Tăng Số Lượng Tế Bào Tuft Sau Nhiễm Khuẩn Sán Ở Cừu và Xác Định Các Phản Ứng Bảo Tồn Và Khác Biệt Trong Tiến Hóa
Tóm tắt
Các nhiễm trùng ký sinh trùng giun sán ở người và gia súc là một vấn đề sức khỏe toàn cầu và kinh tế. Kháng thuốc của các loại giun sán đối với liệu pháp điều trị hiện tại đang gia tăng và cần có các phương pháp kiểm soát thay thế, bao gồm cả vaccin. Thiết kế vaccin hiệu quả yêu cầu có kiến thức về các cơ chế miễn dịch của vật chủ và cách chúng được kích thích. Các mô hình chuột nhiễm giun sán cho thấy rằng các tế bào tuft, một loại tế bào biểu mô không bình thường, có thể ‘nhận biết’ nhiễm trùng trong ruột non và kích hoạt một phản ứng miễn dịch loại 2. Hiện tại, không có thông tin gì về các tế bào tuft trong miễn dịch ở các loài vật chủ khác và trong các thành phần khác của ống tiêu hóa (GI). Ở đây, chúng tôi giải quyết khoảng trống này và sử dụng hóa mô miễn dịch và giải trình tự RNA tế bào đơn để chi tiết sự hiện diện và hồ sơ biểu hiện gen của các tế bào tuft ở cừu sau khi nhiễm giun tròn. Chúng tôi xác định và đặc trưng hóa các tế bào tuft trong dạ dày ống (dạ dày thật của động vật nhai) của cừu và cho thấy rằng số lượng của chúng tăng đáng kể sau khi nhiễm các loại giun tròn có tầm quan trọng toàn cầu
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Harris, 2017, Recent Advances in Type-2-Cell-Mediated Immunity: Insights From Helminth Infection, Immunity, 47, 10.1016/j.immuni.2017.11.015
Britton, 2020, The Potential for Vaccines Against Scour Worms of Small Ruminants, Int J Parasitol, 50, 10.1016/j.ijpara.2020.04.003
Hein, 2010, Immune Mechanisms of Resistance to Gastrointestinal Nematode Infections in Sheep, Parasite Immunol, 32, 10.1111/j.1365-3024.2010.01213.x
Gerbe, 2016, Intestinal Epithelial Tuft Cells Initiate Type 2 Mucosal Immunity to Helminth Parasites, Nature, 529, 10.1038/nature16527
Howitt, 2016, Tuft Cells, Taste- Chemosensory Cells, Orchestrate Parasite Type 2 Immunity in the Gut, Science, 351, 10.1126/science.aaf1648
von Moltke, 2016, Tuft-Cell-Derived IL-25 Regulates an Intestinal ILC2-Epithelial Response Circuit, Nature, 529, 10.1038/nature16161
Fallon, 2006, Identification of an Interleukin (IL)-25-Dependent Cell Population That Provides IL-4, IL-5, and IL-13 at the Onset of Helminth Expulsion, J Exp Med, 203, 10.1084/jem.20051615
Shea-Donohue, 2001, The Role of IL-4 in Heligmosomoides Polygyrus-Induced Alterations in Murine Intestinal Epithelial Cell Function, J Immunol, 167, 10.4049/jimmunol.167.4.2234
Billipp, 2021, Tuning Tuft Cells: New Ligands and Effector Functions Reveal Tissue-Specific Function, Curr Opin Immunol, 68, 98, 10.1016/j.coi.2020.09.006
O’Leary, 2019, Tuft Cells - Systemically Dispersed Sensory Epithelia Integrating Immune and Neural Circuitry, Annu Rev Immunol, 37, 47, 10.1146/annurev-immunol-042718-041505
Ting, 2019, The Immune Function of Tuft Cells at Gut Mucosal Surfaces and Beyond, J Immunol, 202, 10.4049/jimmunol.1801069
Jarvi, 1956, On the Cellular Structures of the Epithelial Invasions in the Glandular Stomach of Mice Caused by Intramural Application of 20-Methylcholantren, Acta Pathol Microbiol Scand Suppl, 39, 10.1111/j.1600-0463.1956.tb06739.x
