곤충<em> 갤러리아 mellonella</em> 세균 Pathogenesis를 조사 할 수있는 강력한 감염 모델로
Summary
큰 왁스 나방의 애벌레의 구강 내부 haemocolic 감염<em> 갤러리아 mellonella</em>이 설명되어 있습니다. 이 벌레는 entomopathogenic뿐만 아니라 포유류의 기회 박테리아의 독성 요인을 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 감염 방법과의 예는 곤충의 양육<em> 생체 내</em> 분석에 설명되어 있습니다.
Abstract
박테리아 독성의 연구는 종종 적절한 동물 모델이 필요합니다. 감염의 포유류의 모델은 비용이 많이 들고 있으며, 윤리적 문제를 제기 할 수 있습니다. 감염 모델과 같은 곤충의 사용은 가치있는 대안을 제공합니다. 같은 nematodes와 같은 다른 비 척추 동물 모델 호스트에 비해 곤충은 항균 방어 비교적 고급 시스템을 가지고 있으며 따라서 더 포유류의 감염 과정에 관련 정보를 생성 할 가능성이 있습니다. 포유 동물과 마찬가지로, 곤충은 복잡한 타고난 면역 시스템 1을 보유하고 있습니다. hemolymph에있는 세포 미생물 침략자를 phagocytosing하거나 캡슐화 할 수 있으며, 체액 반응은 라이소자임 작은 항균 펩티드 2,3의 inducible 생산이 포함되어 있습니다. 또한, 유추는 곤충 애벌레의 midguts와 포유류의 소화 시스템의 장 세포의 상피 세포 사이에 발견된다. 마지막으로, 이러한 세포 부착, 저항 등의 세균 감염 과정에 필수적인 몇 가지 기본 구성 요소항균 펩티드, 조직 저하 및 산화 스트레스에 대한 적응은 곤충과 포유류 한 모두에 중요 할 가능성이 있습니다. 따라서, 곤충 포유류의 감염에 관련된 미생물 독성 요소의 식별 및 특성에 대한 여러 균을 혼합 한 도구입니다.
큰 왁스 나방 갤러리아 mellonella의 애벌레는 이러한 포도상 구균, 프로테우스의 vulgaris와 같은 포유류의 곰팡이 (Fusarium oxysporum, 누룩 곰팡이 fumigatus, 칸디다 알비 칸스) 및 세균성 병원체를 포함한 미생물 감염, 다양한 범위의 pathogenesis에 유용한 통찰력을 제공하기 위해 표시되었습니다 , Serratia marcescens 모나스 aeruginosa, 리스테리아 monocytogenes 또는 Enterococcus faecalis 4-7. 상관없이 박테리아 종, 결과는 큐티클을 통해 직접 분사에 감염 갤러리아 애벌레와 함께 지속적으로 시미의 그것과 상관 관계를 획득고맙다 포유류 연구 : 포유류의 모델 감쇠 아르 박테리아 변종은 갤러리아에서 낮은 독성을 보여줍니다, 그리고 심각한 인간 감염을 일으키는 변종도 갤러리아 모델 8-11에 매우 유독합니다. 갤러리아의 구강 감염이, 특정 독소와 같은 훨씬 덜 사용 및 화합물 추가됩니다는 사망률에 도달 할 필요합니다.
