The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Japanese was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
Chagas Disease Multidisciplinary Research Laboratory, University of Brasilia
Teixeira, A. R. L., Nitz, N., Bernal, F. M., Hecht, M. M. Parasite Induced Genetically Driven Autoimmune Chagas Heart Disease in the Chicken Model. J. Vis. Exp. (65), e3716, doi:10.3791/3716 (2012).
乳児期および小児期に取得したクルーズトリパノソーマ急性感染症は無症候性に見えますが、慢性感染例の約三分の一が三十年以降にシャーガス病を示しています。自己免疫と寄生虫の永続性は、シャーガス病1、2の病態を説明する理論を競っています。シャーガス病の原虫の永続性と自己免疫が果たす役割を分離するために、我々はTを接種する受精卵の空気室でクルーズ 。成熟した鶏の免疫システムは Tに対してタイトな生物学的障壁であるクルーズと感染症は、成長3の最初の週の終わりまでに、その免疫システムの開発に根絶されています。雛は孵化時に寄生虫フリーですが、彼らは寄生虫ミトコンドリアのキネトプラストDNA(kDNA)がその子孫に転送され、そのゲノム内に統合されたminicircle保持します。ニワトリゲノムのkDNA minicircle統合のドキュメントは、ターグによって得られたetedプライムTAIL-PCR、サザンハイブリダイゼーション、クローニング、シークエンシング3、4。 kDNAは、統合をminicircle破裂転写と免疫系因子のオープンリーディングフレームは、ホスファターゼ(GTPアーゼ)、アデニル酸シクラーゼとホスホリラーゼ(PKC、NF-κBの活性化、PI-3K)は、細胞生理学、成長、分化、3、5に関連付けられている- 7、および他の遺伝子の機能。エフェクター細胞傷害性リンパ球による目標心拍繊維の除去に起因する重篤な心筋炎は、ヒトのシャーガス病に見られるものと類似した炎症性心筋症を示すkDNA変異ニワトリで見られます。特に、心不全および骨格筋の弱点は、1番染色体8のジストロフィン遺伝子のkDNAの破裂と大人の鶏に存在しています。同様のgenotipic変化はエフェクターCD45 +、CD8γδ+、CD8αリンパ球によって行わ組織の破壊に関連付けられています。したがって、この原虫感染症は、遺伝的に駆動される自己免疫疾患を誘発することができます。
1。寄生虫の成長
2。受精卵鶏卵の寄生虫の接種
3。 DNA抽出のための取得のサンプル
4。使用したプライマーとプローブ
PCR増幅と熱条件に対して使用したプライマーを表1に示す。
サザンブロットハイブリダイゼーションに使用されるプローブは次のとおりだった:
5。 PCR解析
6。ゲノムサザンブロット
7。首相TAIL-PCR標的
8。シャーガス病クリニックの現れ
9。病理学と免疫化学的解析
10。心臓障害の表現型免疫系細胞
11。データ解析
12。代表的な結果
100病原性Tの接種肥沃な鶏の卵の空気室にクルーズの trypomastigotesが大幅に生きている孵化した雛の比率を減らすことはありません。約60%のハッチ健康なヒナと40%が孵化時に胚の液化または胚死を受ける可能性があります。生き残った雛は、ゲノムに組み込まれkDNAのminicircleシーケンスを保持します。しかし、いくつかの雛が孵化後数週間で心臓肥大と失敗して死ぬことが期待されている。残りの雛は、外側に健康な成人に成長します。人生のすべての段階で、その血単核細胞から抽出したDNAは、PCR kDNAの増幅ではなく、nDNAが得られます。ターゲットを絞ったサブプライムTAIL-PCR 3、4、クローン化されている製品とシーケンスがkDNAが5にmacrochromosomes 1のコーディング領域を中心に統合されたminicircles表示されます。複数kDNA iを示す鶏細胞の増殖と分化、免疫系の調節因子、DNA修復をコードする遺伝子にntegrationsは、自己の標的組織( 図3)の拒絶を受けるための候補である。たとえば、細胞膜に細胞骨格を結合するタンパク質をコードする、ジストロフィン遺伝子( 図5)の破裂でkDNAの変異を示す鶏は、自己免疫炎症性心筋症や障害を開発するための候補である。
