Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cấu trúc tế bào và mô hình bám dính Escherichia coli O157 ở giao điểm trực tràng - hậu môn của bò rừng và bò
Tóm tắt
Escherichia coli O157 (E. coli O157) đã được phân lập từ thịt bò rừng bán lẻ, điều này rất quan trọng khi thịt bò rừng đã được liên quan đến một vụ bùng phát E. coli O157 ở nhiều bang. Ngoài ra, E. coli O157 cũng đã được phân lập từ phân bò rừng tại lò mổ và trên các trang trại. Bò đã được ghi nhận rõ ràng là những nơi lưu giữ E. coli O157, và địa điểm chính cho sự tồn tại của E. coli O157 trong những nơi lưu giữ này là giao điểm trực tràng - hậu môn (RAJ), nằm ở phần cuối xa của ống tiêu hóa bò. Vì bò rừng và bò có nhiều điểm tương đồng về di truyền thể hiện qua dòng dõi chung, độ nhạy cảm với nhiễm trùng và bản chất của các phản ứng miễn dịch đối với các tác nhân gây nhiễm, chúng tôi quyết định đánh giá xem RAJ của những động vật này có so sánh được về cấu trúc tế bào và là nơi bám dính của E. coli O157 hay không. Cụ thể, chúng tôi đã so sánh hình thái mô của RAJ và đánh giá đặc điểm bám dính của E. coli O157 đến các tế bào biểu mô vảy giao điểm trực tràng - hậu môn (RSE) của hai loài này. Chúng tôi phát hiện rằng RAJ của cả bò rừng và bò đều thể hiện sự phân bố tương tự của các dấu hiệu tế bào biểu mô như villin, vimentin, cytokeratin, E-cadherin và N-cadherin. Thú vị thay, N-cadherin chiếm ưu thế trong biểu mô vảy phân tầng, phản ánh bản chất tăng sinh của nó. Các dòng E. coli O157 86–24 SmR và EDL 933 đã bám dính vào tế bào RSE từ cả hai loài với các mẫu bám tương tự theo kiểu khuếch tán và tập hợp. Các quan sát của chúng tôi thêm phần hỗ trợ cho thực tế rằng bò rừng có thể là 'tự nhiên hoang dã' nơi lưu giữ E. coli O157, chứa những vi khuẩn này trong ống tiêu hóa của chúng. Kết quả của chúng tôi cũng mở rộng tính hữu dụng của xét nghiệm tế bào RSE, trước đây được phát triển để làm rõ tương tác giữa E. coli O157 với RAJ của bò, cho các nghiên cứu trên bò rừng, điều này là cần thiết để xác định liệu các quan sát này trong ống nghiệm có tương quan với những gì xảy ra trong cơ thể tại RAJ bên trong ống tiêu hóa của bò rừng hay không.
Từ khóa
#Escherichia coli O157 #bò rừng #bò #giao điểm trực tràng-hậu môn #bám dính vi khuẩn #cấu trúc tế bàoTài liệu tham khảo
Hedrick PW: Conservation genetics and North American bison (Bison bison). J Hered. 2009, 100: 411-420. 10.1093/jhered/esp024.
Factsheets: American Bison. 2009, http://library.sandiegozoo.org/factsheets/bison/bison.htm.
Food Safety and Inspection Service (FSIS), Food Safety Fact Sheet: Bison from farm to Table. Washington, DC: United States Department of Agriculture 2013.
Bibi F, Vrba ES: Unraveling bovin phylogeny: accomplishments and challenges. BMC Biol. 2010, 8: 50-10.1186/1741-7007-8-50. doi:10.1186/1741-7007-8-50
Stevens MG, Olsen SC, Cheville NF: Comparative effects of bovine cytokines on cattle and bison peripheral blood mononuclear cell proliferation. Comp Immun Microbiol Infect Dis. 1997, 20: 155-162. 10.1016/S0147-9571(96)00037-9.