G. mellonella의 애벌레 존재하는 몇 가지 기술적 인 장점 : 사람들이 따라서 박테리아의 정의 복용의 주입을 사용 (pupation 전에 마지막 instar의 애벌레는 약 2 cm 길이, 무게 250 밀리그램입니다) 비교적 크기, 그들은 20 일 (다양한 온도에서 키운 할 수 있습니다 ° 30 ° C로 C) 및 감염 연구는 포유류의 환경을 모방 실험을 허용, 37 ° C 12,13 위를 15 ° C 사이에 실시 할 수 있습니다. 또한, 곤충 양육은 쉽고 상대적으로 저렴합니다. 애벌레의 감염은 여러 수단, includin에 의해 박테리아 독성을 모니터링 할 수 있습니다LD 50 14 g 계산, 박테리아 생존 15,16 및 감염 과정 17 시험의 측정. 여기, 우리는 G.의 모든 삶의 단계를 덮고, 곤충의 양육을 설명 mellonella. 구두 및 내부 haemocoelic : 우리는 접종의 두 경로로 감염에 대한 자세한 프로토콜을 제공합니다. 이 프로토콜에 사용되는 세균 모델은 바실루스 세레 우스, 위장뿐만 아니라 다른 심각한 지역 또는 조직 기회 감염 18,19에 연루 그램 긍정적 인 병원체이다.
Protocol
Representative Results
Discussion
곤충, 특히 애벌레의 단계의 사용은 여러 병원체에 대한 감염 모델로, 잦은되고 있습니다. 일부 측면에 대한 선택의 모델은 성인과 애벌레의 무대 1,2 모두로 사용 Drosophila (플라이 모델)입니다. lepidopteran 곤충 G. mellonella는 주로 주입하여 세균 독성을 시금에 사용되었습니다. 포유류의 병원체가 공부 할 때 Drosophila보다 높은 온도를 (37 ° C 이상) (최대 25 ° C) 참아의 장점…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 우수한 기술 지원을 위해 엘리자베스 Guillemet, 크리스토프 Buisson와 Ludovic Bridoux 감사드립니다. 우리는 초기 시스템 설정을위한 Sylvie Salamitou 및 Sinda Fedhila 께 무한한 빚을 수 있습니다.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Wax and pollen | La Ruche Roanaise | 303000 | Any honey producer |
| Automated syringe pump | KD Scientific | KDS 100 | |
| Syringe 1 ml | Terumo | BS 01T | |
| Needle 0.45 x 12 mm | Terumo | NN 2613R | |
| Petri dish 5 cm | VWR | 89000-300 | |
| Needle 30G, 25 mm hypodermic | Burkard Mfg. Co. Ltd. | PDE0005 |
References
- Lemaitre, B., Hoffmann, J. The host defense of Drosophila melanogaster. Annu. Rev. Immunol. 25, 697-743 (2007).
- Vodovar, N., Acosta, C., Lemaitre, B., Boccard, F. Drosophila: a polyvalent model to decipher host-pathogen interactions. Trends Microbiol. 12, 235-242 (2004).
- Dalhammar, G., Steiner, H. Characterization of inhibitor A, a protease from Bacillus thuringiensis which degrades attacins and cecropins, two classes of antibacterial proteins in insects. Eur. J. Biochem. 139, 247-252 (1984).
- Jander, G., Rahme, L. G., Ausubel, F. M. Positive correlation between virulence of Pseudomonas aeruginosa mutants in mice and insects. J. Bacteriol. 182, 3843-3845 (2000).
- Purves, J., Cockayne, A., Moody, P. C., Morrissey, J. A. Comparison of the regulation, metabolic functions, and roles in virulence of the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase homologues gapA and gapB in Staphylococcus aureus. Infect. Immun. 78, 5223-5232 (2010).
- Chadwick, J. S. Serological responses of insects. Fed. Proc. 26, 1675-1679 (1967).
- Chadwick, J. S., Caldwell, S. S., Chadwick, P. Adherence patterns and virulence for Galleria mellonella larvae of isolates of Serratia marcescens. J. Invertebr. Pathol. 55, 133-134 (1990).
- Gao, W., et al. Two novel point mutations in clinical Staphylococcus aureus reduce linezolid susceptibility and switch on the stringent response to promote persistent infection. PLoS Pathog. 6, e1000944 (2010).
- Peleg, A. Y., et al. Reduced susceptibility to vancomycin influences pathogenicity in Staphylococcus aureus infection. J. Infect. Dis. 199, 532-536 (2009).
