aşılanması<em> Anofel gambiae</emMelanization Bağışıklık Tepkisi tetikleyebilecek ve Tedbir Boncuk> ile Sivrisinekler
Summary
Through inoculation with beads, the described technique enables the stimulation of the mosquito melanization response in the hemolymph circulating system. The amount of melanin covering the beads can be measured after dissection as a measure of the immune response.
Abstract
immün yanıtın uyarılması etkinliğini ve bağışıklık mekanizmaları incelemek için omurgasız çalışmalarda ortak bir araçtır. parçacıklar, bağışıklık sistemi tarafından algılanır ve immün efektör üretimini teşvik edecek şekilde Bu uyarım, böceklerin içine patojenik olmayan partiküllerin enjekte dayanır. Biz sivrisinek Anopheles gambiae içinde melanizm tepkisinin uyarılması burada odaklanır. Melanin koyu bir tabaka ile yabancı partiküllerin ve parazitlerin kapsül içinde melanizm yanıt sonuçları. Bu yanıtı uyarmak için, sivrisinek microcapillary cam tüpler kullanılarak göğüs boşluğunda boncuk ile aşılanır. Daha sonra, 24 saat sonra, sivrisinekler boncuk almak için kesilir. tanenin melanization derecesi görüntü analizi yazılımı kullanılarak ölçülür. Boncuk parazitlerin patojenik etkileri yoktur, ya da kapasite kaçınmak veya immün yanıtı bastırmak için. Bu enjeksiyonlar measu bir yoludurBağışıklık etkinlik ve doğurganlık veya uzun ömürlü gibi diğer yaşam öyküsü özellikleri, immün uyarıların etkisiyle yeniden. Tam doğrudan konak-parazit etkileşimleri inceleyerek aynı değildir, ama bağışıklık ve evrimsel ekoloji incelemek için ilginç bir araçtır.
Introduction
Kendi manikür ya da orta bağırsak epiteli 4 kırmayı 3 – Böcekler parazit ve patojenler 1 karşı kendilerini korumak için bağışıklık yanıtları güveniyor. Sivrisinekler, bu tepkiler bakteriler 5, virüs 6, filarial nematod 7 ve sıtma parazitleri 1,8,9 karşı etkilidir. 12 – sivrisinekler, önemli bir immün yanıt melanin 10 yabancı parçacıkların kapsülleme olduğunu. 12 – Bu kapsülleme midgut veya sistem 10 dolaşan hemolimf meydana gelebilir. Bu melanizm yanıtı ön-fenoloksidaz sonucu 10 kaskad olduğu – 12 ve parazit ölümüne veya fagositoz yol açabilir. Hemocytes hücrelerin sayısı sınırlıdır yetişkin sivrisinek, olarak, melanizm Plasmodium parazitler veya filarial nematod 7 karşı gibi bir humoral tepki vardır.Diğer bazı böcekler, bu doğrudan 7 melanize için parazitin etrafında toplanıp hemocytes hücredir. Ayrıca melanin da yumurta üretimi ve manikür yaralar 7 şifa gibi birçok fizyolojik süreç için gereklidir.
18 – immün yanıtın uyarılması çeşitli tarım ve halk sağlığı modeli sistemlerinde 13 böcek bağışıklık incelemek için bir araç olarak kullanılır. 16,19 – konak-parazit etkileşimleri 14 çalışmak için Anopheles içinde gambiae sivrisinek, Afrika'da sıtma büyük vektör kullanılır. Bu teknikler kendi örüntü tanıma reseptörleri (PRR) 2 ile parazit tespit böceklerin kapasitesine dayanmaktadır. Sivrisinekler ayrıca patojen ilişkili moleküler desenleri (PAMPS) olarak biyoloji ile müdahale diğer molekülleri tespit veya kolajen ve nükleik asitlerin serbest bırakılması nedeniyle kendi hasarlı hücreleri tespit edebilir. Sivrisinek bağışıklık hücresi23 – Bu hemocytes olarak s Tespit 20 kullanılmaktadır. Ana bağışıklık sinyal yolları vardır IMD, Toll, JAK / STAT 24 ve ribonükleik asit enterferans (RNAi) 25,26. Toll ve IMD yollar Hem melanizm yanıtını etkileyen ve pro-fenoloksidaz ile etkileşim 10 kaskad – 12.
