Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

斑马鱼动物模型,用于研究对蜱唾液生物分子的过敏反应

Published: September 16, 2022 doi: 10.3791/64378

Summary

在这里,斑马鱼(Danio rerio)被用作模型,通过评估对蜱唾液和哺乳动物肉类消费的过敏反应来研究与α-Gal综合征(AGS)相关的过敏反应和免疫反应。

Abstract

蜱是通过病原体传播引起疾病的节肢动物媒介,其叮咬可能与影响全球人类健康的过敏反应有关。在一些个体中,蜱叮咬诱导了针对聚糖Galα1-3Galβ1-(3)4GlcNAc-R(α-Gal)的高水平免疫球蛋白E抗体。由蜱唾液中存在的含有聚糖α-Gal的糖蛋白和糖脂介导的过敏反应与α-Gal综合征(AGS)或哺乳动物肉类过敏有关。斑马鱼(Danio rerio)已成为研究不同病理学的广泛使用的脊椎动物模型。在这项研究中,斑马鱼被用作研究α-Gal和哺乳动物肉类消费反应的模型,因为像人类一样,它们不合成这种聚糖。为此,评估了对 硬蜱 蜱唾液和哺乳动物肉类消费的反应行为模式和出血性过敏型过敏反应。这种实验方法允许获得支持斑马鱼动物模型的有效数据,用于研究包括AGS在内的蜱传过敏。

Introduction

蜱虫是引起疾病的病原体的载体,也是过敏反应的原因,影响全球人类和动物的健康12。在蜱虫摄食期间,蜱唾液中的生物分子,尤其是蛋白质和脂质,有助于这些体外寄生虫的摄食,避免宿主防御3。一些具有聚糖Galα1-3Galβ1-(3)4GlcNAc-R(α-Gal)修饰的唾液生物分子导致蜱叮咬后产生高抗α-Gal IgE抗体水平,仅在某些个体中,这被称为α-Gal综合征(AGS)4。这是一种与 IgE 介导的过敏相关的疾病,可能导致对蜱叮咬、非灵长类哺乳动物肉类消费和某些药物(如西妥昔单抗5)的过敏反应。对α-Gal的反应通常是严重的,有时可能是致命的678,9,10,11,12131415

α-Gal存在于所有哺乳动物中,除了旧世界的猴子,猿类和人类,它们没有合成α-Gal13的能力。然而,细菌和原生动物等病原体在其表面表达这种聚糖,这可以诱导产生大量的抗α-Gal IgM / IgG抗体,并且可能是针对这些病原体的保护机制1617。然而,抗α-Gal抗体的产生增加了发生IgE介导的抗α-Gal过敏的风险713。人类产生的天然抗α-Gal抗体,主要是IgM / IgG亚型,可能与肠道微生物群中存在的这种修饰有关16。AGS可能是一个具有挑战性的临床诊断,因为目前的主要诊断方法是基于迟发性过敏反应的临床病史,特别是与食物过敏(即瘙痒,局部荨麻疹或复发性血管性水肿到全身过敏反应,荨麻疹和胃肠道症状)和IgE抗α-Gal抗体水平的测量9相关。目前的研究结果表明,蜱叮咬是AGS18,19出现的主要风险之一,蜱虫叮咬后IgE水平增加20倍或更多至α-Gal19,AGS20,2122患者的蜱叮咬史,AGS患者中存在对蜱抗原反应的抗体19 抗α-Gal IgE与抗蜱IgE水平1923密切相关但需要进一步的研究来评估哪些生物分子实际参与其中。

此外,另一种可能的情况是患者对蜱叮咬和高水平的抗α-Gal IgE抗体表现出强烈的过敏反应,但对哺乳动物肉类消费有耐受性12。因此,哺乳动物肉类过敏可能是一种特殊类型的蜱叮咬相关过敏。与AGS相关的主要蜱种包括美洲蛱(美国),雕塑蜱(巴西),睾丸长角血蜱(日本),硬蜱(澳大利亚)和硬蜱(欧洲莱姆疏螺旋体病的主要媒介)1124