Swain SD, Nelson LK, Hanson AJ, Siemsen DW, Quinn MT: Host defense function in neutrophils from the American bison (Bison bison). Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. 2000, 127: 237-247. 10.1016/S1095-6433(00)00264-6.
Mackintosh C, Haigh JC, Griffin F: Bacterial diseases of farmed deer and bison. Rev Sci Tech. 2002, 21: 249-263.
Miller RS, Sweeney SJ: Mycobacterium bovis (bovine tuberculosis) infection in North American wildlife: current status and opportunities for mitigation of risks of further infection in wildlife populations. Epidemiol Infect. 2013, 141: 1357-1370. 10.1017/S0950268813000976.
Pruvot M, Forde TL, Steele J, Kutz SJ, deBuck JD, van der Meer F, Orsel K: The modification and evaluation of an ELISA test for the surveillance of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis infection in wild ruminants. BMC Vet Res. 2013, 9: 5-10.1186/1746-6148-9-5. doi: 10.1186/1746-6148-9-5
Olsen SC: Brucellosis in the United States: role and significance of wildlife reservoirs. Vaccine. 2010, 28S: F73-F76.
Jay-Russell MT, Langholz JA: Potential role of wildlife in pathogenic contamination of fresh produce. Humn-Wild Interact. 2013, 7: 140-157.
Woodbury MR, Chirino-Trejo M: A survey of the fecal bacteria of bison (Bison bison) for potential pathogens and antimicrobial susceptibility of bison-origin E. coli. Can Vet J. 2011, 52: 414-418.
Sánchez S, Martínez R, Rey J, García A, Blanco J, Blanco M, Blanco JE, Mora A, Herrera-León S, Echeita A, Alonso JM: Pheno-genotypic characterisation of Escherichia coli O157:H7 isolates from domestic and wild ruminants. Vet Microbiol. 2010, 142: 445-449. 10.1016/j.vetmic.2009.10.009.
Ferens WA, Hovde CJ: Escherichia coli O157:H7: Animal Reservoir and Sources of Human Infection. Food Path Dis. 2011, 8: 465-486. 10.1089/fpd.2010.0673.
Osterholm MT: Foodborne disease in 2011 – The rest of the story. NEJM. 2011, 364: 889-891. 10.1056/NEJMp1010907.
Scallan E, Hoekstra RM, Angulo FJ, Tauxe RV, Widdowson M, Roy SL, Jones JL, Griffin PM: Foodborne illness acquired in the United States - Major pathogens. Emerg Infect Dis. 2011, 17: 7-15.
Vital signs: Incidence and trends of infection with pathogens transmitted commonly through food --- Foodborne diseases active surveillance network, 10 U.S. Sites, 1996--2010. MMWR. 2011, 60: 749-755.
Griffin PM, Ostroff SM, Tauxe RV, Greene KD, Wells JG, Lewis JH, Blake PA: Illnesses associated with Escherichia coli 0157:H7 infections. A broad clinical spectrum. Ann Intern Med. 1998, 109: 705-712.
Kaper JB, O’Brien AD: Escherichia coli O157:H7 and other Shiga Toxin-Producing E. coli strains. Washington, D.C: ASM Press 1998.
Gyles CL: Shiga toxin-producing Escherichia coli: an overview. J Anim Sci. 2007, 85: E45-E62. 10.2527/jas.2006-508.
Buzby JC, Roberts T: The economics of enteric infections: human foodborne disease costs. Gastroenterol. 2009, 136: 1851-1862. 10.1053/j.gastro.2009.01.074.
Batz MB, Hoffmann S, Morris JG: Ranking the disease burden of 14 pathogens in food sources in the United States using attribution data from outbreak investigations and expert elicitation. J Food Protect. 2012, 75: 1278-1291. 10.4315/0362-028X.JFP-11-418.