- Salamitou, S., et al. The plcR regulon is involved in the opportunistic properties of Bacillus thuringiensis and Bacillus cereus in mice and insects. Microbiology. 146, 2825-2832 (2000).
- Cadot, C., et al. InhA1, NprA and HlyII as candidates to differentiate pathogenic from non-pathogenic Bacillus cereus strains. J. Clin. Microbiol. 48, 1358-1365 (2010).
- Rejasse, A., et al. Temperature-dependent production of various PlcR-controlled virulence factors in Bacillus weihenstephanensis strain KBAB4. Appl. Environ. Microbiol. 78, 2553-2557 (2012).
- Jones, R. T., et al. Photorhabdus adhesion modification protein (Pam) binds extracellular polysaccharide and alters bacterial attachment. BMC Microbiol. 10, 141 (2010).
- Finney, D. J. . Probit analysis. , (1971).
- Fedhila, S., Nel, P., Lereclus, D. The InhA2 metalloprotease of Bacillus thuringiensis strain 407 is required for pathogenicity in insects infected via the oral route. J. Bacteriol. 184, 3296-3304 (2002).
- Guillemet, E., et al. The InhA metalloproteases of Bacillus cereus contribute concomitantly to virulence. J. Bacteriol. 192, 286-294 (2010).
- Nielsen-LeRoux, C., Gaudriault, S., Ramarao, N., Lereclus, D., Givaudan, A. How the insect pathogen bacteria Bacillus thuringiensis and Xenorhabdus/Photorhabdus occupy their hosts. Curr. Opin. Microbiol. 15, 1-12 (2012).
- Bottone, E. J. Bacillus cereus, a volatile human pathogen. Clin. Microbiol. Rev. 23, 382-398 (2010).
- Stenfors Arnesen, L., Fagerlund, A., Granum, P. From soil to gut: Bacillus cereus and its food poisoning toxins. FEMS Microbiol. Rev. 32, 579-606 (2008).
- Lecadet, M., Blondel, M. O., Ribier, J. Generalized transduction in Bacillus thuringiensis var. berliner 1715, using bacteriophage CP54. Ber. J. Gen. Microbiol. 121, 203-212 (1980).
- Sanchis, V., Agaisse, H., Chaufaux, J., Lereclus, D. Construction of new insecticidal Bacillus thuringiensis recombinant strains by using the sporulation non-dependent expression system of cryIIIA and a site specific recombination vector. J. Biotechnol. 48, 81-96 (1996).
- Tran, S. L., Guillemet, E., Gohar, M., Lereclus, D., Ramarao, N. CwpFM (EntFM) is a Bacillus cereus potential cell wall peptidase implicated in adhesion, biofilm formation and virulence. J. Bacteriol. 192, 2638-2642 (2010).
- Tran, S. L., et al. Hemolysin II is a Bacillus cereus virulence factor that induces apoptosis of macrophages. Cell Microbiol. 13, 92-108 (2011).
- Fedhila, S., et al. Comparative analysis of the virulence of invertebrate and mammalian pathogenic bacteria in the oral insect infection model Galleria mellonella. J. Invertebr. Pathol. 103, 24-29 (2010).
- Daou, N., et al. IlsA, a unique surface protein of Bacillus cereus required for iron acquisition from heme, hemoglobin and ferritin. PLoS Pathog. 5, e1000675 (2009).
- Mason, K. L., et al. From commensal to pathogen: translocation of Enterococcus faecalis from the midgut to the hemocoel of Manduca sexta. MBio. 2, e00065-00011 (2011).
- Goldsmith, M. R., Shimada, T., Abe, H. The genetics and genomics of the silkworm, Bombyx mori. Annu. Rev. Entomol. 50, 71-100 (2005).
- Fraser, M. J. Insect transgenesis: current applications and future prospects. Annu. Rev. Entomol. 57, 267-289 (2012).
