; ancak, farklı mikroplar ana bilgisayara karşı farklı etkiler uygulayabilir. Bu makalede, her belirli sivrisinek bağırsak mikrobu ve potansiyel mekanizmanın etkisini incelemek için metodoloji sağlar.
Bu protokol iki bölümden oluşur. İlk bölümde sivrisinek midgut diseksiyon, kültleştirilebilir bakteri kolonileri izole ve bakteri türlerini tanımlamak nasıl tanıttı. İkinci bölüm antibiyotik tedavi sivrisinek oluşturmak ve belirli bir bakteri türlerini yeniden tanıtmak için prosedür sağlar.
Introduction
Sivrisinekler zika virüsü, Dang virüsü ve Plazmodium parazitleri1 dahil olmak üzere yüzden fazla patojenilen insan patojenik hastalıkların en önemli vektörleri olarak kabul edilir. Sivrisinekler oviposition için besin elde etmek için bir kan yemek almak, yanlışlıkla sindirimsistemi2 yoluyla enfekte bir konak tan patojenleri yutabilir . Daha da önemlisi, sivrisinek midgut, hangi kan yemek sindirim ve patojen girişinde hem3de önemli bir rol oynar, son derece dinamik mikrobiyom 3 limanlar .
Çeşitli çalışmalar da bir kültüre bağlı yöntem ya da bir bakteri sıralama tsay4,5,,6kullanarak laboratuvar yetiştirilen ve alan toplanan sivrisinek mikrobiyota karakterize var. Pantoea, Serratia, Klebsiella, Elizabethkingiave Enterococcus gibi türler genellikle çeşitli çalışmalarda sivrisinek izole5,7,8,9. İlginçtir, sivrisinek bağırsak mikrobiyota dinamik olarak hem toplum çeşitliliği ve bakteri türlerinin miktarı, geliştirme aşamasından etkilenen, türler, coğrafi kökeni ve beslenme davranışı4dalgalanmalar . Çalışmalar kan besleme önemli ölçüde Enterobacteriaceae türlerin hızlı genişleme ve genel çeşitlilik bir azalma ile toplam bakteri yükünü artırır göstermektedir10,11. Buna ek olarak, larva evresinin sivrisinek bağırsağı mikrobiyotası genellikle böcek pupasyon ve klozyon sırasında metamorfoz geçirdiğinde ortadan kalkar; böylece, yeni ortaya çıkan yetişkin sivrisinekmikrobiyotayenidengerekir 4 .
Gut mikrobiyota besin emilimi, bağışıklık, geliştirme, üreme ve vektör yeterlilik12dahil olmak üzere çeşitli yönleriyle, böcek fizyolojisi modüle. Bir bakteri oral kaynağı gelişimi kurtarır iken Axenic sivrisinek larvaları ilk instar ötesinde geliştirmek için başarısız, sivrisinek bağırsak mikrobu larva gelişimi için gerekli olduğunu belirten13,14. Ayrıca, bağırsak bakterilerin tükenmesi kan yemek sindirim ve besin emilimini geciktirir, yumurta olgunlaşmaetkiler, ve oviposition azalır15. Buna ek olarak, bağırsak mikroflorası ile sivrisinekler antibiyotik tedavi sivrisineklere göre daha yüksek bağışıklık yanıtları ortaya çıkarmak, diğer patojenlere karşı sürekli yüksek antimikrobiyal peptit ekspresyonu ile16. Antibiyotikler genellikle sözlü olarak bu çalışmalarda pan bağırsak bakterileri kaldırmak için uygulanır, ve daha sonra deneyler kommensal mikroplar ile axenic sivrisinek ve sivrisinek arasındaki farkı karşılaştırmak için yapılır. Ancak, sivrisinek midgut mikropların çeşitli bir topluluk limanlar, ve her bakteri türleri konak fizyolojisi doğru farklı bir etki uygulayabilir.
Sivrisinek mikrobiyota farklı etkileri ile vektör yetkinliğini düzenler. Dang humması endemik bölgelerin alan kaynaklı sivrisineklerden izole proteus tarafından kolonizasyon upregulated antimikrobiyal peptit ekspresyonu ve dang virüsü enfeksiyonuna karşı direnç verir16. Entomopatojenik mantar Beauveria bassiana arbovirüsenfeksiyonu17karşı Toll ve JAK-STAT bağışıklık yolu aktive . Buna karşılık, mantar Talaromyces Aedes aegypti midgut izole gut tripsin aktivitesimodüleederek dang virüsü enfeksiyonu kolaylaştırır 18 . Buna ek olarak, Serratia marcescens smEnhancein adlı bir salgı proteini ile arbovirüs iletimi teşvik, sivrisinek bağırsak epitel üzerinde müsin tabakası sindirir19.
Bu prosedür, sivrisinek midgut diseksiyon, kültleştirilebilir bakteri kolonilerinin izolasyon, bakteri türlerinin belirlenmesi ve oral beslenme yoluyla yeniden giriş için sistematik ve sezgisel bir yöntem sağlar. Bu bir kommensal bakteri ile kan besleme temsili sonuçlar sağlar, Chryseobacterium meningosepticum, sivrisinek yumurtalık gelişimi ve oviposition.
