β-Defensin ruột: Tách chiết phân tử và đặc trưng của một gen có biểu hiện tế bào biểu mô ruột có thể cảm ứng liên quan đến sự nhiễm trùng của Cryptosporidium parvum

Infection and Immunity - Tập 66 Số 3 - Trang 1045-1056 - 1998
Alan P. Tarver1, Douglas P. Clark2, Gill Diamond1, John P. Russell1, Hediye Erdjument‐Bromage3, Paul Tempst3, Kenneth S. Cohen1, Douglas E. Jones2, R. W. Sweeney2, Mary E. Wines1, Shirley S. Hwang1, Charles Bevins4
1Division of Human Genetics and Molecular Biology, The Children’s Hospital of Philadelphia, and
2Departments of Pediatrics1 and Pathology,2 University of Pennsylvania School of Medicine, Philadelphia, Pennsylvania 19104;
3Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, New York, New York 100213; and
4Department of Immunology, Gastroenterology and Colorectal Surgery, The Cleveland Clinic Foundation, Cleveland, Ohio 441954

Tóm tắt

Một cơ sở chứng cứ ngày càng tăng cho thấy kháng sinh nội sinh góp phần vào phòng thủ bẩm sinh của các bề mặt màng nhầy ở động vật có vú. Tại gia súc, β-defensin tạo thành một gia đình lớn các peptide kháng sinh, mà các thành viên của nó đã được tách chiết từ màng nhầy hô hấp và miệng, cũng như từ các tế bào thực bào trong tuần hoàn. Một dòng clone gen bò mới với trình tự liên quan đến các α-defensin đã được tách chiết và đặc trưng hóa. cDNA tương ứng đã được tách chiết từ một thư viện ruột non; khung đọc mở của nó dự đoán một trình tự suy diễn của một β-defensin mới, mà chúng tôi gọi là β-defensin ruột (EBD). Phân tích Northern blot của nhiều mô bò cho thấy rằng mRNA EBD được biểu hiện cao trong ruột non xa và đại tràng, những vị trí giải phẫu khác biệt so với những β-defensin đã được đặc trưng trước đó. mRNA EBD cũng đã được định vị thêm bằng phương pháp lai cảm ứng tại chỗ (in situ hybridization) đến các tế bào biểu mô của đại tràng và các crypts của ruột non. Sự nhiễm trùng của hai con bê với ký sinh trùng ruột Cryptosporidium parvum đã kích thích sự tăng 5- và 10 lần số lượng mRNA EBD trong các mô ruột so với mức kiểm soát. Một chiến lược PCR gắn kết đã được sử dụng để xác định các mRNA β-defensin khác được biểu hiện trong ruột. Ngoài EBD, một số cDNA có số lượng thấp tương ứng với các mRNA β-defensin khác đã được clone. Hầu hết những clone này mã hóa cho các β-defensin đã được đặc trưng trước đó hoặc các isoform liên quan gần, nhưng hai clone mã hóa cho một prepro-β-defensin chưa được đặc trưng trước đó. Bằng chứng từ Northern blot hỗ trợ rằng tất cả các gen β-defensin khác này được biểu hiện với mức độ thấp hơn so với gen EBD trong mô ruột. Hơn nữa, một số các mRNA β-defensin này cũng rất phong phú trong tủy xương, cho thấy rằng trong mô ruột, sự biểu hiện của chúng có thể đến từ các tế bào nguồn gốc huyết học. Các chiết xuất từ màng nhầy ruột non lấy từ bò khỏe mạnh có nhiều phân đoạn sắc ký hoạt động, như được xác định bởi xét nghiệm kháng khuẩn, và một peptide đã được tinh chế một phần. Peptide này tương ứng với một trong số các cDNA có số lượng thấp. Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng về sự biểu hiện của β-defensin trong mô ruột và rằng mRNA mã hóa một β-defensin chính của mô ruột, EBD, được biểu hiện có thể cảm ứng trong các tế bào biểu mô ruột. Những phát hiện này hỗ trợ giả thuyết rằng β-defensin có thể góp phần vào sự phòng thủ của vật chủ đối với màng nhầy ruột.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1111/j.1432-1033.1993.tb18182.x

10.1111/j.1432-1033.1991.tb16442.x

10.1016/S0889-8553(21)00035-2

10.1016/0014-5793(95)00687-5

Bevins C. L. Antimicrobial peptides as agents of mucosal immunity. Ciba Found. Symp. 186 1994 250 269

Bevins C. L. Diamond G. Molecular biological strategies in the analysis of antibiotic peptide gene families: the use of oligonucleotides as hybridization probes. Methods Mol. Biol. 78 1997 151 166

10.1101/gr.2.2.144

10.1021/bi00591a005

Cohen K. and C. L. Bevins. Unpublished observations.