唯一用于评估与蜱叮咬相关的IgE产生的模型是用基因修饰的小鼠模型α-1,3-半乳糖基转移酶敲除(α-Gal KO)小鼠25,26因为与其他哺乳动物一样小鼠也在蛋白质和脂质上表达α-Gal,并且不会产生IgE到α-Gal。然而,斑马鱼(Danio rerio)是应用于哺乳动物的生物医学研究的有用模型,因为它与哺乳动物有许多解剖学上的相似之处,并且像人类一样,也无法合成α-Gal。由于α-Gal不是在斑马鱼中自然产生的,因此它是一种经济实惠的模型,易于操作,并且允许高样本量用于研究α-Gal相关的过敏反应。

在这项研究中,斑马鱼被用作模式生物来表征和描述局部过敏反应、行为模式以及与经皮对蜱唾液2627 和随后的哺乳动物肉类消费的反应相关的分子机制。为此,通过皮内注射将鱼暴露于蜱唾液中,然后喂食狗饲料,其中含有适合动物使用的哺乳动物肉类衍生产品,其中含有α-Gal27,然后评估可能的相关过敏反应。该方法可用于研究与过敏过程相关的其他生物分子,特别是与AGS相关的生物分子。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

此处描述的所有方法均已获得卡斯蒂利亚拉曼恰大学动物实验伦理委员会的批准,该研究“评估对灭活牛支原体疫苗的免疫反应和斑马鱼型号PR-2017-05-12中的海洋支原体挑战”。

从实验室菌落获得蜱虫,通过PCR检测菌落中蜱虫的代表性样本,以确认不存在病原体,并在捷克共和国捷克科学院生物中心寄生虫学研究所(IP BC CAS)进行所有动物实验均按照捷克共和国动物保护法第246/1992 Sb号(伦理批准第34/2018号)进行。

1. 斑马鱼治疗

注意:该试验旨在评估用蜱唾液处理的斑马鱼对哺乳动物肉类消费的过敏反应和免疫反应。

  1. 用蜱唾液处理鱼(如第4节所述),商业Gala1-3Gal-BSA 3(α-Gal)(见 材料表),用作阳性对照,磷酸盐缓冲盐水(PBS)作为阴性对照。成年斑马鱼被随机分为三个性别平衡的组(图1)。
    注意:与AGS相关的任何其他所需化合物都可以使用此模型进行评估。

2. 硬蜱 蜱唾液提取

  1. 使用豚鼠喂食6-7天的半充血无病原体雌性蜱虫。
  2. 用5μL的2%(wt/vol)盐酸毛果芸香碱溶液在PBS(参见 材料表)中以pH 7.4处理蜱虫,使用带有0.33mm针头的50μL注射器将蜱虫放入血腔中,如前所述28 诱导蜱唾液产生。
    注意:蜱虫使用镊子处理;握住它们时要小心不要用太大的力气。
  3. 使用安装在微量移液器上的 10 μL 吸头收集唾液。
    1. 小心地将尖端引入蜱下口内。
    2. 将唾液保存在冰上的1.5mL管中,将其汇集,并将其储存在-80°C,如前所述27
  4. 根据制造商的建议,确定唾液蛋白浓度,以确定要注射到鱼中的蛋白质量,如以前的研究27 使用BCA蛋白质测定试剂盒(见 材料表)。

3. 斑马鱼的保养

  1. 将斑马鱼保持在27°C的流通水系统中,光照/黑暗循环为14小时/ 10小时(图2)。
  2. 每天上午 9:30 和下午 1:30 喂鱼两次,干鱼饲料(50-70 μg/鱼)直到第 2 天。
  3. 每天在上午9:30和下午1:30喂鱼两次,从处理注射后的第2天到实验结束,用干狗饲料(50-70μg/鱼)喂鱼

