Sự thay đổi biểu hiện của mucin acid, sialytransferase và sulfotransferase trong biểu mô ruột của chuột bị nhiễm giun Nippostrongylus brasiliensis

Parasitology Research - Tập 103 - Trang 1427-1434 - 2008
Koichi Soga1,2, Junko Yamauchi1, Yuichi Kawai2, Minoru Yamada2, Ryuichi Uchikawa2, Tatsuya Tegoshi2, Shoji Mitsufuji1, Toshikazu Yoshikawa1, Naoki Arizono2
1Molecular Gastroenterology and Hepatology, Kyoto Prefectural University of Medicine, Kawaramachi-Hirokoji, Japan
2Department of Medical Zoology, Kyoto Prefectural University of Medicine, Kyoto, Japan

Tóm tắt

Mucin acid như sialomucin và sulfomucin do các tế bào biểu mô ruột sản xuất đã được liên kết với việc bảo vệ niêm mạc khỏi các tác nhân gây bệnh. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phân tích sự thay đổi của mucin acid trong đoạn ruột non ở chuột euthymic và athymic bị nhiễm giun Nippostrongylus brasiliensis bằng phương pháp nhuộm alcian blue và phương pháp chì sắt cao. Số lượng tế bào hình chóp dương tính với sialomucin tăng mạnh sau 7 và 10 ngày sau nhiễm, và giảm dần sau đó ở chuột euthymic, trong khi chuột athymic không cho thấy hiện tượng tăng sinh tế bào hình chóp dương tính với sialomucin ít nhất cho đến 28 ngày sau nhiễm, cho thấy khả năng sản xuất sialomucin có thể được điều chỉnh bởi các tế bào T có nguồn gốc từ tuyến ức. Ngược lại, số lượng tế bào hình chóp dương tính với sulfomucin đã tăng đáng kể sau 28 ngày nhiễm ở cả chuột euthymic và athymic, mặc dù số lượng tế bào hình chóp dương tính với sulfomucin ở chuột athymic không nhiễm trùng nhỏ đáng kể hơn so với chuột euthymic. Các nghiên cứu phản ứng chuỗi polymerase theo thời gian thực về mức độ phiên mã gen của các sulfotransferase O-glycan Gal3ST1, Gal3ST2, Gal3ST3 và Gal3ST4 trong biểu mô ruột non đã tăng dần cho đến ngày 28 sau nhiễm ở cả chuột euthymic và athymic. Những kết quả này cho thấy rằng sản xuất sulfomucin và biểu hiện của Gal3STs có thể được kích thích bởi sự nhiễm giun mà không cần sự kích hoạt của các tế bào T có nguồn gốc từ tuyến ức.

Từ khóa

#mucin acid #sialomucin #sulfomucin #nhiễm giun #chuột euthymic #chuột athymic #biểu mô ruột non #tế bào hình chóp #sulfotransferase