Cohen M. S. Weber R. D. Mårdh P.-A. Genitourinary mucosal defenses Sexually transmitted diseases 2nd ed. Holmes K. K. Mårdh P.-A. Sparling P. F. Wiesner P. J. 1990 117 127 McGraw-Hill Inc. New York N.Y

10.1128/CMR.4.3.325

10.1016/S0300-5089(21)00670-2

Diamond G. and C. L. Bevins. 1994. Endotoxin up-regulates expression of an antimicrobial peptide gene in mammalian airway epithelial cells. Chest 105 (Suppl.) : 51–52S.

10.1073/pnas.90.10.4596

10.1073/pnas.93.10.5156

10.1073/pnas.88.9.3952

10.1093/nar/19.14.4008

10.1128/iai.60.9.3556-3565.1992

10.1016/0021-9673(94)00089-1

10.1002/pro.5560031227

10.1002/jlb.56.5.661

Farthing M. 1993. Diarrhoeal disease: current concepts and future challenges. Pathogenesis of giardiasis. Trans. Royal Soc. Trop. Med. Hyg. 87 (Suppl. 3) : 17–21.

10.1126/science.272.5258.50

Fiocchi C. Cytokines and intestinal inflammation. Transplant Proc. 28 1996 2442 2443

10.1073/pnas.85.23.8998

10.1007/BF00356177

Gilman M. In situ hybridization sections 14.1–8 and 14.3–14. Current protocols in molecular biology. Ausubel R. M. Brent R. Kinston R. E. Moore D. L. Seidman J. G. Smith J. Struhl K. 1987 John Wiley and Sons New York N.Y

10.1038/43088

10.1016/0014-5793(94)80517-2

10.1016/S0014-5793(97)00875-2

10.1016/S0031-3955(16)36396-9

Johnson L. McCormack S. Regulation of gastrointestinal mucosal growth Physiology of the gastrointestinal tract 3rd ed. Johnson L. 1994 611 641 Raven Press New York N.Y

10.1016/0014-5793(93)81160-2

10.1016/S0021-9258(18)50079-X

Jubb K. V. F. Kennedy P. C. Palmer N. Pathology of domestic animals 4th ed. 2 1993 Academic Press San Diego Calif

10.1164/ajrccm/144.3_pt_2.S52

10.1073/pnas.86.23.9159

10.1016/0022-1759(91)90021-7

Liu L. Zhao C. Heng H. H. Q. Ganz T. The human β-defensin-1 and α-defensins are encoded by adjacent genes: two peptide families with differing disulphide topology share a common ancestry. FEBS Lett. 43 1997 316 320

10.1002/j.1460-2075.1990.tb08131.x

10.1074/jbc.271.8.4038

10.1016/0005-2760(93)90061-D

10.1016/S0021-9258(18)55069-9

Newhouse M. T. Bienenstock J. Respiratory tract defense mechanisms Textbook of pulmonary disease. Baum G. L. Wolinsky E. 1989 21 47 Little Brown & Co. Boston Mass

10.1083/jcb.108.5.1687

10.1016/0014-5793(92)80606-H

10.1016/0166-0934(89)90124-9

10.1093/clind/15.6.903

10.1159/000310878

10.1128/iai.65.6.2389-2395.1997

10.1128/iai.65.6.2396-2401.1997

10.1177/42.6.8189032

Russell J. P. and C. L. Bevins. Unpublished observations.

10.1128/iai.64.5.1565-1568.1996

10.1128/IAI.66.2.878-881.1998

10.1093/oxfordjournals.jbchem.a124818

Sambrook J. Fritsch E. F. Maniatis T. Molecular cloning: a laboratory manual 2nd ed. 1989 Cold Spring Harbor Laboratory Press Plainview N.Y

10.1126/science.7886453

10.1083/jcb.118.4.929

10.1016/S0021-9258(18)53298-1

Sherman P. M. Forstner J. F. Forstner G. G. Mucosal barrier and its defense during the perinatal period Human gastrointestinal development. Lebenthal E. 1989 697 698 Raven Press New York N.Y

10.1073/pnas.94.16.8686

10.1006/meth.1994.1027

Travis W. Schmidt K. MacLowry J. Masur H. Condron K. Fojo A. Respiratory cryptosporidiosis in a patient with malignant lymphoma. Report of a case and review of the literature. Arch. Pathol. Lab. Med. 114 1990 519 522

10.1083/jcb.18.3.599

10.1128/mr.47.1.84-96.1983

Yount N. Y. J. Yuan A. P. Tarver G. Diamond J. N. Levy P. A. McGuire C. McCullogh J. S. Cullor C. L. Bevins and M. E. Selsted. Molecular cloning and expression of bovine neutrophil β-defensin 4. Characterization of cDNA and genomic sequences pattern of tissue expression andlocalization of the fully-processed peptide to neutrophil dense granules. Submitted for publication.

10.1016/0952-7915(92)90115-U

Thông tin
Thông tin xuất bản

Infection and Immunity

Tập 66 Số 3

1045-1056

Thông tin tác giả