Hoffman S, Batz MB, Morris JG: Annual cost of illness and quality-adjusted life year losses in the United States due to 14 foodborne pathogens. J Food Protect. 2012, 75: 1292-1302. 10.4315/0362-028X.JFP-11-417.
Council of State and Territorial Epidemiologists (CSTE) Report: 13-ID-01: Update to Public Health Reporting for Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC). 2013, Atlanta, Georgia: CSTE
Li Q, Sherwood JS, Logue CM: The prevalence of Listeria, Salmonella, Escherichia coli and E. coli O157:H7 on bison carcasses during processing. Food Microbiol. 2004, 21: 791-799. 10.1016/j.fm.2003.12.006.
Magwedere K, Dang HA, Mills EW, Cutter CN, Roberts EL, DebRoy C: Incidence of Shiga toxin-producing Escherichia coli strains in beef, pork, chicken, deer, boar, bison, and rabbit retail meat. J Vet Diagn Invest. 2013, 25: 254-258. 10.1177/1040638713477407.
Food Safety and Inspection Service (FSIS), Food Safety Fact Recall Release: FSIS-RC-043-2010: Colorado firm recalls bison products due to possible E. coli O157:H7 contamination. 2010, Washington, DC: United States Department of Agriculture
Reinstein S, Fox JT, Shi X, Alam MJ, Nagaraja TG: Prevalence of Escherichia coli O157:H7 in the American bison (Bison bison). J Food Protect. 2007, 70: 2555-2560.
Li Q, Sherwood JS, Logue CM: The growth and survival of Escherichia coli O157:H7 on minced bison and pieces of bison meat stored at 5°C and 10°C. Food Microbiol. 2005, 23: 415-421.
Quantrell RJO, Naylor SW, Roe AJ, Spears K, Gally DL: EHEC O157:H7-getting to the bottom of the burger bug. Microbiol Today. 2004, 31: 126-128.
Sheng H, Lim JY, Knecht HJ, Li J, Hovde CJ: Role of Escherichia coli O157:H7 virulence factors in colonization at the bovine terminal rectal mucosa. Infect Immun. 2006, 74: 4685-4693. 10.1128/IAI.00406-06.
Dean-Nystrom EA, Stoffregen WC, Bosworth BT, Moon HW, Pohlenz JF: Early attachment sites for Shiga-toxigenic Escherichia coli O157:H7 in experimentally inoculated weaned calves. Appl Environ Microbiol. 2008, 74: 6378-6384. 10.1128/AEM.00636-08.
Kudva IT, Dean-Nystrom E: Bovine recto-anal junction squamous epithelial (RSE) cell adhesion assay for studying Escherichia coli O157 adherence. J App Microbiol. 2011, 111: 1283-1294. 10.1111/j.1365-2672.2011.05139.x.
Kudva IT, Griffin RW, Krastins B, Sarracino DA, Calderwood SB, John M: Proteins other than the locus of enterocyte effacement-encoded proteins contribute to Escherichia coli O157:H7 adherence to bovine rectoanal junction stratified squamous epithelial cells. BMC Microbiol. 2012, 12: 103-10.1186/1471-2180-12-103.
Fischer AH, Jacobson KA, Rose J, Zeller R: Cryosectioning tissues. Cold Spring Harb Protoc. 2008, 3 (8): doi: 10.1101/pdb.prot4991
Shi SR, Key ME, Kalra KL: Antigen retrieval in formalin-fixed, paraffin-embedded tissues: an enhancement method for immunohistochemical staining based on microwave oven heating of tissue Sections. J Histochem Cytochem. 1991, 39: 741-10.1177/39.6.1709656.
McDowell EM: Fixation and processing. Diagnostic Electron Microscopy. Edited by: Jones RT, Trump BF. 1978, Somerset, NJ: John Wiley and Sons, 130-1
Knutton S: Electron microscopical methods in adhesion. Adhesion of microbial pathogens. Edited by: Doyle RJ, Ofek I. 1995, San Diego, CA: Academic Press, 145-158.
