Yapımcı Epitel Hasar Analizi<em> Entamoeba histolytica</em> Enfeksiyon
Summary
Entamoeba histolytica insan enfeksiyon amebiazisli, tropikal ülkelerde ishal önemli bir nedeni yol açar. Enfeksiyon, hücre-hücre kontaktların açılmasına ve dolayısıyla ishal, bazen karaciğer enfeksiyonu tarafından takip edilen tahrik, intestinal epitel hücreleri ile patojenik etkileşimleri ile başlatılır. Bu makale Amebiazis patogenezinde anlayışımızı geliştirmek için erken konak-patojen değerlendirmek için bir model sunar.
Abstract
Entamoeba histolytica insan amebiazisli etkeni, tropikal ülkelerde ishal ve karaciğer apsesi önemli bir nedenidir. Enfeksiyon intestinal epitel hücreleri ile patojenin etkileşimle başlatılır. Bu etkileşim, örneğin sıkı bir birleşme (TJ) arası yapılar olarak bozulmasına yol açar. TJ bağırsak lümeninden ana doku ayırmak için epitel tabakasının sızdırmazlık sağlar. Son çalışmalar parazit protein EhCPADH112 tarafından TJ bozulma E. için bir ön koşul olduğunu kanıt epitel bariyeri disfonksiyonu eşlik histolytica işgali. Bu nedenle, E sırasında TJ sökme katılan moleküler mekanizmaların analizi histolytica işgali Amebiazis patogenezinde anlayışımızı geliştirmek için büyük önem taşımaktadır. Bu makale ilk konak-patojen etkileşimleri değerlendirme ve parazit işgali potansiyelini sağlayan kolay bir model sunuyor. Analiz edilecek parametreler t katmakransepithelial elektriksel direnç, epitel yüzey reseptörleri, ifade değişiklikleri ve epitel kavşak işaretleri ve epitel hücrelerin içinde parazit moleküllerin localisation ile EhCPADH112 etkileşimi.
Introduction
Entamoeba histolytica iltihabı ve ishal. E. neden insan amebiazisli, bir bağırsak enfeksiyonu sorumlu tek bir hücre protozoandır histolytica yıllık 50 milyon kişiye kadar bozar, fakat enfekte kişilerin sadece yaklaşık% 10 amebiazisli 1 ile ilişkili belirtiler gelişir. Enfeksiyon E. içeren kontamine gıda veya su yenmesi üzerine oluşur histolytica kistleri. Bağırsak, kolon kistler müsin uygun ve 2 çoğalan canlı trophozoit üretir. Trofozoitleri genellikle dışkı yoluyla atılır kistler oluşturur. Diğer durumlarda ve henüz bilinmeyen nedenlerle, trofozoitleri bağırsak epitel tabakası kırmak ve alttaki dokulara işgal. En kötü durumda, onlar kan dolaşımına girer ve bu tür karaciğer 3 gibi diğer organları da etkileyebilir.
Epitelyal bariyer kırma katıldığı epitel hücreleri korumak transmembranal yapıların bozulma gerektirir. Epitel hücreiletişim sıkı (tj) 'den oluşan apikal junctional kompleksi tarafından oluşturulur ve bağlantı yerleri (AJ) adherens ve 4 dezmozomlar edilir. En apikal kavşaklar TJ, ve bu nedenle, E affronted ilk engel vardır konak işgali sırasında histolytica ve diğer bazı patojenler. TJ örneğin, komşu hücre reseptörleri ile homo-ya da heterofilik etkileşimleri meşgul klaudin, occludin ve kavşak yapışma molekülleri (JAM) halinde transmembranal yapışma reseptörlerinin oluşmaktadır. Bunlar hücre içi epitel daha fazla mekanik güç sağlamak için aktin hücre iskeletinin yapışma alıcıları (ZO) aile zonula okludinler iskele molekülleri tarafından bağlanmıştır. TJ fazla su ve madde sızıntısını önlemek, bağırsak lümeninden bağırsak doku sızdırmazlık sorumludur. TJ parazit tarafından bozulur sonra Böylece, dokular işgal edilir. E. (i) Targ için amip yapışmasıyla dahil olanlar: histolytica gibi çeşitli moleküller salgılarve hücreler 5; Ekzositoz ile konakçı hücrelerin öldürülmesi katılan (ii) zar aktif faktörleri, örneğin adlandırılır iyon kanalı oluşturucu peptidler 6,7 amebaporlar; ve (iii) hücre dışı matriks proteinlerini yıkıma uğratma ve doku parçalanması aracılık proteinazlar, 5,8,9.
