جرثومية عن طريق الفم الرضاعة مع البعوض المعالجة بالمضادات الحيوية

Xinyi Liu; Si Wu; Wenqian Li; Meihong Zhang; Yan Wu; Ning Zhou; Pa Wu

doi:10.3791/61341

يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

جرثومية عن طريق الفم الرضاعة مع البعوض المعالجة بالمضادات الحيوية

6.6K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/61341

⸱

سبتمبر 12, 2020

Xinyi Liu¹^,² , Si Wu¹^,² , Wenqian Li¹^,² , Meihong Zhang¹^,² , Yan Wu¹^,² , Ning Zhou³ , Pa Wu¹^,²

¹Hunan Provincial Key Laboratory of Animal Intestinal Function and Regulation, College of Life Science, Hunan Normal University, ²State Key Laboratory of Developmental Biology of Freshwater Fish, Hunan Provincial Key Laboratory for Microbial Molecular Biology, College of Life Science, Hunan Normal University, ³Department of Infectious Diseases, the Second Xiangya Hospital, Central South University

في هذه المقالة

ملخص

تقدم هذه المقالة بروتوكولًا للتحقيق في تأثير بكتيريا الأمعاء الفردية للبعوض ، بما في ذلك عزل وتحديد الميكروبات القابلة للزراعة في منتصف البعوض ، واستنزاف المضادات الحيوية لبكتيريا الأمعاء البعوض ، وإعادة إدخال نوع واحد محدد من البكتيريا.

الملخص

البعوض منتصف الموانئ الموانئ ميكروبيوم ديناميكية للغاية التي تؤثر على التمثيل الغذائي المضيف، والتكاثر، واللياقة البدنية، والكفاءة ناقلات. وقد أجريت دراسات لدراسة تأثير ميكروبات الأمعاء ككل؛ ومع ذلك، يمكن أن الميكروبات المختلفة تمارس آثار متميزة نحو المضيف. توفر هذه المقالة منهجية لدراسة تأثير كل ميكروب أمعاء البعوض المحدد والآلية المحتملة.

يحتوي هذا البروتوكول على جزأين. الجزء الأول يقدم كيفية تشريح البعوض منتصف، عزل مستعمرات البكتيريا التي يمكن تكاثرها، وتحديد أنواع البكتيريا. يوفر الجزء الثاني الإجراء الخاص بتوليد البعوض المعالج بالمضادات الحيوية وإعادة إدخال نوع واحد من البكتيريا المحددة.

المقدمة

ويعتبر البعوض أن تكون أهم ناقلات الأمراض المسببة للأمراض البشرية، ونقل أكثر من مائة مسببات الأمراض بما في ذلك فيروس زيكا، فيروس حمى الضنك، والطفيليات Plasmodium ¹. عندما يأخذ البعوض وجبة دم للحصول على العناصر الغذائية للوَفَس، فإنها يمكن أن تبتلع مسببات الأمراض عن طريق الخطأ من مضيف مصاب عن طريق الجهاز الهضمي². الأهم من ذلك، فإن البعوض midgut، الذي يلعب دورا محوريا في كل من هضم وجبة الدم ومدخل الممرض، ويأوي الميكروبيوم ديناميكية للغاية³.

وقد تميزت العديد من الدراسات المختبرية التي تم تربيتها والحقول التي جمعت البعوض الميكروبية باستخدام إما طريقة تعتمد على الثقافة أو البكتيريا تسلسل المقايسة⁴^,⁵^,⁶. الأنواع بما في ذلك البانتوا، Serratia، Klebsiella، Elizabethkingia، و Enterococcus يتم عزلها عادة من البعوض في مختلف الدراسات⁵^،⁷^،⁸^،⁹. ومن المثير للاهتمام، يتقلب ميكروبيوتا الأمعاء البعوض بشكل حيوي في كل من تنوع المجتمع وكمية أنواع البكتيريا، تتأثر بمرحلة التنمية، والأنواع، والأصل الجغرافي، وسلوك التغذية⁴. تشير الدراسات إلى أن تغذية الدم تزيد بشكل كبير من إجمالي الحمل البكتيري مع التوسع السريع للأنواع من Enterobacteriaceae وانخفاض في التنوع العام¹⁰^،¹¹. بالإضافة إلى ذلك ، عادة ما يتم القضاء على ميكروبيوتا الأمعاء البعوض من مرحلة اليرقات عندما تخضع الحشرة للتحول أثناء ال pupation و eclosion ؛ وهكذا ، ظهرت حديثا البعوض البالغ بحاجة إلى إعادة إسكان الجراثيم⁴.

الأمعاء الميكروبية تعدل علم وظائف الأعضاء الحشرات في مختلف الجوانب، بما في ذلك امتصاص المغذيات، والمناعة، والتنمية، والتكاثر، والكفاءة ناقلات¹². يرقات البعوض أكسينيك تفشل في التطور وراء أول إنستار في حين أن البكتيريا عن طريق الفم إنقاذ التنمية الإمدادات، مشيرا إلى أن ميكروب الأمعاء البعوض ضروري لتطوير اليرقات¹³^,¹⁴. الى جانب ذلك، استنزاف البكتيريا الأمعاء يؤخر هضم وجبة الدم وامتصاص المغذيات، ويؤثر على نضوج البويضات، ويقلل من oviposition¹⁵. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البعوض الذي يُصاب بصغر الأمعاء يثير استجابات مناعية أعلى مقارنة بالبعوض المعالج بالمضادات الحيوية ، مع تعبير ببتيد مضاد للميكروبات مرتفع باستمرار ضد مسببات الأمراض الأخرى لتصيب¹⁶. عادة ما يتم إعطاء المضادات الحيوية عن طريق الفم لإزالة بكتيريا الأمعاء في هذه الدراسات ، ثم يتم إجراء تجارب لمقارنة الفرق بين البعوض الفأس والبعوض مع الميكروبات commensal. ومع ذلك ، فإن البعوض في منتصف الغور يضم مجتمعًا متنوعًا من الميكروبات ، ويمكن لكل نوع من أنواع البكتيريا أن يمارس تأثيرًا متميزًا تجاه علم وظائف الأعضاء المضيف.

الميكروبيات البعوض ينظم كفاءة ناقلات مع آثار متباينة. الاستعمار من قبل بروتيوس معزولة عن البعوض المستمدة من الحقل من المناطق التي تتوطن حمى الضنك يمنح أعلى تنظيما التعبير الببتيد المضاد للميكروبات والمقاومة ضد عدوى فيروس حمى الضنك¹⁶. فطر entomopathogenic Beauveria bassiana ينشط المسار المناعي حصيلة وJAK-STAT ضد عدوى arbovirus¹⁷. وعلى النقيض من ذلك، فإن الفطريات Talaromyces معزولة عن Aedes aegypti midgut يسهل الإصابة بفيروس حمى الضنك عن طريق تحوير نشاط التربسين الأمعاء¹⁸. بالإضافة إلى ذلك ، Serratia marcescens يعزز انتقال الفيروس من خلال بروتين سيكريتوري يسمى SmEnhancin، الذي يهضم طبقة المخاطين على ظهارة الأمعاء من البعوض¹⁹.

يوفر هذا الإجراء طريقة منهجية وبديهية لتشريح البعوض منتصف، وعزل مستعمرات البكتيريا التي يمكن تكاثرها، وتحديد أنواع البكتيريا، وإعادة إدخالها عن طريق التغذية عن طريق الفم. وهو يوفر نتائج تمثيلية لتغذية الدم مع بكتيريا commensal، Chryseobacterium 100 1000 100،على تطور المبيض والبعوضة وovposition.