Protocol
Representative Results
Discussion
Konak-mikrop etkileşimleri üzerine yapılan araştırmalar, farklı bağırsak mikroplarının farklı mekanizmalar aracılığıyla konak fizyolojilerini etkilediğini ortaya koydu. Bu makalede sivrisinek bağırsak mikrobu ilgili rolünü araştırmak için yöntem tanıttı, sivrisinek midgut diseksiyon dahil, kültleştirilebilir bağırsak bakterileri kültüre, antibiyotik tedavisi, ve ilgi bakterilerin yeniden tanıtılması.
Başarılı antibiyotik tedavisi için, deney icrasında a?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Hibe No. 81902094, 81600497) ve Hunan Eyaleti Bilim ve Teknoloji Planı Projesi (2019RS1036) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Adenosine 5′-triphosphate disodium salt hydrate | Sigma | A2383 | Adenosine 5′-triphosphate disodium salt hydrate has been used to prepare adenosine triphosphate (ATP) standard solutions |
| Aedes aegypti | Female mosquitoes | ||
| Anticoagulant tube | BD Vacutainer | 363095 | Collect fresh blood |
| Centrifuge tube | Sangon Biotech | F601620-0010 | 1.5 ml, Natural, Graduated, Sterile |
| Cotton balls | |||
| Disposable Tissue Grinding Pestle | Sangon Biotech | F619072-0001 | 70 mm Long, Conical, Blue, Sterile |
| Ethanol absolute | Paini | Dilute it to 75% ethanol | |
| Forceps | RWD | F11029 | Dissection |
| Hemotek Membrane Feeding System | Hemotek | Components of the feeding system, including Hemotek temperature controller, feeder-housing assembly, metal feeder assembled. | |
| Incubator shaker | ZQZY-78AN | ||
| Inoculation Loops | Sangon Biotech | F619312-0001 | 10 μl, Yellow |
| LB Agar Powder | Sangon Biotech | A507003 | Tryptone 10.0 g； Yeast Extract 5.0 g； NaCl 10.0 g； Agar 15.0 g. |
| LB Broth Powder | Sangon Biotech | A507002 | Tryptone 10.0 g； Yeast Extract 5.0 g； NaCl 10.0 g. |
| Microscope | Zeiss | Stemi508 | |
| Paper cup | Place mosquito | ||
| Parafilm | Sangon Biotech | F104002 | 4 inx 125 ft |
| Petri dish | Sangon Biotech | F611203 | |
| Penicillin G procaine salt hydrate | Sangon Biotech | A606248 | White powder. Soluble in water, soluble in methanol, slightly soluble in water, ethanol |
| Single Channal Pipettor | Gilson | ||
| Streptomycin sulfate | Sangon Biotech | A610494 | Streptomycin sulfate is a glucosamine antibiotic that interferes with the synthesis of prokaryotic proteins. |
| Sucrose | Sangon Biotech | A502792 | Soluble in water, ethanol and methanol, slightly soluble in glycerol and pyridine. |
| TIANamp Bacteria DNA Kit | TIANGEN | DP302 | Extract DNA |
| Utility Fabric-Mosquito Netting White | |||
| Vortex mixer | Scintic Industries | S1-0246 | |
| 1.5ml EP tube | Sangon Biotech | F600620 | |
| 10X PBS buffer | Sangon Biotech | E607016 | This product is a 10X solution. Please dilute it 10 times before use. The pH value is 7.4. |
References
- Tolle, M. A. Mosquito-borne diseases. Current Problems in Pediatric and Adolescent Health Care. 39 (4), 97-140 (2009).
- Wu, P., Yu, X., Wang, P., Cheng, G. Arbovirus lifecycle in mosquito: acquisition, propagation and transmission. Expert Reviews in Molecular Medicine. 21, 1 (2019).
- Jayakrishnan, L., Sudhikumar, A. V., Aneesh, E. M. Role of gut inhabitants on vectorial capacity of mosquitoes. Journal of Vector Borne Diseases. 55 (2), 69 (2018).
- Jupatanakul, N., Sim, S., Dimopoulos, G. The insect microbiome modulates vector competence for arboviruses. Viruses. 6 (11), 4294-4313 (2014).
- Moro, C. V., Tran, F. H., Raharimalala, F. N., Ravelonandro, P., Mavingui, P. Diversity of culturable bacteria including Pantoea in wild mosquito Aedes albopictus. BMC Microbiology. 13 (1), 70 (2013).
- Chouaia, B., et al. Molecular evidence for multiple infections as revealed by typing of Asaia bacterial symbionts of four mosquito species. Applied and Environmental Microbiology. 76 (22), 7444-7450 (2010).
- Terenius, O., et al. Midgut bacterial dynamics in Aedes aegypti. FEMS Microbiology Ecology. 80 (3), 556-565 (2012).
- Bando, H., et al. Intra-specific diversity of Serratia marcescens in Anopheles mosquito midgut defines Plasmodium transmission capacity. Scientific Reports. 3, 1641 (2013).