Birlikte EhCPADH112 kompleks meydana sistein proteaz EhCP112 ve adezyon molekülü EhADH112 iki E. vardır histolytica TJ 10 sökme de önemli bir rol oynamaktadır proteinleri virülansa. Canlı trofozoitleri, toplam lizatları ve salgılanan ürünler epitel bariyerin TJ karmaşık ve işlev bozuklukları moleküler değişikliklere sebep olur. Bu çalışmada, EhCP112 EhADH112 ve bu nedenle örneğin, kolaylaştırıcı, occludin ve içselleştirme ve hücre proteinleri degradasyonuna götüren Claudin-1 proteinleri ile etkileşim olduğu gösterilmiştir paraselüler yolu aracılığıyla histolytica giriş.
Bizim veri ve bu of diğer gruplar 11-17 şiddetle parazit istilasına izin özgü konak-patojen etkileşimleri gerekliliğini göstermektedir. Bu etkileşimlerin moleküler temelini çözülüp Amebiazis patogenezi daha iyi anlaşılması için büyük önem taşımaktadır. Artan paraselüler geçirgenliği ile karakterize trophozoit ile TJ selektif bozukluğu, transepitelyal, elektrik direncinde bir azalma (TER) ile ölçülebilir. Ev sahibi epitel doğru parazit proteinleri aktarım immünofloresan boyama ve konfokal lazer mikroskopisi, ayrıca olası doğrudan etkileşimleri gösteren epiteliyal birleşim yeri belirteçleri ile amoeba hastalık oluşturma faktörlerinin eş-lokalizasyonu ortaya bir yöntem ile belirlenebilir. Bu yazıda, epitel hücreleri ve trofozoitleri, ekili hasat ve konak-patojen etkileşimleri ve sonuçlarını incelemek için manipüle nasıl ayrıntılı olarak açıklar.
Protocol
Representative Results
Discussion
E. tarafından epitel enfeksiyon sırasında in vitro konukçu-patojen etkileşimlerine incelemek için histolytica, epitel hücreleri ve trophozoit iki köklü kültürleri ile çalışmak için çok önemlidir. Örneğin, daha önce, E. histolytica kültürler genellikle bakteriler veya tripanosomatidlerde 22,23 belirli türleri ile birlikte kurulmuştur. E: Bununla birlikte, ko-kültivasyon konak hücreleri üzerinde gözlenen etkileri tümden ameobas isnat edil…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by grants from the Institute of Science and Technology of the Federal District (ICyTDF, 64/2012 to EO) and the Mexican Council for Science and Technology (Conacyt, 179895 to MS).
Materials
| Entamoeba histolytica HM1:IMSS, Clone A | IMSS Hospital, Mexico | Without/number | Virulent trophozoites18 |
| TYI broth | Becton, Dickinson and Company Merck Merck Merck J.T. Baker Reproquifin SIGMA-Aldrich SIGMA-Aldrich |
211862 K35625437 626 21578 4873 3252-01 CAS 50-81-7 C7880 F-5879 |
3.45% BBL Biosate peptone 58 mM glucose 39 mM NaCl 5 mM KH2PO4 6.5 mM K2HPO4 16.3 mM ascorbic acid 8.1 mM L-cysteine 0.1 mM ferric ammonium citrate, adjust pH 6.819 |
| Bovine serum adult | Microlab , Labs., Mex. | SU146 | Use at 10% and inactivated to 56° C for 30 min |
| Diamond vitamin mixture- Tween 80 | In vitro | SR-07 | Use at 3% |
| Penicillin | Lakeside, Méx. | 34564SSA IV | 0.5 IU/mL |
| Streptomycin | Lakeside, Méx. | 75757SSA IV | 35 µg/ mL |
| Pyrex 15 mL screw cap culture tubes with PTFE lined phenolic caps | Corning-Pyrex | 9826-16X | 16×125 mm, capacity 15 mL and caps fabricated from special formula resistant to effects of temperature |
| Cell culture plates, 6 Well | Corning-Costar | 3516 | Sterile plates, well diameter 34.8 mm and growth area 9.5 cm2. Rings on lid prevent cross-contamination |
| 25cm2 cell culture flask | Corning-Costar | 430168 | Canted neck flasks |
| MDCK (Madin Darby canine kidney) type I | American Type Culture Collection | CCL34 | Kidney epithelial cells grown between the 60th and 90th passage |