melanizm yanıtını uyarmak için kullanılan standart bir araç göğüs boşluğunun hemolimf içine küçük bir boncuk ile bir sivrisinek aşılama olduğunu. Melanin kapsülleme derecesi daha sonra sivrisinek diseksiyon ile boncuk aldıktan sonra 19 ölçülebilir. Birçok çalışmada, tek bir kordon sivrisinek 15,16,27 başına enjekte edilmiştir, ancak daha fazla boncuk enjekte melanizm yanıtı 19 sınırlarını incelemek için mümkündür. Bu boncuklar sivrisinek fizyolojisi rahatsızlık sınırlamak için bir enjeksiyon çözeltisi (serum fizyolojik) kullanılarak enjekte edilir vesivrisinek 15,16,27 kurutulması. Bir boya boncuk seçimi kolaylaştırmak için bu çözeltiye ilave edilir. Bu boncuk 15,16,27 almak için kullanılan disseksiyon çözeltisi için aynıdır.
Patojenik olmayan uyaranlara böcekleri aşılamak avantajı immün yanıt üzerinde doğrudan etkisi odaklanmak yeteneğidir. 31 ya da bağışıklık kaçırma – 31 – 34 sebebiyle parazit patojenite 28 immünsupresyonun 29 hiçbir komplike etkileri vardır. Ayrıca, bu tür uzun ömürlü ya da doğurganlık gibi diğer yaşam öyküsü özellikleri üzerinde uyarıların sonuçları da ele alınabilir. Böylece, evrimsel ekoloji okuyan araştırmacılar bu tür araçları 2,35,36 gerektirebilir. Örneğin, bağışıklık meydan bombus arıları açlık altında kısaltılmış ömre sahiptir. Bağışıklık uyarılara ve dağıtımları Benzer olumsuz etkileri genellikle kısa sonuçlanan farklı omurgasız modellerin gözlenmiştirer ömrü ya da daha az üreme başarısı 13,27,37. Bu tür çalışmalar, değişen ortamlarda 2,4,38 gerçekleştirilebilir. Bağışıklık uyarıcı da İmmünopatolojiye 39,40 doğrudan odaklanan olanlara ilgi çekicidir.
Bu protokol, melanizm yanıtı uyarmak ve doğrudan melanin miktarını ölçmek için sivrisinek ile boncukların aşılama dayanır. Bu, farklı deneysel ortamlarda melanizm yanıtı nicel ve nitel çalışma sağlar. Böyle bir araç, bu tür antibakteriyel yanıt olarak diğer bağışıklık tepkilerinin uyarılması için uzatılabilir bakteriler 41 ısı ile öldürdü. Aynı zamanda pek çok ekolojik ortamlarda yapılabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu enjeksiyon tekniği teşvik ve sivrisinek melanizm tepkisini incelemek için yararlıdır. Örneğin, burada bağışıklık uyaranlar yükün etkisi incelenmiştir.
Bu prosedürde kritik adım düzgün sivrisinek aşılamak etmektir. Uçuş kaslara veya sivrisinek kendisine herhangi bir aşırı hasar besleme gelen sivrisinek önleyebilir veya diseksiyonu önce öldürebilir. İkinci önemli bir adım onları öldürmeden onları dışarı vurmak için yeterince uzun buz üzerinde sivris…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was possible through funding from the University of Neuchâtel. We would like to thank all the students that helped in improving this technique, namely our colleague Kevin Thievent. We would also like to thank the members of the Thomas Lab for making their laboratory available. We would like to thank Janet Teeple for her help with mosquito rearing. We would also like to thanks Loyal Hall in the laboratory of Pr. Tom Baker for his help in the preparation of the micro capillary glass tubes.
Materials
| Microcapillary glass tubes GB120TF-10 | science-products.com | GB120TF-10 | http://www.science-products.com/Products/CatalogG/Glass/Glass.html |
| Microcaps Capillary pipette bulb | Drumond | 1-000-9000 | |
| negatively charged Sephadex CM C-25 beads | Sigma-Aldrich, Steinheim, Germany | C25120 SIGMA | need few to start |
| Methyl green | Sigma-Aldrich | 323829 ALDRICH | need few to start |
| Software ImageJ | opensource | Version 1.47f7 or later |
References
- Dong, Y., Aguilar, R., Xi, Z., Warr, E., Mongin, E., Dimopoulos, G. Anopheles gambiae immune responses to human and rodent Plasmodium parasite species. PLoS pathog. 2 (6), e52 (2006).