Hayat MA, Miller SE: Negative staining. New York: McGraw-Hill Publishing Co 1990.
Skepper JN, Powell JM: Microscopy (TEM)- immunogold staining of epoxy resin sections for transmission electron. Cold Spring Harb Protoc. 2008, 3 (6): doi: 10.1101/pdb.prot5015
Dawes CJ: Biological techniques in electron microscopy. New York: Barnes and Noble 1971.
Pease DC: Histology techniques for electron microscopy. New York: Academic Press 1964.
Mahajan A, Naylor S, Mills AD, Low JC, Mackellar A, Hoey DEE, Currie CG, Gally DL, Huntley J, Smith DGE: Phenotypic and functional characterization of follicle-associated epithelium of rectal lymphoid tissue. Cell Tissue Res. 2005, 321: 365-374. 10.1007/s00441-005-1080-1.
Kanaya T, Aso H, Miyazawa K, Kido T, Minashima T, Watanabe K, Ohwada S, Kitazawa H, Rose MT, Yamaguchi T: Staining patterns for actin and villin distinguish M cells in bovine follicle-associated epithelium. Res Vet Sci. 2007, 82: 141-149. 10.1016/j.rvsc.2006.05.009.
Bretscher A, Weber K: Villin is a major protein of the microvillus cytoskeleton, which binds both G- and F-actinin a calcium-dependent manner. Cell. 1980, 20: 839-847. 10.1016/0092-8674(80)90330-X.
Rusu D, Loret S, Peulen O, Mainil J, Dandrifosse G: Immunochemical, biomolecular and biochemical characterization of bovine epithelia intestinal primocultures. BMC Cell Biol. 2005, 6: 42-10.1186/1471-2121-6-42. doi: 10.1186/1471-2121-6-42
Moll R, Franke WW, Schiller DL: The catalog of human cytokeratins: Patterns of expression in normal epithelia, tumors and cultured cells. Cell. 1982, 31: 11-24. 10.1016/0092-8674(82)90400-7.
Heid HW, Moll I, Franke WW: Patterns of expression of trichocytic and epithelial cytokeratins in mammalian tissues II. Concomitant and mutually exclusive synthesis of trichocytic and epithelial cytokeratins in diverse human and bovine tissues (hair follicle, nail bed and matrix, lingual papilla, thymic reticulum). Differentiation. 1988, 37: 215-230. 10.1111/j.1432-0436.1988.tb00724.x.
Angst BD, Marcozzi C, Magee AI: The cadherin superfamily: diversity in form and function. Cell Sci. 2001, 114: 629-641.
Liaw CW, Cannon C, Power MD, Kiboneka PK, Rubin LL: Identification and cloning of two species of cadherins in bovine endothelial cells. EMBO J. 1990, 9: 2701-2708.
Lewis JE, Wahl JK, Sass KM, Jensen PJ, Johnson KR, Wheelock MJ: Cross-talk between adherens junctions and desmosomes depends on plakoglobin. J Cell Biol. 1997, 136: 919-934. 10.1083/jcb.136.4.919.
Kantak SS, Kramer RH: E-cadherin regulates anchorage-independent growth and survival in oral squamous cell carcinoma cells. J Biol Chem. 1998, 273: 16953-16961. 10.1074/jbc.273.27.16953.
Aho AD, McNulty AM, Coussens PM: Enhanced expression of interleukin-1a and tumor necrosis factor receptor-associated protein 1 in ileal tissues of cattle infected with Mycobacterium avium subsp. Paratuberculosis. Infect Immun. 2003, 71: 6479-6486. 10.1128/IAI.71.11.6479-6486.2003.
Tsuchiya B, Sato Y, Kameya T, Okayasu I, Mukai K: Differential expression of N-cadherin and E-cadherin in normal human tissues. Arch Histol Cytol. 2006, 69: 135-145. 10.1679/aohc.69.135.