4. 斑马鱼注射

  1. 每组选择10条鱼,雌性/雄性比例相似,体重相似。
    注意:第 1 组包含注射 PBS 的鱼,第 2 组包含注射蜱唾液的鱼,第 3 组包含注射有 α-Gal 的鱼。
  2. 通过将鱼浸入0.02%甲烷磺酸盐(MS-222)(视频1)中短暂麻醉鱼。
    注意:正确麻醉的鱼显示正常呼吸,没有游泳,而它们可以放在水箱底部或漂浮。每条鱼都必须单独麻醉,以避免可能的生理损伤。
  3. 使用渔网捕获麻醉的鱼。
  4. 用镊子或手小心地将鱼放在半侧,放在湿海绵上,尾鳍在右侧,以同一方向注射化合物以控制病变。
  5. 与以前的研究26一样,在肌肉中皮内注射鱼群,距离尾鳍5毫米,相对于鱼的身体成45°角(视频2)。在第 0、3 和 8 天使用前面描述的27 使用 100 μL 注射器,在 10 μL PBS(蜱唾液)中装有 1 μL(含 9 μg/μL 蛋白质)的 100 μL 注射器中加入 1 μL(含 9 μg/μL 蛋白质) 蓖麻毒素 唾液,5 μg α-Gal 在 10 μL PBS (α-gal)27 中, 和 10 μL PBS(图 3)。
    注意:必须快速小心地处理,以避免对动物造成任何物理伤害。
    蜱唾液中的其他生物分子可以按照此协议进行评估。
  6. 将处理过的鱼放回淡水水箱中,无需麻醉即可恢复。
    注意:同一组的所有鱼都可以放在同一个水箱中回收。

5. 斑马鱼喂食

  1. 用研钵和研杵捣碎狗粮。
  2. 每天两次,上午 9:30 和下午 1:30 喂食 50-70 微克/条鱼,干鱼饲料直到第 2 天。
  3. 从处理注射后的第 2 天到第 8 天的实验结束,每天两次,上午 9:30 和下午 1:30 用捣碎的狗饲料喂食 50-70 μg/鱼。
    注意:如果要评估对不同接种过程中的处理或饲料响应的免疫标志物或α-Gal或IgE抗体的抗体滴度,则需要喂食直到实验结束。

6. 斑马鱼过敏反应、病变和行为的评估

  1. 使用放大镜或体视显微镜检查过敏反应的出血类型(皮肤发红,变色和出血)的准确性,并按照 表1 中包含的分类(图4A)指示它们在鱼上出现的位置。
    注意: 图4 中所示的过敏反应出现在注射蜱唾液和食用含有红肉的饲料后。因此,所描述的反应是与AGS相关的反应类型,因为类似的反应出现在临床环境中。
    1. 观察治疗后是否出现任何反应,并在鱼在水箱中时每天两次施用食物。
  2. 表1中包含的分类之后,通过评估游泳模式的变化27(移动性,速度,在水箱底部一动不动地站立和锯齿形游泳)来检查鱼的行为。
  3. 评估累积死亡率,报告死鱼的数量,包括死亡的时间/日期(图4B)。
    注意:在处理后或更换饲料后立即评估所有参数,并每天跟踪直到第8天的实验结束,对定性变量进行分类(表1)。作为建议,该评估应由具有斑马鱼知识的专业人员进行,以根据他们的背景和使用这种动物模型的经验来考虑行为变化。
  4. 计算每组每天报告的过敏反应、异常行为和喂养变化的斑马鱼数量,并通过单因素方差分析检验在组间进行比较。

7. 样品采集

  1. 在第8天浸入0.04%MS-222中对鱼实施安乐死。
    注意:还要收集在试验期间死于过敏反应的鱼的样本。
  2. 用别针将鱼固定在石蜡板上。
  3. 安乐死后立即从鱼的鳃血管 29 收集血清,当鳃仍然用血液冲洗时,使用装有 1 厘米、29 G 针头的 0.5 mL 注射器。将其储存在-20°C的1.5mL管中直至使用(视频3)。
  4. 用手术刀刀片将鱼切成矢状,并评估内部病变(出血性病变或肉芽肿)2730(如果出现)。
    注意:病变不一定会出现,但如果出现,则必须登记。
  5. 如前所述,将每条鱼的肠(视频4)和肾脏(视频5)收集在单独的空1.5 mL管中,如前所述31,并将它们储存在-80 C(图4C)。
  6. 使用RNA纯化试剂盒从斑马鱼肠道和肾脏样品中提取总RNA(见 材料表)。
  7. 分析斑马鱼中与免疫反应相关的基因的表达,如前所述3032 (引物序列见表 2 ),使用RT-qPCR的逆转录混合物进行定量逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)(参见 材料表),根据制造商的说明。根据 D. rerio GAPDH 标准化 mRNA cT 值,并使用方差不等的学生 t 检验比较组(用唾液处理的鱼、α-Gal 和 PBS 处理的组)。
  8. 如前所述,通过 ELISA 测定血清样品中斑马鱼中识别 α-Gal 的 IgM 抗体滴度,如前所述2730。使用酶标仪将抗体滴度记录为 O.D.450 nm 值,并使用方差不等的学生 t 检验比较组(用唾液处理的鱼、α-Gal 和 PBS 处理的组)。
    注意:IgM抗体滴度的测定和表达基因分析是可选的,并且仅在需要免疫学信息时才进行。RT-qPCR 混合物是用于使用实时 qPCR 进行基因表达分析的第一链 cDNA 合成试剂盒。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

