Hamam böceği virülans, Patogenez ve uyuşturucu etkinliği araştırmak için alternatif bir Non-memeli hayvan Model tıslama Madagaskar
Summary
Biz Madagaskar kullanmak için bir protokol hamamböceği bakteriyel virülans, Patogenez, ilaç zehirlenmesi, ilaç etkinliğini ve doğuştan gelen bağışıklık yanıtı çalışmalar yapmak için alternatif bir non-memeli hayvan model tıslama mevcut.
Abstract
Doğuştan gelen bağışıklık birçok özelliği memelileri ve böcekler arasında korunmuş. Bir böceği, Hamam böceği Gromphadorhina, cins gelen tıslama Madagaskar virülans, ana bilgisayar-patojen etkileşim, doğuştan gelen bağışıklık yanıtı ve ilaç etkinliğinin incelenmesi için alternatif bir hayvan model olarak yararlı olabilir. Ayrıntılar için yetiştirme, bakım ve Tıslayan hamamböceği üreme sağlanır. Biz de nasıl o intrasellüler patojenlerin Burkholderia mallei, B. pseudomallei ve d. thailandensisgibi bakteri ile enfekte göstermektedir. Tıslayan hamamböceği kullanımı ucuz ve araştırma memelilerde kullanımı ile ilgili düzenleme sorunları üstesinden gelir. Buna ek olarak, sonuç Tıslayan hamamböceği model kullanarak bulundu tekrarlanabilir ve memeli modelleri kullanılarak elde benzer. Böylece, Madagaskar Tıslayan hamamböceği hayvan çalışmaları yürüten zaman keşfedilmeyi bir çekici vekil konak temsil eder.
Introduction
Böcekler bakteriyel Patogenez ve doğuştan gelen ana savunma eğitim için alternatif sigara memeli hayvan modeller olarak kullanımı son yıllarda ivme kazanmaktadır. Lojistik, nispeten ucuz maliyet ve alma, işleme ve memeliler göre böcekler için bakım kolaylığı nedeniyle bu. Böcekler araştırma kullanımı ile ilgili hiçbir yasal ilke olduğunu; Amaç tabi değil veya herhangi bir hayvan tarafından belirtilen koşullar Komitesi veya devlet kurumu kullanın. Böcekler gibi vekil hayvan modelleri özellikle virülans faktörleri, ana bilgisayar-patojen etkileşimleri ve değerlendirmeler anti-mikrobiyal ilaç etkinliğinin kapsamlı tarama çalışmaları için mükellef bulunmaktadır. Bunların kullanımı araştırma böylece bazı etik ikilemler hayvan deney 1,2yürütülmesi için doğal üstesinden gelmek için kullanılan memeli sayısını azaltabilirsiniz.
Böcekler ve memeliler 1,3doğuştan gelen bağışıklık sistemi arasında ortak olması yüksek derecede olduğundan böcekler vekil ev sahibi olarak hizmet verebilir. Böcek plasmatocytes ve memeli makrofajlar mikroorganizmaların 4phagocytose. Nötrofil böcek Özgününü hemocyte 5,6‘ dır. Böcek ve memeli hücreleri hücre içi oksidatif patlama yollar benzer; Reaktif oksijen türleri hem de orthologous p47phox ve p67phox proteinleri 5tarafından üretilmektedir. Toll reseptörleri Toll benzeri reseptörler ve böcek ve memelilerde Interleukin-1 sinyal cascades nehrin aşağısında da oldukça benzer; her ikisi de defensins 7gibi antimikrobiyal peptidler üretiminde neden. Böylece, böcekler metazoans tarafından paylaşılan genel doğuştan gelen bağışıklık mekanizmaları incelemek için yararlı olabilir.
Hamamböceği cins Gromphadorhina, gelen tıslama Madagaskar denilen bir böcek var, genellikle 5-8 cm vade sonunda ulaşan en büyük Hamam böceği türlerinden biridir. Bu sadece Madagaskar adasında için yerel ve kolaylaştırır – tıslayan ses Tıslayan hamamböceği solunum açıklıklar vızıltısı 8denilen havada ihraç etti zaman üreten bir ses ile karakterizedir. Kendine özgü tıslamak hamamböceği Kur ve saldırganlık 9 tıslama arasında sosyal iletişim biçimi olarak hizmet verir ve bir erkek tabiatında rahatsız olduğunda duydum. Hamam böceği tıslama Madagaskar yavaş hareket Amerikan hamamböceği ve diğer kentsel zararlı türler için karşılaştırılır. Bu cins ve bakımı kolaydır; hamile Tıslayan hamamböceği teker teker 20-30 yavru üretebilir. Bir perisi olarak adlandırılan Hamam böceği, 5 ayda cinsel olgunluğa ulaşır tıslama bebek 6 molts geçiren ve 5 vahşi ve esaret 8olabilir yıl yaşamak sonra.