- Sadd, B. M., Schmid-Hempel, P. PERSPECTIVE: Principles of ecological immunology. Evolutionary Appl. 2 (1), 113-121 (2008).
- Crompton, P. D., Moebius, J., et al. Malaria Immunity in Man and Mosquito: Insights into Unsolved Mysteries of a Deadly Infectious Disease*. Annu Rev Immuno. 32 (1), 157-187 (2014).
- Schmid-Hempel, P. EVOLUTIONARY ECOLOGY OF INSECT IMMUNE DEFENSES. Annu Rev Entomol. 50 (1), 529-551 (2005).
- Hillyer, J. F., Schmidt, S. L., Christensen, B. M. Rapid phagocytosis and melanization of bacteria and Plasmodium sporozoites by hemocytes of the mosquito Aedes aegypti. J parasito. 89 (1), 62-69 (2003).
- Carissimo, G., Pondeville, E., et al. Antiviral immunity of Anopheles gambiae is highly compartmentalized, with distinct roles for RNA interference and gut microbiota. PNAS. 112 (2), E176-E185 (2015).
- Christensen, B. M., Li, J., Chen, C. -. C., Nappi, A. J. Melanization immune responses in mosquito vectors. Trends parasito. 21 (4), 192-199 (2005).
- Collins, F., Sakai, R., et al. Genetic selection of a Plasmodium-refractory strain of the malaria vector Anopheles gambiae. Science. 234 (4776), 607-610 (1986).
- Warr, E., Lambrechts, L., Koella, J. C., Bourgouin, C., Dimopoulos, G. Anopheles gambiae immune responses to Sephadex beads: Involvement of anti-Plasmodium factors in regulating melanization. Insect Biochem Molec. 36 (10), 769-778 (2006).
- Fuchs, S., Behrends, V., Bundy, J. G., Crisanti, A., Nolan, T. Phenylalanine metabolism regulates reproduction and parasite melanization in the malaria mosquito. PloS one. 9 (1), e84865 (2014).
- Cerenius, L., Söderhäll, K. The prophenoloxidase-activating system in invertebrates. Immuno Rev. 198, 116-126 (2004).
- Cerenius, L., Lee, B. L., Söderhäll, K. The proPO-system: pros and cons for its role in invertebrate immunity. Trend Immuno. 29 (6), 263-271 (2008).
- Moret, Y., Schmid-Hempel, P. . Survival for immunity: the price of immune system activation for bumblebee workers. , 1166-1168 (2000).
- Suwanchaichinda, C., Paskewitz, S. M. Effects of Larval Nutrition, Adult Body Size, and Adult Temperature on the Ability of Anopheles gambiae(Diptera: Culicidae) to Melanize Sephadex Beads. J Med Entomol. 35 (2), 157-161 (1998).
- Chun, J., Riehle, M., Paskewitz, S. M. Effect of Mosquito Age and Reproductive Status on Melanization of Sephadex Beads in Plasmodium-Refractory and -Susceptible Strains of Anopheles gambiae. J Invertebr Pathol. 66 (1), 11-17 (1995).
- Schwartz, A., Koella, J. C. Melanization of Plasmodium falciparum and C-25 Sephadex Beads by Field-Caught Anopheles gambiae (Diptera: Culicidae) from Southern Tanzania. J Med Entomol. 39 (1), 84-88 (2002).
- Zahedi, M., Denham, D. A., Ham, P. J. Encapsulation and melanization responses of Armigeres subalbatus against inoculated Sephadex beads. J Invertebr Pathol. 59 (3), 258-263 (1992).
- Laughton, A. M., Garcia, J. R., Altincicek, B., Strand, M. R., Gerardo, N. M. Characterisation of immune responses in the pea aphid, Acyrthosiphon pisum. J insect physiol. 57 (6), 830-839 (2011).
- Barreaux, A. M. G., Barreaux, P., Koella, J. C. Overloading the immunity of the mosquito Anopheles gambiae with multiple immune challenges. Parasite Vector. 9 (1), 210 (2016).
- Lazzaro, B. P., Rolff, J. Danger, Microbes, and Homeostasis. Science. 332 (6025), 43-44 (2011).