这里介绍的方案基于先前发表的实验2730的几个方面以及在我们的实验室进行的结果,其中斑马鱼模型被建立并验证用于研究AGS和对α-Gal的免疫反应,因为人类和斑马鱼都不会合成这种分子13。该模型允许表征和评估各种过敏反应,这是宿主对蜱唾液的反应(图4)及其在AGS中的影响的结果。此外,在鱼中观察到行为的改变,例如缓慢游泳(电影6),躺在水箱底部(电影7)以及不进食,振动或曲折运动(电影8),以响应在对照鱼中未观察到的蜱唾液处理;这些发现在第2天给予狗粮后尤其重要。此时,鱼已经用α-gal和蜱唾液致敏,并开始通过饲料施用红肉。最后,在用蜱唾液处理的鱼类中观察到过敏反应的显着发生率(图4A,B和表3),只有暴露于蜱唾液的斑马鱼发生过敏反应显示出快速脱敏和耐受性。另一方面,在以前的研究中,喂食鱼食的斑马鱼没有出现任何可见的病变或反应27。用蜱唾液处理的鱼的行为变化比仅用α-Gal处理的鱼更明显(图5)。通过RT-PCR对最具代表性的免疫应答载体(IFN,TLR 2,IL1 β和AKR2)的表达进行进一步分析(表3),以研究对治疗的不同免疫应答。结果显示,与对照组相比,肾脏斑马鱼组之间存在差异,其中用唾液和α-Gal处理的鱼类中免疫反应标志物似乎下调(图6),但在肠道中的基因表达方面没有发现显着差异。以前关于斑马鱼中不同蜱唾液成分的过敏反应的研究显示了类似的结果27。此外,作为代表性结果,使用该协议用蜱唾液和α-Gal处理的斑马鱼产生了针对α-Gal的IgM抗体,其水平高于用PBS处理的鱼(图7),如以前的研究发现的那样2730

Figure 1
图1:斑马鱼试验的实验设计。 将鱼皮内注射α-Gal,蜱唾液和PBS作为阴性对照。在鱼死亡后或实验结束时收集样品。样品可用于通过qRT-PCR 27分析抗α-Gal IgM水平和所选免疫应答基因标记物的表达。在整个实验过程中记录行为变化或过敏反应。 请点击此处查看此图的大图。

Figure 2
图2:斑马鱼实验设施。 斑马鱼保持在27°C的流通水系统中,光照/黑暗循环为14小时/ 10 小时。

Figure 3
图3:斑马鱼治疗注射液。 使用装有1cm,29G针头的100μL注射器在距尾鳍5mm的距离处皮内进行斑马鱼治疗注射。将鱼麻醉并在蘸有温水的海绵上逐一处理。 请点击此处查看此图的大图。

Figure 4
图 4:注射蜱唾液并在更换饲料前第 2 天死亡的斑马鱼发生过敏型出血反应的证据。 )处理后鱼缸内有过敏反应的鱼。(B)因出血性过敏反应(过敏反应类型:变色和皮肤发红。()样品采集。红色箭头表示肠道,红色圆圈表示肾脏。 请点击此处查看此图的大图。

Figure 5
图5:在鱼类中观察到的行为模式。 异常行为模式包括缓慢游泳、在水箱底部静止不动和锯齿形游泳。蓝色箭头表示治疗时间,红色箭头表示从鱼饲料改为狗饲料的时间。通过单因素方差分析检验比较唾液处理的鱼和PBS处理的对照鱼(p = 0.05;N = 5 条鱼/组)。 请点击此处查看此图的大图。