Hoover, 2017, The Intestinal Tuft Cell Nanostructure in 3D, Sci Rep, 7, 1652, 10.1038/s41598-017-01520-x
Bezencon, 2008, Murine Intestinal Cells Expressing Trpm5 are Mostly Brush Cells and Express Markers of Neuronal and Inflammatory Cells, J Comp Neurol, 509, 10.1002/cne.21768
Gerbe, 2012, The Intestinal Epithelium Tuft Cells: Specification and Function, Cell Mol Life Sci, 69, 10.1007/s00018-012-0984-7
Saqui-Salces, 2011, Gastric Tuft Cells Express DCLK1 and are Expanded in Hyperplasia, Histochem Cell Biol, 136, 191, 10.1007/s00418-011-0831-1
Weyrauch, 1979, [Ultrastructure of the Tuft Cell in Some Epithelia of the Domestic Ruminants (Author’s Transl)], Anat Anz, 146
Roeber, 2013, Impact of Gastrointestinal Parasitic Nematodes of Sheep, and the Role of Advanced Molecular Tools for Exploring Epidemiology and Drug Resistance – an Australian Perspective, Parasitol Vectors, 6, 153, 10.1186/1756-3305-6-153
Kaplan, 2014, An Inconvenient Truth: Global Worming and Anthelmintic Resistance, Vet Parasitol, 186, 10.1016/j.vetpar.2011.11.048
Jiang, 2014, The Sheep Genome Illuminates Biology of the Rumen and Lipid Metabolism, Science, 344, 1168, 10.1126/science.1252806
Albuquerque, 2019, Differences in Immune Responses to Haemonchus Contortus Infection in the Susceptible Ile De France and the Resistant Santa Ines Sheep Under Different Anthelmintic Treatments Regimens, Vet Res, 50, 104, 10.1186/s13567-019-0722-3
Schneider, 2012, NIH Image to ImageJ: 25 Years of Image Analysis, Nat Methods, 9, 10.1038/nmeth.2089
McNeilly, 2010, Infestation of Sheep With Psoroptes Ovis, the Sheep Scab Mite, Results in Recruitment of Foxp3+ T Cells Into the Dermis, Parasite Immunol, 32, 10.1111/j.1365-3024.2009.01196.x
Zheng, 2017, Massively Parallel Digital Transcriptional Profiling of Single Cells, Nat Commun, 8, 14049, 10.1038/ncomms14049
Butler, 2018, Integrating Single-Cell Transcriptomic Data Across Different Conditions, Technologies, and Species, Nat Biotechnol, 36, 10.1038/nbt.4096
Moon, 2019, Visualizing Structure and Transitions in High-Dimensional Biological Data, Nat Biotechnol, 37, 10.1038/s41587-019-0336-3
Street, 2018, Slingshot: Cell Lineage and Pseudotime Inference for Single-Cell Transcriptomics, BMC Genomics, 19, 477, 10.1186/s12864-018-4772-0
Deuel, 2006, Genetic Interactions Between Doublecortin and Doublecortin-Like Kinase in Neuronal Migration and Axon Outgrowth, Neuron, 49, 41, 10.1016/j.neuron.2005.10.038
Sommerville, 1954, The Histotropic Phase of the Nematode Parasite, Ostertagia Circumcincta, Aust J Agric Res, 5, 10.1071/AR9540130
Capoccia, 2009, How Form Follows Functional Genomics: Gene Expression Profiling Gastric Epithelial Cells With a Particular Discourse on the Parietal Cell, Physiol Genomics, 37, 67, 10.1152/physiolgenomics.90408.2008
Haber, 2017, A Single-Cell Survey of the Small Intestinal Epithelium, Nature, 551, 10.1038/nature24489
Esmaeilniakooshkghazi, 2020, Mouse Intestinal Tuft Cells Express Advillin But Not Villin, Sci Rep, 10, 8877, 10.1038/s41598-020-65469-0
Nadjsombati, 2018, Detection of Succinate by Intestinal Tuft Cells Triggers a Type 2 Innate Immune Circuit, Immunity, 49, 33, 10.1016/j.immuni.2018.06.016