Tài liệu tham khảo

Betts CJ, Else KJ (1999) Mast cells, eosinophils and antibody-mediated cellular cytotoxicity are not critical in resistance to Trichuris muris. Parasite Immunol 21:45–52 Brockhausen I (2003) Sulphotransferases acting on mucin-type oligosaccharides. Biochem Soc Trans 31:318–325 Cooper PJ, Chico ME, Sandoval C, Espinel I, Guevara A, Kennedy MW, Urban JF Jr, Griffin GE, Nutman TB (2000) Human infection with Ascaris lumbricoides is associated with a polarized cytokine response. J Infect Dis 182:1207–1213 Finkelman FD, Shea-Donohue T, Morris SC, Gildea L, Strait R, Madden KB, Schopf L, Urban JF Jr (2004) Interleukin-4- and interleukin-13-mediated host protection against intestinal nematode parasites. Immunol Rev 201:139–155 Ha TY, Reed ND, Crowle PK (1983) Delayed expulsion of adult Trichinella spiralis by mast cell-deficient W/Wv mice. Infect Immun 41:445–447 Haley AJ, Parker JC (1961) Effect of population density on adult worm survival in primary Nippostrongylus brasiliensis infections in the rat. Proc Helminthol Soc Wash 28:176–180 Hounsell EF, Davies MJ, Renouf DV (1996) O-Linked protein glycosylation structure and function. Glycoconj J 13:19–26 Horsnell WG, Cutler AJ, Hoving JC, Mearns H, Myburgh E, Arendse B, Finkelman FD, Owens GK, Erle D, Brombacher F (2007) Delayed goblet cell hyperplasia, acetylcholine receptor expression, and worm expulsion in SMC-specific IL-4Ralpha-deficient mice. PLoS Pathog 3:e1 Ishikawa N, Horii Y, Nawa Y (1993) Immune-mediated alteration of the terminal sugars of goblet cell mucins in the small intestine of Nippostrongylus brasiliensis-infected rats. Immunology 78:303–307 Ishikawa N, Horii Y, Oinuma T, Suganuma T, Nawa Y (1994) Goblet cell mucins as the selective barrier for the intestinal helminths: T-cell-independent alteration of goblet cell mucins by immunologically ‘damaged’ Nippostrongylus brasiliensis worms and its significance on the challenge infection with homologous and heterologous parasites. Immunology 81:480–486 Jarrett EE, Jarrett WF, Urquhart GM (1968) Quantitative studies on the kinetics of establishment and expulsion of intestinal nematode populations in susceptible and immune hosts. Nippostrongylus brasiliensis in the rat. Parasitology 58:625–639 Karlsson NG, Olson FJ, Jovall PA, Andersch Y, Enerback L, Hansson GC (2000) Identification of transient glycosylation alterations of sialylated mucin oligosaccharides during infection by the rat intestinal parasite Nippostrongylus brasiliensis. Biochem J 350:805–814 Kawai Y, Yamauchi J, Soga K, Yamada M, Uchikawa R, Tegoshi T, Arizono N (2007) T cell-dependent and -independent expression of intestinal epithelial cell-related molecules in rats infected with the nematode Nippostrongylus brasiliensis. APMIS 115:210–217 Khan WI, Collins SM (2004) Immune-mediated alteration in gut physiology and its role in host defence in nematode infection. Parasite Immunol 26:319–326 Khan WI, Motomura Y, Blennerhassett PA, Kanbayashi H, Varghese AK, El-Sharkawy RT, Gauldie J, Collins SM (2005) Disruption of CD40-CD40 ligand pathway inhibits the development of intestinal muscle hypercontractility and protective immunity in nematode infection. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 288:G15–22 Knight PA, Pemberton AD, Robertson KA, Roy DJ, Wright SH, Miller HR (2004) Expression profiling reveals novel innate and inflammatory responses in the jejunal epithelial compartment during infection with Trichinella spiralis. Infect Immun 72:6076–6086 Koninkx JF, Mirck MH, Hendriks HG, Mouwen JM, van Dijk JE (1988) Nippostrongylus brasiliensis: histochemical changes in the composition of mucins in goblet cells during infection in rats. Exp Parasitol 65:84–90 Lawrence CE (2003) Is there a common mechanism of gastrointestinal nematode expulsion? Parasite Immunol 25:271–281 McKenzie GJ, Bancroft A, Grencis RK, McKenzie AN (1998) A distinct role for interleukin-13 in Th2-cell-mediated immune responses. Curr Biol 8:339–342 Miller HR, Nawa Y (1979) Nippostrongylus brasiliensis: intestinal goblet-cell response in adoptively immunized rats. Exp Parasitol 47:81–90 Mowry RW (1963) The special value of methods that color both acidic and vicinal hydroxyl groups in the histochemical study of mucins. With revised directions for the colloidal iron stain, the use of alcian blue G8X and their combinations with the periodic acid-Schiff reaction. Ann NY Acad Sci 106:402–423 Nawa Y, Kiyota M, Korenaga M, Kotani M (1985) Defective protective capacity of W/Wv mice against Strongyloides ratti infection and its reconstitution with bone marrow cells. Parasite Immunol 7:429–438 Nawa Y, Ishikawa N, Tsuchiya K, Horii Y, Abe T, Khan AI, Bing-Shi, Itoh H, Ide H, Uchiyama F (1994) Selective effector mechanisms for the expulsion of intestinal helminths. Parasite Immunol 16:333–338 Nishida M, Uchikawa R, Tegoshi T, Yamada M, Matsuda S, Sasabe M, Arizono N (1998) Lack of active lung anaphylaxis in congenitally mast cell-deficient Ws/Ws rats sensitized with the nematode Nippostrongylus brasiliensis. APMIS 106:709–716 Olson FJ, Johansson ME, Klinga-Levan K, Bouhours D, Enerback L, Hansson GC, Karlsson NG (2002) Blood group A glycosyltransferase occurring as alleles with high sequence difference is transiently induced during a Nippostrongylus brasiliensis parasite infection. J Biol Chem 277:15044–15052 Perkins C, Wills-Karp M, Finkelman FD (2006) IL-4 induces IL-13-independent allergic airway inflammation. J Allergy Clin Immunol 118:410–419 Pritchard DI, Quinnell RJ, Walsh EA (1995) Immunity in humans to Necator americanus: IgE, parasite weight and fecundity. Parasite Immunol 17:71–75 Probert CS, Warren BF, Perry T, Mackay EH, Mayberry JF, Corfield AP (1995) South Asian and European colitics show characteristic differences in colonic mucus glycoprotein type and turnover. Gut 36:696–702 Radhakrishnan P, Halagowder D, Devaraj SN (2007) Altered expression of MUC2 and MUC5AC in response to Shigella infection, an in vivo study. Biochim Biophys Acta 177:884–889 Spicer SS (1965) Diamine methods for differentiating mucosubstances histochemically. J Histochem Cytochem 13:211–234 Theodoropoulos G, Hicks SJ, Corfield AP, Miller BG, Kapel CM, Trivizaki M, Balaskas C, Petrakos G, Carrington SD (2005) Trichinella spiralis: enteric mucin-related response to experimental infection in conventional and SPF pigs. Exp Parasitol 109:63–71 Uchida Y, Tsukada Y, Sugimori T (1979) Enzymatic properties of neuraminidases from Arthrobacter ureafaciens. J Biochem 86:1573–1585