Figure 6
图6:斑马鱼肾脏中选定免疫应答标志物的表达。实验结束时通过qRT-PCR在斑马鱼肾脏中进行基因表达分析。mRNA cT 值针对 D. rerio GAPDH 进行归一化,表示为平均 SD ±,并通过具有不等方差的学生 t 检验比较用唾液、α-Gal 处理的鱼和 PBS 处理的对照组(*p < 0.05;N = 3-7)。该图已从27年采用,并经许可转载。请点击此处查看此图的大图。

Figure 7
图 7:IgM 抗体滴度。 斑马鱼对 α-Gal 的 IgM 抗体滴度由 ELISA 测定,表示为 450 nm 处的平均 ± SD OD,并通过具有不等方差的学生 t 检验比较用唾液、α -Gal 处理的鱼和 PBS 处理的对照组(*p < 0.005;N = 3-7)。该图已从27 年采用,并经许可转载。 请点击此处查看此图的大图。

表1:评估的病变和行为模式。定性变量的分类。定性评估的参数是伤害(在鳍和鳞片上)、游泳、喂食以及鱼的死亡是由测试还是由处理引起的。作为主观考虑,每个变量分为从非常轻微到严重 请点击这里下载此表。

表2:qRT-PCR的寡核苷酸引物和退火温度。此表已从30 年采用并经许可转载。 请按此下载此表格。

表3:代表性结果。通过qRT-PCR分析斑马鱼肾脏和肠道中斑马鱼过敏和死亡的记录以及所选免疫反应标志物的表达。将mRNA cT值与D. rerio GAPDH归一化α,并通过具有不等方差的学生t检验(* p < 0.05;N = 3-7)。此表已从2730 中采用并经许可转载。请按此下载此表格。

电影1:麻醉鱼。麻醉的鱼不显示运动或游泳,但继续呼吸。 请点击这里下载此影片。

视频2:在鱼中注射治疗。将鱼麻醉放在湿海绵上,并以45°角注射到身体上,并按照指定的处理。 请点击这里下载此影片。

视频3:从鳃血管收集血清。将鱼固定在带有针的石蜡板上,并使用装有 1 cm、29 G 针头的 0.5 mL 注射器从鳃中收集血清。 请点击这里下载此影片。

电影4:从安乐死的鱼中收集肠道。用手术刀刀片将鱼切成矢状,用镊子收集肠子。 请点击这里下载此影片。

电影5:从安乐死的鱼中收集肾脏。取出鱼鳔,收集肾脏。 请点击这里下载此影片。

视频6:在处理过的斑马鱼中观察到的代表性行为方面。一条鱼游得很慢。来自同一组的所有鱼都在同一个水箱中,该视频是说明这种行为的示例,几条鱼可能在一天中的不同时间有这种行为。 请点击这里下载此影片。

视频7:在处理过的斑马鱼中观察到的代表性行为方面。一条鱼留在水箱底部。来自同一组的所有鱼都在同一个水箱中,视频是说明这种行为的一个例子,几条鱼可能在一天中的不同时间有这种行为。 请点击这里下载此影片。

电影8:在处理过的斑马鱼中观察到的代表性行为方面。一条鱼表现出振动游泳。来自同一组的所有鱼都在同一个水箱中,视频是说明这种行为的一个例子,几条鱼可能在一天中的不同时间有这种行为。 请点击这里下载此影片。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

斑马鱼是一种具有成本效益且易于处理的模型,也是研究免疫反应的分子机制,病原体疾病,新型药物测试以及疫苗接种和预防感染的非常可行的工具333435。对斑马鱼行为的研究很有用,因为以前的研究发现,一些鱼类在受到压力时在水箱底部保持不动,这会影响它们的食物消耗,吃得更少;此外,它们移动时的曲折也可能与鱼类压力和焦虑有关3637。通过评估斑马鱼中的这些参数从研究中产生的信息将提供对蜱 - 宿主分子相互作用和宿主对α-Gal免疫反应所涉及的机制的基本理解,这可能导致AGS的发展,包括对哺乳动物肉类消费的过敏。