İntrasellüler patojenlerin Burkholderia mallei, B. pseudomalleiile enfeksiyon ve B. thailandensis 10,11. için bir vekil ev sahibi olarak hamamböceği tıslama Madagaskar kullanılan Hamamböceği tıslama içinde bu patojenler virülans Burkholderiaiçin Suriye hamster onların virülans kıyaslama hayvan modeli için karşılaştırıldı. B. pseudomallei ve B. mallei % 50 öldürücü doz (LD50) her iki model 11‘ benzer bulundu. İlginçtir, B. thailandensis, olmayan kemirgen modelindeki Tıslayan hamamböceği 11‘ öldürücü olmasına rağmen. Bu fark B. thailandensis enfeksiyon ile ilgili yardımcı programı Tıslayan hamamböceği model vurguluyor; Mutantlar inceltiyorum B. thailandensis daha kolay Tıslayan hamamböceği kemirgen modellerinde çözülebilir. Ayrıca, model organizma için inceltiyorum mutasyonların bu tanımlama B. pseudomallei B. mallei 10,12,ve13, B. thailandensis genellikle kullanılır indirilebilir daha öldürücü akrabaları benzer hedefleri yol.
B. thailandensis karşı Suriye hamster Tıslayan hamamböceği virülans farkı, bu tür 6 salgı sistemi-1 (T6SS-1), gibi kritik virülans faktörleri mutasyonların rağmen hangi inceltiyorum B. mallei içinde ve B. pseudomallei, çoğu benzer şekilde B. thailandensis 11için inceltiyorum. Suriye hamster virülans üzerinde hiçbir etkiye sahip, bireysel T6SS mutantlar (T6SS-2 T6SS-6) B. pseudomalleiiçinde Tıslayan hamamböceği 11‘ öldürücü kalır bu Tıslayan hamamböceği model daha fazla doğrulanır. Böylece, Tıslayan hamamböceği bir uygun Taşıyıcı hayvan üç Burkholderia türler için modeldir. Son zamanlarda Tıslayan hamamböceği Burkholderia enfeksiyon 10 ve onun toksisite karşı anti-sıtma ilaç klorokin (CLQ) etkinliğini incelemek için bir vekil hayvan modeli olarak kullanılmaktadır.
Burada, tarif biz yetiştirme ve bakım Madagaskar hamamböceği tıslama ve bu böcek üç Burkholderia türleri ile enfekte konusunda ayrıntılı bilgi sağlar. Ayrıca, biz virülans ve Burkholderia enfeksiyonlar ilaç etkinliğini ve bu büyük olasılıkla da benzer çalışmalar diğer bakteriyel patojenler için bir vekil olarak hizmet edebilir ki çalışmaya uygun vekil manken Tıslayan hamamböceği olduğunu göstermektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
En iyi deneysel koşullar tutarlı süre taahhüdü ama en az gerektiren bir sağlıklı Tıslayan hamamböceği koloni başlayın. Hamamböceği tıslama oldukça uzun bir süre için gidebilirsiniz, ancak (~ hafta) yiyecek ve su, haftalık veya iki haftalık kafes bakım sağlanmalıdır. Bu yiyecek ve su kaynağı kontrol ve kafes kurudur sağlanması içerir. Kuru yaşam koşulları Bakımı calıştıkları ve daha yüksek sıcaklıklarda kuluçka sırasında özellikle önemlidir; Biz daha Tıslayan hamamböceği ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
J. Chua, N.A. Fisher, ö. DeShazer ve sabah Friedlander el yazması açıklanan yordamları tasarlanmıştır. J. Chua, N.A. Fisher, S.D. Falcinelli ve D. DeShazer deneyler yapılır. J. Chua el yazması yazdı.
Yazarlar Joshua J. W. Roan, Nora D. Doyle, Nicholas R. Carter ve Steven A. Tobery mükemmel teknik destek için ve David P. Fetterer ve Steven J. Kern istatistiksel analiz için teşekkür ederiz.
İş tarafından savunma tehdit azaltma ajansı önerisi #CBCALL12-THRB1-1-0270 A.M.F ve #CBS destek verdi. MEDBIO.02.10.Rd.034 D.D. için
Görüşleri, Yorumlar, sonuç ve öneriler yazarlar vardır ve mutlaka ABD Ordusu tarafından onaylanan değil.
Bu yayın içeriğini sayısı veya Savunma Bakanlığı politikaları yansıtmayabilir ne ticari adlarını, ticari ürünler, söz etmez veya kuruluşların ABD hükümeti tarafından onaylandığı anlamına.