これらのゲノムの変更は、Lbは 、感染した卵から孵化した雛で見ていません。 T.の間に違いがあります。 クルーズと Lb kDNA minicircles、T.クルーズ K DNAは CA-豊富な曲がったDNAは、複製、転写開始のための特定のサイトと見なされている保存された各CSB1を提示する領域(CR)、CSB2、とCSB3地域が点在する4つの可変領域(VR)と平均1.4kbの構造をminicircle組換え、および横方向のDNAの転送のために、Lbは kDNA minicircle(平均サイズは820 bp)をVRに続く単一のCRが含まれています。 CRはCSB1(GGGCGT) と Tのものと異なるCSB2(CCCCGTTC)ブロックを、保存されているクルーズ minicircles 15、16、17。 Lbは CSB3は(GGGGTTGGTGTA)Tに12 NTS相同性を示すことを考慮するとクルーズのいずれかLbが kDNA minicircleが使用されるテクニックによって表示されない場合がありますか、それは、多分、まったくニワトリゲノムに統合することはできませんことが多く、低周波で統合されていると考えています。
| プライマー | 標的DNA | シーケンス | TM * |
| S 34 | T. cruziの kDNA | 5 'ACA CCA ACC CCA ATC GAA CCの3' | 57.9 |
| S 67 | T.クルーズkDNA | 5 'GGT TTT GGG AGG GG(G / C)(G / C)(T / G)TC 3' | 60.1 |
| S 35 | T. cruziの kDNA | 5 'ATA ATG TAC GGG(T / G)GA GAT GC 3' | 59.4 |
| S 36 | T. cruziの kDNA | 5 'GGT TCG ATT GGG GTT GGT G 3' | 57,9 |
| LB3 | ポンド kDNA | 5 'GGG GTT GGT GTA ATA TAG TGG G 3' | 55.9 |
| LB5 | ポンド kDNA | 5 'CTA ATT GTG CAC GGGのGAG G 3' | 61.4 |
| GG 1 | ガルスガルス | 5 'TGA AGC TCC TAA AGG CAG AGC 3' | 60.1 |
| Gg2 | G.ガルス | 5 'CTG AGC CTC TGCTTT GAA 3 ' | 56.8 |
| Gg3 | G.ガルス | 5 'TTT CAA AGC AGA GGC TCG G 3' | 60.1 |
| Gg4 | G.ガルス | 3 'GCT CTG CCT TTA GGA TCA GCT 5' | 64.2 |
| Gg5 | G.ガルス | 3 'AGC AAC TCA GCG TCC ACC TTの5' | 62.3 |
| Gg6 | G.ガルス | 3 'CTG TTA GCA TGA GGC TTC ACA 5' | 60.4 |
表1。素数は、PCR増幅に使用されます。 * Tm値=平均アニーリング温度℃、

図1。TP TAIL-PCRの戦略は、 セキショクヤケイのゲノムにトリパノソーマ kDNA統合を検出するために使用される。 A)kDNAのフラグメントとのキメラ配列が保存さminicircle(ダークブルー)とチキン10ゲノム(緑)の4番染色体(AY237306)で座NW_001471687.1に統合された変数(ライトブルー)の地域のホストを取得するために使用した特異的プライマーセット(GG1にGg6)。 B)TP TAIL-PCR増幅は鶏特有のGG1にGg6プライマーとの組み合わせでminicircle特有のS34またはS67のプライマーのアニーリングによる(一次サイクル)を開始しました。希薄化後の製品は、S35(センス/アンチセンス)プライマーとGGのプライマーの組み合わせで二次サイクルのテンプレートを提供した。第三サイクルでは、二次製品の希釈は、GGのプライマーとの組み合わせでkDNA S36またはS67のアンチセンスプライマーを用いて増幅を行っただ。 C)これらの増幅産物を1%アガロースゲルで分離し、ナイロン膜に転写し、特定のkDNAプローブとハイブリダイズさせた。肯定的な信号を示すサンプルは、統合のポイントを決定するためのクローニングのために使用された。 kDNAとGg6にGG1をターゲットの組み合わせは、ゲルの上に表示されます。シーケンシャルPCR反応はkDNA minicircles(青)と鳥類のシーケンス(緑)を使用してターゲットkDNAホストのDNA配列を増幅した。 ( 熱帯病 3 放置PLoSのより転載)。