Haas, 2010, T1R3 is Expressed in Brush Cells and Ghrelin-Producing Cells of Murine Stomach, Cell Tissue Res, 339, 493, 10.1007/s00441-009-0907-6
Howitt, 2020, The Taste Receptor TAS1R3 Regulates Small Intestinal Tuft Cell Homeostasis, ImmunoHorizons, 4, 23, 10.4049/immunohorizons.1900099
Montoro, 2018, A Revised Airway Epithelial Hierarchy Includes CFTR-Expressing Ionocytes, Nature, 560, 10.1038/s41586-018-0393-7
McGinty, 2020, Tuft-Cell-Derived Leukotrienes Drive Rapid Anti-Helminth Immunity in the Small Intestine But Are Dispensable for Anti-Protist Immunity, Immunity, 52, 1, 10.1016/j.immuni.2020.02.005
Lei, 2018, Activation of Intestinal Tuft Cell-Expressed Sucnr1 Triggers Type 2 Immunity in the Mouse Small Intestine, Proc Natl Acad Sci USA, 115, 10.1073/pnas.1720758115
Schneider, 2018, A Metabolite-Triggered Tuft Cell-ILC2 Circuit Drives Small Intestinal Remodeling, Cell, 74, 1, 10.1016/j.cell.2018.05.014
Luo, 2019, Infection by the Parasitic Helminth Trichinella Spiralis Activates a Tas2r-Mediated Signaling Pathway in Intestinal Tuft Cells, Proc Natl Acad Sci USA, 116, 10.1073/pnas.1812901116
Musa, 2019, Gpr126 (Adgrg6) Is Expressed in Cell Types Known to be Exposed to Mechanical Stimuli, Ann NY Acad Sci, 1456, 96, 10.1111/nyas.14135
Eberle, 2013, Band-Like Arrangement of Taste-Like Sensory Cells at the Gastric Groove: Evidence for Paracrine Communication, Front Physiol, 4, 10.3389/fphys.2013.00058
Schütz, 2019, Distribution Pattern and Molecular Signature of Cholinergic Tuft Cells in Human Gastro-Intestinal and Pancreatic-Biliary Tract, Sci Rep, 9, 17466, 10.1038/s41598-019-53997-3
Widmayer, 2020, Distinct Cell Types With the Bitter Receptor Tas2r126 in Different Compartments of the Stomach, Front Physiol, 11, 10.3389/fphys.2020.00032
Deckmann, 2014, Bitter Triggers Acetylcholine Release From Polymodal Urethral Chemosensory Cells and Bladder Reflexes, Proc Natl Acad Sci USA, 111, 10.1073/pnas.1402436111
Krasteva, 2011, Cholinergic Chemosensory Cells in the Trachea Regulate Breathing, Proc Natl Acad Sci USA, 108, 10.1073/pnas.1019418108
Chu, 2021, The ChAT-Acetylcholine Pathway Promotes Group 2 Innate Lymphoid Cell Responses and Anti-Helminth Immunity, Sci Immunol, 6, eabe3218, 10.1126/sciimmunol.abe3218
Roberts, 2021, Acetylcholine Production by Group 2 Innate Lymphoid Cells Promotes Mucosal Immunity to Helminths, Sci Immunol, 6, eabd0359, 10.1126/sciimmunol.abd0359
Lee, 1996, Why do Some Nematode Parasites of the Alimentary Tract Secrete Acetylcholinesterase, Int J Parasitol, 26, 499, 10.1016/0020-7519(96)00040-9
Vaux, 2016, Modulation of the Immune Response by Nematode Secreted Acetylcholinesterase Revealed by Heterologous Expression in Trypanosoma Musculi, PloS Pathog, 12, e1005998, 10.1371/journal.ppat.1005998
Ogilvie, 1973, Acetylcholinesterase Secretion by Parasitic Nematodes -I. Evidence for Secretion of the Enzyme by a Number of Species, Int J Parasitol, 3, 10.1016/0020-7519(73)90083-0
Lee, 2014, Ahnak Functions as a Tumor Suppressor via Modulation of Tgfβ/Smad Signaling Pathway, Oncogene, 33, 10.1038/onc.2014.69