Materials
| Madagascar hissing cockroach |
Carolina Biological Supply Co, Burlington, NC | 143668 | |
| Kibbles n Bits, any flavor | Big Heart Pet Brands, San Francisco, CA | UPC #079100519378 | |
| Snap on disposable plastic containers or equivalent | Rubbermaid, Huntersville, NC | UPC #FG7F71RETCHIL | |
| Screw on disposable plastic containers or equivalent | Rubbermaid, Huntersville, NC | UPC #FG7J0000TCHIL | |
| Tridak STEPPER series repetitive pipette | Dymax Corporation www.dymax.com |
T15469 | |
| Syringe (1 mL) | Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 309659 | |
| Needle (26 or 27G x 1/2) | Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 305109, 305111 | |
| Chloroquine diphosphate | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | C6628 | |
| Phosphate buffered saline | Gibco/ Thermo Fisher Scientific, Gaithersburg, MD | 10010023 | |
| Difco Luria- Bertani (Lennox) | Becton Dickinson, Sparks, MD | 240230 | |
| Agar | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | A1296 | |
| Glycerol | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | G6279 |
References
- Sifri, C. D., Ausubel, F. M., Boquet, P., Cossart, P., Normark, S., Rappuoli, R. . Cellular Microbiology. , 543-563 (2004).
- Silcock, S. Is your experiment really necessary?. New Sci. 134 (1817), 32-34 (1992).
- Muller, U., Vogel, P., Alber, G., Schaub, G. A. The innate immune system of mammals and insects. Contrib Microbiol. 15, 21-44 (2008).
- Lavine, M. D., Strand, M. R. Insect hemocytes and their role in immunity. Insect Biochem Mol Biol. 32 (10), 1295-1309 (2002).
- Bergin, D., Reeves, E. P., Renwick, J., Wientjes, F. B., Kavanagh, K. Superoxide production in Galleria mellonella hemocytes: identification of proteins homologous to the NADPH oxidase complex of human neutrophils. Infect Immun. 73 (7), 4161-4170 (2005).
- Browne, N., Heelan, M., Kavanagh, K. An analysis of the structural and functional similarities of insect hemocytes and mammalian phagocytes. Virulence. 4 (7), 597-603 (2013).
- Lemaitre, B., Hoffmann, J. The host defense of Drosophila melanogaster. Annu Rev Immunol. 25, 697-743 (2007).
- Mulder, P. G., Shufran, A. Madagascar hissing cockroaches, information and care. Oklahoma Cooperative Extension Service Leaflet L-278. , 4 (2016).
- Nelson, M. C., Fraser, J. Sound production in the cockroach, Gromphadorhina portentosa: Evidence for communication by hissing. Behav Ecol Sociobiol. 6 (4), 305-314 (1980).
- Chua, J., et al. pH Alkalinization by Chloroquine Suppresses Pathogenic Burkholderia Type 6 Secretion System 1 and Multinucleated Giant Cells. Infect Immun. 85 (1), e0058616 (2017).
- Fisher, N. A., Ribot, W. J., Applefeld, W., DeShazer, D. The Madagascar hissing cockroach as a novel surrogate host for Burkholderia pseudomallei, B. mallei and B. thailandensis. BMC Microbiol. 12, 117 (2012).
- Haraga, A., West, T. E., Brittnacher, M. J., Skerrett, S. J., Miller, S. I. Burkholderia thailandensis as a model system for the study of the virulence-associated type III secretion system of Burkholderia pseudomallei. Infect Immun. 76 (11), 5402-5411 (2008).
- West, T. E., Frevert, C. W., Liggitt, H. D., Skerrett, S. J. Inhalation of Burkholderia thailandensis results in lethal necrotizing pneumonia in mice: a surrogate model for pneumonic melioidosis. Trans R Soc Trop Med Hyg. 102 Suppl 1, S119-S126 (2008).
- Finney, D. J. . Probit Analysis. , (1971).
- Abbott, W. S. A method of computing the effectiveness of an insecticide. J Am Mosq Control Assoc. 3 (2), 302-303 (1987).
- Schell, M. A., Lipscomb, L., DeShazer, D. Comparative genomics and an insect model rapidly identify novel virulence genes of Burkholderia mallei. J Bacteriol. 190 (7), 2306-2313 (2008).
- Wand, M. E., Muller, C. M., Titball, R. W., Michell, S. L. Macrophage and Galleria mellonella infection models reflect the virulence of naturally occurring isolates of B. pseudomallei, B. thailandensis and B. oklahomensis. BMC Microbiol. 11 (1), 11 (2011).
- Pilatova, M., Dionne, M. S. Burkholderia thailandensis is virulent in Drosophila melanogaster. PLoS One. 7 (11), e49745 (2012).
- Ramarao, N., Nielsen-Leroux, C., Lereclus, D. The insect Galleria mellonella as a powerful infection model to investigate bacterial pathogenesis. J Vis Exp. (70), e4392 (2012).
- Eklund, B. E., et al. The orange spotted cockroach (Blaptica dubia, Serville 1839) is a permissive experimental host for Francisella tularensis. PeerJ Preprints. 4, e1524v1522 (2016).