- Arrighi, R. B. G., Faye, I. Plasmodium falciparum GPI toxin: a common foe for man and mosquito. Acta trop. 114 (3), 162-165 (2010).
- Michel, K., Kafatos, F. C. Mosquito immunity against Plasmodium. Insect Biochem Molec. 35 (7), 677-689 (2005).
- Osta, M. A., Christophides, G. K., Vlachou, D., Kafatos, F. C. Innate immunity in the malaria vector Anopheles gambiae: comparative and functional genomics. J Exp Biol. 207 (15), 2551-2563 (2004).
- Christophides, G. K., Vlachou, D., Kafatos, F. C. Comparative and functional genomics of the innate immune system in the malaria vector Anopheles gambiae. Immunol Rev. 198 (1), 127-148 (2004).
- Blair, C. D. Mosquito RNAi is the major innate immune pathway controlling arbovirus infection and transmission. Future microbiol. 6 (3), 265-277 (2011).
- Fragkoudis, R., Attarzadeh-Yazdi, G., Nash, A. A., Fazakerley, J. K., Kohl, A. Advances in dissecting mosquito innate immune responses to arbovirus infection. J Gen Virol. , (2009).
- Schwartz, A., Koella, J. C. The cost of immunity in the yellow fever mosquito, Aedes aegypti depends on immune activation. J evol biol. 17 (4), 834-840 (2004).
- Lambrechts, L., Vulule, J. M., Koella, J. C. Genetic correlation between melanization and antibaterial immune responses in a natural population of the malaria vector Anopheles gambiae. Evolution. 58 (10), 2377 (2004).
- Boete, C., Paul, R. E. L., Koella, J. C. Direct and indirect immunosuppression by a malaria parasite in its mosquito vector. P Roy Soc B-Biol Sci. 271 (1548), 1611-1615 (2004).
- Sacks, D., Sher, A. Evasion of innate immunity by parasitic protozoa. Nat immunol. 3 (11), 1041-1047 (2002).
- Zambrano-Villa, S., Rosales-Borjas, D., Carrero, J. C., Ortiz-Ortiz, L. How protozoan parasites evade the immune response. Trend Parasito. 18 (6), 272-278 (2002).
- Damian, R. T. Parasite immune evasion and exploitation: reflections and projections. Parasitology. 115, S169-S175 (1997).
- Schmid-Hempel, P. Parasite immune evasion: a momentous molecular war. Trend ecol evol. 23 (6), 318-326 (2008).
- Schmid-Hempel, P. Immune defence, parasite evasion strategies and their relevance for "macroscopic phenomena" such as virulence. P Roy Soc B-Biol Sci. 364 (1513), 85-98 (2009).
- Stearns, S. C., Koella, J. C. The evolution of phenotypic plasticity in life history traits- predictions of reaction norms for age and size at maturity. Evolution. 40 (5), 893-913 (1986).
- Stearns, S. C. Life-history tactics: a review of the ideas. Q rev biol. 51 (1), 3-47 (1976).
- Valtonen, T. M., Kleino, A., Ramet, M., Rantala, M. J. Starvation Reveals Maintenance Cost of Humoral Immunity. Evol Biol. 37 (1), 49-57 (2010).
- Sheldon, B. C., Verhulst, S. Ecological immunology: costly parasite defences and trade-offs in evolutionary ecology. Trend Ecol Evo. 11 (8), 317-321 (1996).
- Graham, A. L., Allen, J. E., Read, A. F. Evolutionary causes and consequences of immunopathology. Annu Rev Ecol Evol S. 36, 373-397 (2005).
- Best, A., Long, G., White, A., Boots, M. The implications of immunopathology for parasite evolution. P Roy Soc B-Biol Sci. 279 (1741), 3234-3240 (2012).
- Cator, L. J., George, J., et al. 34;Manipulation" without the parasite: altered feeding behaviour of mosquitoes is not dependent on infection with malaria parasites. P Roy Soc B-Biol Sci. 280 (1763), 20130711 (2013).
- Voordouw, M. J., Lambrechts, L., Koella, J. No maternal effects after stimulation of the melanization response in the yellow fever mosquito Aedes aegypti. Oikos. 117 (8), 1269-1279 (2008).
- Paskewitz, S., Riehle, M. A. Response of Plasmodium refractory and susceptible strains of Anopheles gambiae to inoculated Sephadex beads. Dev comp immunol. 18 (5), 369-375 (1994).