为避免对注射分子的假阳性反应,重要的是进行与斑马鱼体平行的皮内注射,而不是很深,并评估鱼在注射时是否受损。因处理或针刺而受伤的鱼不应包括在分析中。此外,强烈建议具有斑马鱼知识的专业人员评估游泳和喂食等行为变化,以便根据他们的背景和使用此模型的经验考虑行为变化38.另一个重要的考虑因素是麻醉;足够的剂量对于收集样品的最佳状态很重要。此外,在注射治疗期间,避免了更明显的应激反应,这可以补偿与应激诊断相关的可能困难29

结果表明,斑马鱼模型还可以提高评估蜱叮咬和其他过敏反应后发生AGS的风险的可能性。此外,这些过敏的诊断,治疗和预防的目标可以应用于人类,因为这种方法和评估的参数可以更准确地表征斑马鱼的过敏反应。

这种方法可以评估其他唾液生物分子,负责过敏反应并存在于蜱唾液中。蜱唾液中的α-Gal含量先前已被量化27,但尚不清楚其他化合物可能参与AGS的发展。在用蜱唾液和α-Gal治疗的组中观察到过敏反应,但在PBS组中没有观察到过敏反应(表3),但是蜱唾液处理组的行为比α-Gal组受到的影响更大(图5)。根据这些数据,我们的假设是其他生物分子与α-Gal结合参与AGS,因此进一步的实验应该研究唾液中存在的哪些其他分子对这些发现有影响。此外,用蜱唾液和α-gal处理的斑马鱼的抗α-gal抗体滴度显着更高,与以前的研究2629一样斑马鱼显示出对蜱唾液中存在的α-gal的免疫反应(图7)。

最后,与PBS治疗组相比,用蜱唾液和αgal治疗的斑马鱼组的免疫反应标志物似乎下调(表3图6)。这些结果与其他研究中的结果一致,其中测试了其他AGS相关的生物分子27,但与先前的研究25 相反,其中α-Gal KO小鼠对蜱叮咬和红肉消费的反应显示出IgE反应和炎症Toll样受体(TLR)和IL-1信号通路的上调表达,这导致了Akr2的激活。因此,需要进一步的研究来了解这些对斑马鱼中蜱唾液和其他生物分子的反应的激活途径,这可以通过应用该方法来实现。

然后,该方法可以允许筛选单独或组合引发过敏反应的生物分子,并可能影响宿主免疫反应,从而导致过敏性疾病,如AGS和其他蜱传过敏27

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

作者没有什么可透露的。

Acknowledgments

我们要感谢SaBio集团的成员在实验设计和与鱼类实验设施的技术援助方面的合作,以及Juan Galcerán Sáez(IN-CSIC-UMH,西班牙)提供斑马鱼。这项工作得到了西班牙科学和创新部/MCIN/AEI/10.13039/501100011033和EU-FEDER(Grant BIOGAL PID2020-116761GB-I00)的支持。Marinela Contreras由西班牙创新与大学科学部资助,授予IJC2020-042710-I。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1.5 mL tube VWR 525-0990
All Prep DNA/RNA Qiagen 80284
Aquatics facilities
BCA Protein Assay Kit  Thermo Fisher Scientific 23225
Disection set VWR 631-1279
Dog Food - Red Classic Acana
ELISA plates-96 well Thermo Fisher Scientific 10547781
Gala1-3Gal-BSA 3 (α-Gal)  Dextra NGP0203
iScript Reverse Transcription Supermix Supermix 1708840
Microliter syringes Hamilton 7638-01
Plate reader any
Phosphate buffered saline Sigma P4417-50TAB
pilocarpine hydrochloride  Sigma P6503
Pipette tip P10  VWR 613-0364
Pipette tip P1000 VWR 613-0359
Premium food tropical fish DAPC
Sponge Animal Holder  Made from scrap foam
Stereomicroscope any
Thermal Cycler Real-Time PCR any
Tricaine methanesulphonate (MS-222) Sigma E10521