図2:遺伝子組換えT.からミトコンドリアkDNA minicircleの統合によって変更された9ヶ月の鶏における障害心機能の臨床症状クルーズ 。コントロール9ヶ月歳chickeの鮮やかな赤い櫛と櫛紫のコントラストを示すミトコンドリアkDNA変異鶏の貧しい人々の血液の酸素化nは心臓の損傷から無料。 ( 熱帯病 3 放置PLoSのから変更された)。

図3。kDNA変異を有するセキショクヤケイの病理肉眼的及び顕微鏡。 A)心肥大、心不全で死亡した9ヶ月歳編インチB)非感染9ヶ月の鶏から心臓を制御します。 C)細胞傷害性リンパ球による標的の心臓細胞の除去:免疫リンパ球による標的細胞の溶解すると最小限の除去単位(円)描かれています。 D)コントロール心臓組織( 熱帯病 3 放置PLoSのから変更された)。

図4図3に示すようにkDNA変異鶏の心臓部を浸潤免疫系細胞の免疫細胞化学的解析。心臓ルで識別される)CD45 +リンパ球(矢印)フィコエリスリンで標識した特異的モノクローナル抗体によるsions。 B)CD8 +心臓の深刻な破壊に関与するγδ免疫リンパ球(矢印)。 C)豊富なCD8α+ T細胞は、心臓の細胞溶解すると重篤な病変に存在する。インサートはコントロール感染ニワトリの心臓における免疫系細胞( 熱帯病 3 放置PLoSのから変更された)の不在を示しています。

図5。ジストロフィン遺伝子のkDNAを統合したF2子孫で拡張型心筋炎症性心筋症シャーガス病のような。胸腔(心臓重量= 16グラム)の大半を占める10カ月齢の鶏のA)拡張型心筋症心臓。 B)ダーク円形単核細胞の浸潤とkDNA変異鶏の心筋を破壊します。 10ヶ月歳の制御鶏のC)正常な心臓の大きさ(重さ7グラム)。 D)制御ニワトリの心臓の正常組織には。 (PLoSの顧みられない熱帯から変更されたアル症3)。

図6。kDNA変異ニワトリとヒトのシャーガス病の比較病理学。 kDNA変異鶏のA)重症心筋炎とターゲットの心臓細胞の溶解する。シャーガス心臓病の場合、免疫リンパ球によるB)重症心筋炎と標的細胞の溶解する。 kDNA変異鶏の免疫リンパ球による心筋細胞のC)除去。ヒトのシャーガス病の免疫リンパ球による心筋細胞のD)除去。ヘマトキシリンとエオシンで染色した。 (Memóriasから変更されたかセルバンテスオズワルド·クルス 、リオデジャネイロ14)。
生涯T.への影響を受けやすい哺乳類とは対照的に、 cruziの感染症は 、鶏がTに難治性であるクルーズトリパノソーマ感染 。鶏のモデルシステムの主な利点は、胎児の免疫系の開発において、初期感染の除去です。したがって、鶏の本体内に残っている唯一の寄生虫のDNAは、いくつかの遺伝子座で統合されています。
病原性Tの最適な量の使用クルーズは、肥沃な卵に接種しtrypomastigotesニワトリ胚のゲノムにkDNAのminicirclesの統合を取得に向けた重要なステップです。 100 trypomastigotesを接種した卵からのライブ雛の孵化率は500寄生虫で得られたものよりも4倍高くなっています。注意は卵の空気室に培養液の10μLに寄生虫懸濁液を接種するために注意する必要があります。卵白の漏れがあってはなりません。最適な条件下で、細胞内寄生虫感染が行わwiを取るその後感染が自然免疫によって排除されています。数時間一週間のための宿主細胞に進み内部インキュベーションと寄生虫乗算した後、薄い。 kDNAの統合は、生きている感染症を必要とし、初期胚の鶏の卵に裸minicirclesの接種は、統合にはなりません。 kDNA陽性胚およびコントロールは、37.5°Cと65%の湿度で制御された条件下で飼育する必要があります。雛は33℃の室温で2週間のケージに保管されています。その後、鶏が22℃の部屋で1.5メートル幅の通路で区切られた懸濁ラックにケージに保管され℃で濾過空気と動物福祉の条件を確保するために一定の疲労下の正圧である。大人の鶏焼きそば供給され、生後5ヶ月で卵を産む、完全な成長と成熟を達成するために飲用水道水を飲んでています。 T.を扱う際の衛生手順のメンテナンスは、結果の再現性に不可欠であるクルーズでは、接種肥沃な鶏の卵に。