- Telang, A., Skinner, J., Nemitz, R. Z., McClure, A. M. Metagenome and culture-based methods reveal candidate bacterial mutualists in the Southern house mosquito (Diptera: Culicidae). Journal of Medical Entomology. 55 (5), 1170-1181 (2018).
- Wang, Y., Gilbreath, T. M., Kukutla, P., Yan, G., Xu, J. Dynamic gut microbiome across life history of the malaria mosquito Anopheles gambiae in Kenya. PloS One. 6 (9), (2011).
- Xiao, X., et al. A Mesh-Duox pathway regulates homeostasis in the insect gut. Nature Microbiology. 2 (5), 17020 (2017).
- Guégan, M., et al. Short-term impacts of anthropogenic stressors on Aedes albopictus mosquito vector microbiota. FEMS Microbiology Ecology. 94 (12), 188 (2018).
- Valzania, L., Coon, K. L., Vogel, K. J., Brown, M. R., Strand, M. R. Hypoxia-induced transcription factor signaling is essential for larval growth of the mosquito Aedes aegypti. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (3), 457-465 (2018).
- Coon, K. L., Vogel, K. J., Brown, M. R., Strand, M. R. Mosquitoes rely on their gut microbiota for development. Molecular Ecology. 23 (11), 2727-2739 (2014).
- de O Gaio, A., et al. Contribution of midgut bacteria to blood digestion and egg production in Aedes aegypti (diptera: culicidae)(L). Parasites & Vectors. 4 (1), 105 (2011).
- Ramirez, J. L., et al. Reciprocal tripartite interactions between the Aedes aegypti midgut microbiota, innate immune system and dengue virus influences vector competence. PLoS Neglected Tropical Diseases. 6 (3), 1561 (2012).
- Dong, Y., Morton, J. C., Ramirez, J. L., Souza-Neto, J. A., Dimopoulos, G. The entomopathogenic fungus Beauveria bassiana activate toll and JAK-STAT pathway-controlled effector genes and anti-dengue activity in Aedes aegypti. Insect Biochemistry and Molecular Biology. 42 (2), 126-132 (2012).
- Anglero-Rodriguez, Y. I., et al. An Aedes aegypti-associated fungus increases susceptibility to dengue virus by modulating gut trypsin activity. Elife. 6, 28844 (2017).
- Wu, P., et al. A gut commensal bacterium promotes mosquito permissiveness to arboviruses. Cell Host & Microbe. 25 (1), 101-112 (2019).
- Möhlmann, T. W., et al. Impact of gut bacteria on the infection and transmission of pathogenic arboviruses by biting midges and mosquitoes. Microbial Ecology. , (2020).
- Llorca, M., Gros, M., Rodríguez-Mozaz, S., Barceló, D. Sample preservation for the analysis of antibiotics in water. Journal of Chromatography. A. 1369, 43-51 (2014).
- Berendsen, B., Elbers, I., Stolker, A. Determination of the stability of antibiotics in matrix and reference solutions using a straightforward procedure applying mass spectrometric detection. Food Additives & Contaminants: Part A, Chemistry, Analysis, Control, Exposure & Risk Assessment. 28 (12), 1657-1666 (2011).
- Hill, C. L., Sharma, A., Shouche, Y., Severson, D. W. Dynamics of midgut microflora and dengue virus impact on life history traits in Aedes aegypti. Acta Tropica. 140, 151-157 (2014).
- Eng, M. W., et al. Multifaceted functional implications of an endogenously expressed tRNA fragment in the vector mosquito Aedes aegypti. PLoS Neglected Tropical Diseases. 12 (1), 0006186 (2018).
- Kajla, M. K., Barrett-Wilt, G. A., Paskewitz, S. M. Bacteria: A novel source for potent mosquito feeding-deterrents. Science Advances. 5 (1), 6141 (2019).
- Gonçalves, G. G. A., et al. Use of MALDI-TOF MS to identify the culturable midgut microbiota of laboratory and wild mosquitoes. Acta Tropica. 200, 105174 (2019).
- Kuss, S. K., et al. Intestinal microbiota promote enteric virus replication and systemic pathogenesis. Science. 334 (6053), 249-252 (2011).
- Rani, A., Sharma, A., Rajagopal, R., Adak, T., Bhatnagar, R. K. Bacterial diversity analysis of larvae and adult midgut microflora using culture-dependent and culture-independent methods in lab-reared and field-collected Anopheles stephensi-an Asian malarial vector. BMC Microbiology. 9 (1), (2009).
- Apte-Deshpande, A., Paingankar, M., Gokhale, M. D., Deobagkar, D. N. Serratia odorifera a midgut inhabitant of Aedes aegypti mosquito enhances its susceptibility to dengue-2 virus. PLoS One. 7 (7), 40401 (2012).
- Behura, S. K. Mosquito microbiota and metagenomics, and its relevance to disease transmission. Nature. 436, 257-260 (2013).
- Dickson, L. B., et al. Diverse laboratory colonies of Aedes aegypti harbor the same adult midgut bacterial microbiome. Parasites & Vectors. 11 (1), 1-8 (2018).