| DMEM medium | Gibco | 12800-017 | Dulbecco's Modified Eagle Medium with high glucose. |
| Neonate Calf Serum | In vitro | S-02 | Use at 10%. |
| Penicillin/Streptomycin mixture | In vitro | A-01 | Stock solution 10,000 U/µg/mL |
| Insulin | AMSA | 398MJ94SSA IV | Stock solution 100 IU/mL |
| Trypsin solution | In vitro | EN-005 | 0.05% enzyme solution without calcium and magnesium |
| 75cm2 cell culture flask | Corning-Costar | 430720 | Canted neck flasks for trophozoite culture in TYI-S-33 medium |
| Transwell permeable supports | Corning-Costar | 3470 | 0.4. µm polyster membrane, 6.5 mm insert in 24 well plate, growth area 0.3 cm2 |
| 24 well cell culture dish | Corning-Costar | 3524 | Clear polystyrene, treated for optimal cell attachment, sterilized by gamma radiation and certified non-pyrogenic |
| Complete Mini | Roche | 11836 153 001 | Protease inhibitor cocktail inhibits a broad spectrum of serine, cysteine and metallo-proteases. Final concentration 1 mM |
| Trans-epoxysuccinyl-L-leucylamido (4-guanidino) butane (E-64) | SIGMA-Aldrich | E3132 | Cystein protease inhibitor, final concentration 40 µg/mL |
| pαZO-1 | Invitrogen | 402200 | IgG rabbit policlonal antibody against a synthetic peptide in the middle region of the ZO-1 human protein |
| mαEhCPADH112 | Homemade antibody | Without/ Number | IgM mouse monoclonal antibody against 444-601 epitope located at C-terminal of EhCPADH11221,27 |
| FITC-goat anti-mouse IgM | Zymed | 62-6811 | Fluorescein isotiocyanate (FITC)-labelled goat anti-mouse secondary antibody |
| TRITC- goat anti-rabbit IgG (H+L) | Zymed | 816114 | Tetramethyl-rhodamine isothiocyanate (TRITC)-labelled goat anti-rabbit IgG secondary antibody. |
| STX2 Electrode | World Precision Instrument | 102711 | Consists of a fixed pair of double electrodes, 4 mm wide and 1 mm thick. Each stick of the electrode pair contains a silver/silver-chloride pellet for measuring voltage and a silver electrode for passing current. For use with EVOM |
| EVOM epithelial voltohmmeter | World Precision Instrument | 12111 | Use in resistance mode and maintain unplugged during TER measurements |
| Neubauer chamber | MEARIENFELD | 610610 | Hemocytometer |
| Leica TCS_SP5_MO | Leica | Without/number | Laser confocal microscopy with Leica microsystems CMS Gmbh/leica Las af Lite/BIN software |
| Vectashield | Vector Laboratories, Inc. | H-1000 | Mounting medium for fluorescence |
| 4´, 6-diamino-2-phenylindole (Dapi) | SIGMA | D-9542 | 0.05 mM final concentration |
| Bovine serum albumin (BSA) | US Biological | A-1310 | 0.5% final concentration for blocking solution |
References
- Faust, D. M., Guillen, N. Virulence and virulence factors in Entamoeba histolytica, the agent of human amoebiasis. Microbes Infect. 14, 1428-1441 (2012).
- Stauffer, W., Ravdin, J. I. Entamoeba histolytica: an update. Curr Opin Infect Dis. 16, 479-485 (2003).
- Santi-Rocca, J., Rigothier, M. C., Guillen, N. Host-microbe interactions and defense mechanisms in the development of amoebic liver abscesses. Clin Microbiol Rev. 22, 65-75 (2009).
- Turner, J. R. Intestinal mucosal barrier function in health and disease. Nat Rev Immunol. 9, 799-809 (2009).
- Garcia-Rivera, G., et al. Entamoeba histolytica : a novel cysteine protease and an adhesin form the 112 kDa surface protein. Mol Microbiol. 33, 556-568 (1999).
- Leippe, M. Amoebapores. Parasitol Today. 13, 178-183 (1997).
- Leippe, M., Bruhn, H., Hecht, O., Grotzinger, J. Ancient weapons: the three-dimensional structure of amoebapore. A. Trends Parasitol. 21, 5-7 (2005).
