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Angeborenen und erworbenen Immunität: Das Immunsystem besteht aus zwei Zweigen besteht. Die angeborene Immunität ist evolutionär älter als adaptive Immunität. Wirbellose Tiere werden derzeit angenommen, dass nur der angeborenen Immunität haben, während Wirbeltieren sowohl die angeborenen und erworbenen Filialen besitzen. Während adaptiven Immunität verleiht spezifische und dauerhafte Immunität gegen bestimmte Erreger, ist die angeborene Immunität eine unmittelbare Reaktion auf eindringende Bakterien, Viren und Pilze. Ein entscheidender Aspekt der angeborenen Immunantwort beinhaltet die Freisetzung von Zytokinen und Chemokinen, die Entzündung und die Rekrutierung von Phagozyten (zB Makrophagen, Neutrophile) führt zu verschlingen und zerstören fremde Eindringlinge.
Erfolgreiche angeborenen Immunantwort beinhalten: (1) Anerkennung von eindringenden Mikroorganismen, (2) Induktion der entsprechenden Signalkaskaden (zB Freisetzung von Zytokinen und Chemokinen), (3) die richtige Entwicklung / ausreichende Anzahl von Fresszellen, (4) Migration von Phagozyten auf Seiten der Infektion, (5) Einwirkung von Krankheitserregern, und (6) Zerstörung der Mikroorganismen verschlungen. Ein Mangel an einem dieser Schritte können an den Host durch überwältigt zu führen und zu erliegen, die Infektion. Eine robuste angeborenen Immunantwort entscheidend für die Gesundheit von Lebewesen, weil es die erste Verteidigungslinie gegen Pathogene in allen Pflanzen und Tieren. Bei Wirbeltieren, es potenziert auch die adaptive Immunantwort ein. Daher ist es wichtig, dass wir in der Lage, alle Aspekte der angeborenen Immunreaktion, um besser zu verstehen und um ihre Funktion zu optimieren auszuwerten.
Viele Modellorganismen werden zur angeborenen Immunität zu studieren, von Arabadopsis C. elegans, Drosophila, Mäuse zu kultivierten menschlichen Zellen. Ein Vorteil der Verwendung der Zebrafisch (Danio rerio) Modellsystem zur angeborenen Immunität zu studieren ist, dass der Zebrafisch ist ein Wirbeltier, sowohl mit angeborenen und adaptiven imGemeinschaft, noch die Entwicklung der angeborenen und erworbenen Immunität zeitlich getrennt. Zebrafisch verlassen sich ausschließlich auf die angeborene Immunität für den Schutz vor Infektion, bis die adaptive Immunität wird voll funktionsfähig, die um 4-6 Wochen nach der Befruchtung 2 auftritt. Zusätzlich zu den Werkzeugen zur genetischen Manipulation, optische Klarheit und eine schnelle, externe Entwicklung, angeborene Immunität als Prinzip Modus der Verteidigung in Zebrafischembryonen bietet ein vereinfachtes Modell, in dem die Komplexität der angeborenen Immunantwort in vivo zu untersuchen.
Mehrere Protokolle entwickelt worden, um verschiedene Aspekte der angeborenen Immunantwort in Zebrafischembryos zu beurteilen. Microarrays und RNAseq haben bestätigt, dass die Cytokin-Profile von Zebrafisch angeborene Immunantwort hervorgerufen sind ähnlich wie die von Menschen und haben auch vorgeschlagen, die Beteiligung der Gene, die in unerwarteter angeborenen Immunität 3,4. Die Transparenz des Zebrafisch-Embryos und Leuchtstofflampen, transgenic Stämme von Krankheitserregern und Zebrafisch ermöglichen Visualisierung dynamischer Wirt-Pathogen-Interaktionen in vivo in Echtzeit. Transgene Zebrafischembryonen, die GFP unter der Kontrolle der Neutrophilen-spezifischen Promoter Myeloperoxidase 5,6 oder Makrophagen-spezifischen Promoter mpeg1 7 haben es möglich, zu den Orten der lokalisierten Infektionen 8 visualisieren und quantifizieren Phagozyten Migration sowie Phagozytose und Zerstörung sichtbar gemacht Fluoreszenz-markierten Krankheitserreger 8,9. Zebrafisch-Embryonen sind ebenfalls für die Erzeugung von Hochdurchsatz-Assays und chemischen Bildschirme. Dementsprechend haben Hochdurchsatz-Methoden der Transkriptom-Analyse bei der Infektion 10 und Phagozyten Migration auf Websites von chemisch induzierte Verletzung 11 vor kurzem entwickelt worden.
Von den oben aufgeführten Verfahren keine quantitativ beurteilen die letzte Stufe der Erreger Zerstörung durch Phagozyten. Diese letzte Stufebeinhaltet eine Respiratory Burst (dh Produktion von ROS und andere giftige Verbindungen), die die Krankheitserreger abzutöten verschlungen. Die NADPH-Oxidase ist eine wichtige Quelle von ROS in phagozytischen Zellen. Zusammenbau der Untereinheiten der NADPH-Oxidase-Enzym führt Übertragung von Elektronen, Sauerstoff, Erzeugen Superoxidanionen. Durch nachfolgende enzymatische Reaktionen kann dann Superoxid zu Wasserstoffperoxid und hypochlorige Säure (1A) umgewandelt werden. Es ist der Respiratory Burst von Phagozyten, die Krankheitserreger abtötet, und somit ist die Quantifizierung des Respiratory Burst Potential des Zebrafischembryos anzeigt Gesamt angeborenen Immun Gesundheit. Wir entwickelten ein Fluoreszenz-basierten Assays, um den respiratorischen Burst in Gruppen einzelner Zebrafischembryonen 12 zu quantifizieren. Dieser Assay verwendet den nicht-fluoreszierenden, reduzierte Form eines im Handel erhältlichen zellgängigen Farbstoff. Dieser Farbstoff, 2 ', 7'-dichlorodihydrofluorescein Diacetat (H2DCFDA), ist in die Fluoreszenz umgewandeltCent-Verbindung, 2 ', 7'-Dichlorfluorescein (DCF), die bei der Oxidation. Die vielfältigen ROS durch die Phagozyten Respiratory Burst erzeugte H2DCFDA oxidieren und erzeugen Fluoreszenz 24. Das Aussehen der Fluoreszenz kann verwendet werden, um zu quantifizieren und vergleichen Sie die Atem Burst Reaktion zwischen Gruppen von Zebrafisch werden. Die Proteinkinase-C-Agonist Phorbol-Myristat-Acetat (PMA) verwendet wird, um chemisch zu induzieren NADPH-Oxidase zu produzieren ROS und erhöhen somit Fluoreszenzmesswerte (Abbildung 1B). Hier stellen wir ein detailliertes Protokoll einer modifizierten und optimierte Version dieses Zebrafischembryo Respiratory Burst Test. Dieser Test kann verwendet werden, um den Respiratory Burst von Gruppen einzelner Zebrafischembryonen im Laufe der Zeit und / oder in Reaktion auf experimentelle Manipulationen (z. B. Morpholino-vermittelte Protein Knockdown) zu vergleichen. Die Anwendung dieser Methode, in Verbindung mit anderen Zebrafisch-Assays angeborenen Immunität, wird ein vollständigeres Bild der komplexen und kritischen bietenangeborenen Immunantwort.