T.鶏のモデルシステムのcruziの感染症は 、胚の成長の早い時期の免疫システムの開発の後に根絶されています。さらに、感染フリー、T.から孵化雛であることにクルーズでは、寄生虫抗原に対する寛容である、特定の抗体の欠如に、卵を接種した。細胞傷害性リンパ球(最小限の除去装置は、 図3)によって目標心拍細胞の拒絶反応は、免疫学的監視の3遺伝子型の変更や故障を示すkDNA変異ニワトリで見られます。遺伝子型変更されたT細胞は、体内で自己組織の拒絶反応の加速を示す。主な病変部位では、シャーガス病の特徴である心です。 (サーベイランス)生理学からphysiopathologic状態への通路は、細胞傷害性リンパ球3のクローン増殖を示すkDNA変異ニワトリで見られます。
T彼transkingdomモデルシステムは、T.によるゲノムの修飾に起因する、寄生虫誘発性、遺伝的に主導型自己免疫疾患( 図6)を示します。 クルーズ kDNAは、統合をminicircle。これらの変更は、LB-接種卵から孵化した雛で見ていません。
この現象は自己組織の拒絶反応を防ぐために薬物の心筋に浸潤特異的T細胞の表現型の骨髄前駆細胞の抑制、組織適合性健康な骨髄の移植が必要な場合がありますkDNA変異鶏の炎症性自己免疫性心筋症の実験的治療法を示唆している。
利害の衝突が宣言されません。
我々はナンシーR.シュトゥルム、免疫学、微生物学および分子生物学科、原稿読み取りのために重要な医学部のデビッドゲフィン学校、カリフォルニア大学ロサンゼルス校、世話になっています。研究·CNPqの全国協議会、および研究開発 - FAPDF、ブラジル、財団は、研究をサポートしていました。我々は、ブラジリア、ブラジルの大学から、アレッサンドロO.ソウザ、マリアC. Guimaro、シロコルデイロ、アナ·デ·カシアローザ、Roseneide·アウベス、ラファエル·アンドラーデの技術的な援助に感謝します。
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Taq DNA Polymerase Recombinant | Invitrogen | 11615-010 | |
| Platinum Taq DNA Polymerase | Invitrogen | 10966-030 | |
| Random Primers DNA Labeling System | Invitrogen | 18187-013 | |
| EcoRI | Invitrogen | 15202-021 | |
| MboI | Invitrogen | 15248-016 | |
| dNTP Set, 100mM Solutions | GE Healthcare | 28-4065-51 | |
| Amersham Hybond - N+ -- Cat n. | GE Healthcare | RPN303B | |
| PlasmidPrep Mini Spin kit | GE Healthcare | 28-9042-70 | |
| NsiI | Sigma-Aldrich | R5884 1KU | |
| DNA, Sodium Salt Fish Sperm | AMRESCO | 0644-10G | |
| Mouse anti-chicken Bu-1b | SouthernBiotech | 8370-02 | |
| Mouse anti-chicken CD45 | SouthernBiotech | 8270-08 | |
| Mouse anti-chicken TCRγδ | SouthernBiotech | 8230-08 | |
| Mouse anti-chicken CD8α | SouthernBiotech | 9220-02 | |
| Mouse anti-chicken monocyte/macrophage | SouthernBiotech | 8420-02 | |
| MyCycle Termocycler | Bio-Rad | 580BR 5501 |