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. de la Fuente, J., Estrada-Pena, A., Venzal, J. M., Kocan, K. M., Sonenshine, D. E. Overview: Ticks as vectors of pathogens that cause disease in humans and animals. Frontiers in Bioscience: A Journal and Virtual Library. 13 (18), 6938-6946 (2008).
  2. de la Fuente, J., et al. Tick-pathogen interactions and vector competence: identification of molecular drivers for tick-borne diseases. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 7, 114 (2017).
  3. Villar, M., et al. Characterization of tick salivary gland and saliva alphagalactome reveals candidate alpha-gal syndrome disease biomarkers. Expert Review of Proteomics. 18 (12), 1099-1116 (2021).
  4. Chmelař, J., Kotál, J., Kovaříková, A., Kotsyfakis, M. The use of tick salivary proteins as novel therapeutics. Frontiers in Physiology. 10, 812 (2019).
  5. Chung, C. H., et al. Cetuximab-induced anaphylaxis and IgE specific for galactose-alpha-1,3-galactose. The New England Journal of Medicine. 358 (11), 1109-1117 (2008).
  6. Van Nunen, S. A., O'Connor, K. S., Clarke, L. R., Boyle, R. X., Fernando, S. L. An association between tick bite reactions and red meat allergy in humans. The Medical Journal of Australia. 190 (9), 510-511 (2009).
  7. Cabezas-Cruz, A., et al. Environmental and molecular drivers of the α-Gal syndrome. Frontiers in Immunology. 10, 1210 (2019).
  8. de la Fuente, J., Pacheco, I., Villar, M., Cabezas-Cruz, A. The alpha-Gal syndrome: new insights into the tick-host conflict and cooperation. Parasites & Vectors. 12 (1), 154 (2019).
  9. Platts-Mills, T. A. E., et al. On the cause and consequences of IgE to galactose-α-1,3-galactose: A report from the National Institute of Allergy and Infectious Diseases workshop on understanding IgE-mediated mammalian meat allergy. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 145 (4), 1061-1071 (2020).
  10. Commins, S. P., et al. Delayed anaphylaxis, angioedema, or urticaria after consumption of red meat in patients with IgE antibodies specific for galactose-alpha-1,3-galactose. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 123 (2), 426-433 (2009).
  11. Platts-Mills, T. A. E., Schuyler, A. J., Tripathi, A., Commins, S. P. Anaphylaxis to the carbohydrate side chain alpha-gal. Immunology and Allergy Clinics of North America. 35 (2), 247-260 (2015).
  12. Mateos-Hernández, L., et al. Tick-host conflict: immunoglobulin E antibodies to tick proteins in patients with anaphylaxis to tick bite. Oncotarget. 8 (13), 20630-20644 (2017).
  13. Galili, U. Evolution in primates by "Catastrophic-selection" interplay between enveloped virus epidemics, mutated genes of enzymes synthesizing carbohydrate antigens, and natural anti-carbohydrate antibodies. American Journal of Physical Anthropology. 168 (2), 352-363 (2019).
  14. Hilger, C., Fischer, J., Wölbing, F., Biedermann, T. Role and mechanism of galactose-alpha-1,3-galactose in the elicitation of delayed anaphylactic reactions to red meat. Current Allergy and Asthma Reports. 19 (1), 3 (2019).
  15. Cabezas-Cruz, A., Valdés, J., de la Fuente, J. Cancer research meets tick vectors for infectious diseases. The Lancet. Infectious Diseases. 14 (10), 916-917 (2014).
  16. Yilmaz, B., et al. Gut microbiota elicits a protective immune response against malaria transmission. Cell. 159 (6), 1277-1289 (2014).
  17. Cabezas-Cruz, A., et al. Regulation of the immune response to α-Gal and vector-borne diseases. Trends in Parasitology. 31 (10), 470-476 (2015).
  18. Weins, A. B., Eberlein, B., Biedermann, T. Diagnostics of alpha-gal syndrome: Current standards, pitfalls and perspectives. Der Hautarzt; Zeitschrift Fur Dermatologie, Venerologie, Und Verwandte Gebiete. 70 (1), 36-43 (2019).
  19. Commins, S. P., et al. The relevance of tick bites to the production of IgE antibodies to the mammalian oligosaccharide galactose-α-1,3-galactose. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 127 (5), 1286-1293 (2011).