- Ocadiz, R., et al. EhCP112 is an Entamoeba histolytica secreted cysteine protease that may be involved in the parasite-virulence. Cell Microbiol. 7, 221-232 (2005).
- Sajid, M., McKerrow, J. H. Cysteine proteases of parasitic organisms. Mol Biochem Parasitol. 120, 1-21 (2002).
- Betanzos, A., et al. The EhCPADH112 complex of Entamoeba histolytica interacts with tight junction proteins occludin and claudin-1 to produce epithelial damage. PLoS One. 8, (2013).
- Lauwaet, T., et al. Proteinase inhibitors TPCK and TLCK prevent Entamoeba histolytica induced disturbance of tight junctions and microvilli in enteric cell layers in vitro. Int J Parasitol. 34, 785-794 (2004).
- Leroy, A., et al. Contact-dependent transfer of the galactose-specific lectin of Entamoeba histolytica to the lateral surface of enterocytes in culture. Infect Immun. 63, 4253-4260 (1995).
- Leroy, A., Lauwaet, T., De Bruyne, G., Cornelissen, M., Mareel, M. Entamoeba histolytica disturbs the tight junction complex in human enteric T84 cell layers. FASEB J. 14, 1139-1146 (2000).
- Leroy, A., et al. Disturbance of tight junctions by Entamoeba histolytica: resistant vertebrate cell types and incompetent trophozoites. Arch Med Res. 31, (2000).
- Lauwaet, T., et al. Entamoeba histolytica trophozoites transfer lipophosphopeptidoglycans to enteric cell layers. Int J Parasitol. 34, 549-556 (2004).
- Kissoon-Singh, V., Moreau, F., Trusevych, E., Chadee, K. Entamoeba histolytica Exacerbates Epithelial Tight Junction Permeability and Proinflammatory Responses in Muc2(-/-) Mice. Am J Pathol. 182, 852-865 (2013).
- Lejeune, M., Moreau, F., Chadee, K. Prostaglandin E2 produced by Entamoeba histolytica signals via EP4 receptor and alters claudin-4 to increase ion permeability of tight junctions. Am J Pathol. 179, 807-818 (2011).
- Orozco, M. E., Martinez Palomo, A., Gonzalez Robles, A., Guarneros, G., Galindo, J. M. Interactions between lectin and receptor mediate the adhesion of E. histolytica to epithelial cells. Relation of adhesion to the virulence of the strains. Arch Invest Med (Mex). 13 Suppl 3, 159-167 (1982).
- Diamond, L. S., Harlow, D. R., Cunnick, C. C. A new medium for the axenic cultivation of Entamoeba histolytica and other Entamoeba. Trans R Soc Trop Med Hyg. 72, 431-432 (1978).
- Strober, W. Trypan blue exclusion test of cell viability. Curr Protoc Immunol. Appendix 3, (2001).
- Arroyo, R., Orozco, E. Localization and identification of an Entamoeba histolytica adhesin. Mol Biochem Parasitol. 23, 151-158 (1987).
- Diamond, L. S. Axenic cultivation of Entamoeba hitolytica. Science. 134, 336-337 (1961).
- Diamond, L. S. Techniques of axenic cultivation of Entamoeba histolytica Schaudinn, 1903 and E. histolytica-like amebae. J Parasitol. 54, 1047-1056 (1968).
- Dukes, J. D., Whitley, P., Chalmers, A. D. The MDCK variety pack: choosing the right strain. BMC Cell Biol. 12, (2011).
- Espinosa-Cantellano, M., Martinez-Palomo, A. Pathogenesis of intestinal amebiasis: from molecules to disease. Clin Microbiol Rev. 13, 318-331 (2000).
- Martinez-Palomo, A., et al. Structural bases of the cytolytic mechanisms of Entamoeba histolytica. J Protozool. 32, 166-175 (1985).
- Martinez-Lopez, C., et al. The EhADH112 recombinant polypeptide inhibits cell destruction and liver abscess formation by Entamoeba histolytica trophozoites. Cell Microbiol. 6, 367-376 (2004).
- Ocadiz-Ruiz, R., et al. Effect of the silencing of the Ehcp112 gene on the in vitro virulence of Entamoeba histolytica. Parasit Vectors. 6, 248 (2013).
- Johnson, L. G. Applications of imaging techniques to studies of epithelial tight junctions. Adv Drug Deliv Rev. 57, 111-121 (2005).