  20. Fischer, J., Yazdi, A. S., Biedermann, T. Clinical spectrum of α-Gal syndrome: from immediate-type to delayed immediate-type reactions to mammalian innards and meat. Allergo Journal International. 25 (2), 55-62 (2016).
  21. Hodžić, A., et al. Infection with Toxocara canis inhibits the production of IgE antibodies to α-Gal in humans: towards a conceptual framework of the hygiene hypothesis. Vaccines. 8 (2), 167 (2020).
  22. Kiewiet, M. B. G., et al. Clinical and serological characterization of the α-Gal syndrome-importance of atopy for symptom severity in a European cohort. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. In Practice. 8 (6), 2027-2034 (2020).
  23. Steinke, J. W., Platts-Mills, T. A. E., Commins, S. P. The alpha-gal story: lessons learned from connecting the dots. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 135 (3), 589-596 (2015).
  24. Hashizume, H., et al. Repeated Amblyomma testudinarium tick bites are associated with increased galactose-α-1,3-galactose carbohydrate IgE antibody levels: A retrospective cohort study in a single institution. Journal of the American Academy of Dermatology. 78 (6), 1135-1141 (2018).
  25. Chandrasekhar, J. L., et al. Cutaneous exposure to clinically relevant lone star ticks promotes IgE production and hypersensitivity through CD4+ T cell- and MyD88-dependent pathways in mice. Journal of Immunology. 203 (4), 813-824 (2019).
  26. Araujo, R. N., et al. Amblyomma sculptum tick saliva: α-Gal identification, antibody response and possible association with red meat allergy in Brazil. International Journal for Parasitology. 46 (3), 213-220 (2016).
  27. Contreras, M., et al. Allergic reactions and immunity in response to tick salivary biogenic substances and red meat consumption in the zebrafish model. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 10, 78 (2020).
  28. Poole, N. M., Mamidanna, G., Smith, R. A., Coons, L. B., Cole, J. A. Prostaglandin E(2) in tick saliva regulates macrophage cell migration and cytokine profile. Parasites & Vectors. 6 (2), 261 (2013).
  29. Seibel, H., Baßmann, B., Rebl, A. Blood will tell: what hematological analyses can reveal about fish welfare. Frontiers in Veterinary Science. 8, 616955 (2021).
  30. Pacheco, I., et al. Vaccination with alpha-gal protects against mycobacterial infection in the zebrafish model of tuberculosis. Vaccines. 8 (2), 195 (2020).
  31. Gupta, T., Mullins, M. C. Dissection of organs from the adult zebrafish. Journal of Visualized Experiments. (37), e1717 (2010).
  32. Lu, M. -W., et al. The interferon response is involved in nervous necrosis virus acute and persistent infection in zebrafish infection model. Molecular Immunology. 45 (4), 1146-1152 (2008).
  33. Saralahti, A., et al. Adult zebrafish model for pneumococcal pathogenesis. Developmental and Comparative Immunology. 42 (2), 345-353 (2014).
  34. Gore, A. V., Pillay, L. M., Venero Galanternik, M., Weinstein, B. M. The zebrafish: A fintastic model for hematopoietic development and disease. Wiley Interdisciplinary Reviews. Developmental Biology. 7 (3), 312 (2018).
  35. Katoch, S., Patial, V. Zebrafish: An emerging model system to study liver diseases and related drug discovery. Journal of Applied Toxicology. 41 (1), 33-51 (2021).
  36. Kalueff, A. V., et al. Towards a comprehensive catalog of zebrafish behavior 1.0 and beyond. Zebrafish. 10 (1), 70-86 (2013).
  37. Xin, N., Jiang, Y., Liu, S., Zhou, Y., Cheng, Y. Effects of prednisolone on behavior and hypothalamic-pituitary-interrenal axis activity in zebrafish. Environmental Toxicology and Pharmacology. 75, 103325 (2020).
  38. Aleström, P., et al. Zebrafish: Housing and husbandry recommendations. Laboratory Animals. 54 (3), 213-224 (2020).

Tags

免疫学与感染,第187期,
斑马鱼动物模型,用于研究对蜱唾液生物分子的过敏反应
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Contreras, M.,More

Contreras, M., González-García, A., de la Fuente, J. Zebrafish Animal Model for the Study of Allergic Reactions in Response to Tick Saliva Biomolecules. J. Vis. Exp. (187), e64378, doi:10.3791/64378 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter