有症状的芽囊原虫亚型中遗传变异水平及其与实验感染大鼠癌前结肠黏膜免疫监视的关系

Levels of Genetic Variants Among Symptomatic Blastocystis Subtypes and their Relationship to Mucosal Immune Surveillance in the Precancerous Colons of Experimentally Infected Rats.

作者信息Eman M Hussein, Muhammad A A Muhammad, Abdalla M Hussein, Sherine M Elzagawy, Wafaa M Zaki, Ashraf G Temsah, Mohamed S Badr, Maha M Alabbassy
PMID36380160
发布时间2023-03
DOI10.1007/s11686-022-00628-z

实验完整度

包含人类分离株分子分型(PCR/HRM)、大鼠体内感染模型、组织病理学、免疫组化、免疫细胞计数、sIgA检测及TEM等多层级实验验证。

主要模型

大鼠(Sprague-Dawley)实验感染模型 人芽囊原虫分离株

重点核对

人类粪便样本分离株的亚型鉴定(PCR)及ST3亚型内变异(PCR/HRM) 大鼠感染剂量:7×10^4个芽囊原虫包囊,4日龄无菌培养 感染确认后8周处死大鼠,进行组织病理学检查 MUC2免疫组化评分系统(弱反应:0-2分,强反应:3-4分) 免疫细胞计数(杯状细胞、IELs、肥大细胞)每10个绒毛隐窝单位(VCU)

摘要

目的:芽囊原虫的遗传多样性与芽囊原虫病癌前结肠免疫监视之间的关系仍在研究中。本研究旨在鉴定54例有症状人类分离株中的芽囊原虫遗传变异及其与实验感染大鼠癌前息肉中黏膜免疫监视的关系。方法:聚合酶链反应和高分辨率熔解曲线(PCR/HRM)区分人类有症状芽囊原虫分离株为亚型(STs)/亚型内变异,将其口服给予大鼠以诱导实验感染。然后,通过免疫染色评估感染结肠的黏膜免疫应答与息肉形成的关系,以识别黏液MUC2并确定黏膜免疫细胞(杯状细胞、淋巴细胞和肥大细胞)计数、分泌型IgA水平和寄生虫肠道侵袭。结果:ST1、ST3和ST4分别占样本的18.5%(10/54)、54.7%(29/54)和27.8%(15/54)。然后,HRM曲线将ST3区分为野生型、突变型和杂合型[17/54(31.5%)、5/54(9.3%)和7/54(12.9%)]亚型内变异。ST1和ST4无遗传变异。在40.5%的感染大鼠结肠中检测到癌前息肉。ST1占这些病例的14.7%,而ST3的野生型、突变型和杂合型亚型内变异分别占12.9%、5.5%和5.5%。只有1.9%的息肉与ST4相关。MUC2在44.5%的感染结肠中显示弱免疫染色,其中38.9%为息肉诱导者。低杯状细胞数和高上皮内淋巴细胞计数与息肉形成显著相关,尤其是ST1和野生型ST3。在息肉诱导者中,野生型ST3和ST4检测到高肥大细胞数,而杂合型ST3检测到低肥大细胞数。分泌型IgA水平在息肉诱导型ST中较低。大多数结果具有统计学显著性。结论:免疫监视显示ST1和ST3亚型内变异与癌前息肉之间存在潜在关系。这种关系可能为预防和/或开发新的免疫治疗策略以对抗结直肠癌提供见解。关键词:芽囊原虫,亚型内变异,免疫监视,MUC2,癌前,息肉

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
有症状人类芽囊原虫分离株的遗传变异(亚型/亚型内)是否与实验感染大鼠结肠癌前息肉形成及黏膜免疫监视变化相关?
核心机制
ST1和ST3亚型内变异可能通过影响黏膜免疫监视(如降低MUC2表达、改变杯状细胞、IELs和肥大细胞数量及降低sIgA水平)促进癌前息肉形成。
主要证据
PCR/HRM分型显示ST3存在野生型、突变型和杂合型;实验感染大鼠中ST1和ST3亚型内变异诱导息肉形成,且与MUC2弱表达、杯状细胞减少、IELs增多及sIgA降低相关。
研究意义
研究提示芽囊原虫感染(尤其是ST1和ST3)与结直肠癌前病变相关,可能为结直肠癌的预防和免疫治疗策略开发提供见解。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

人类芽囊原虫分离株的分子分型

鉴定有症状患者的芽囊原虫亚型及亚型内遗传变异。

从350例有胃肠道症状患者粪便中分离芽囊原虫,经培养后通过PCR鉴定STs,并用PCR/HRM区分ST3亚型内变异(野生型、突变型、杂合型)。

2

大鼠实验感染与息肉诱导

评估不同芽囊原虫亚型/亚型内变异在体内诱导癌前息肉的能力。

将各亚型/亚型内变异口服感染4周龄雄性Sprague-Dawley大鼠,感染后第3、7天检查粪便确认感染,8周后处死大鼠,检查结肠息肉形成。

3

评估结肠黏膜免疫监视

检测感染大鼠结肠中与息肉形成相关的黏膜免疫指标变化。

通过免疫组化检测MUC2表达,通过PAS染色计数杯状细胞,通过Giemsa染色计数IELs,通过甲苯胺蓝染色计数肥大细胞,并测量组织sIgA水平。

4

透射电镜观察寄生虫侵袭

观察芽囊原虫对结肠黏膜的侵袭程度及其与息肉形成的关系。

对感染大鼠结肠组织进行透射电镜检查,观察寄生虫在肠腔和黏膜层的位置及侵袭情况。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
卢戈碘液----
福尔马林-乙酸乙酯沉淀法----
改良抗酸三色染色----
沙门-志贺琼脂----
麦康凯琼脂----
改良Jones培养基----
马血清----
链霉素--57-92-1
青霉素--61-33-6
QIAamp DNA微型试剂盒Qiagen--
Taq DNA聚合酶----
SYBR Green 1染料Roche--
Fast Star Taq DNA聚合酶Applied Biosystems--
LightCycler 480实时荧光定量PCR仪Roche--
10%中性缓冲福尔马林----
MUC2抗体(克隆Ccp58)Novocastra--
柠檬酸盐缓冲液----
DAKO EnVision+检测系统DAKO--
希夫试剂----
吉姆萨染液----
甲苯胺蓝--92-31-9
EPON树脂----
醋酸铀--541-09-3
柠檬酸铅--512-26-5
UC6超薄切片机Leica--
JEOL JEM-1400透射电子显微镜JEOL--
ELISA试剂盒Wuhan Elabscience Biotechnology Co., Ltd--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
人类分离株分型
样本选择标准:仅纳入芽囊原虫为唯一肠道病原体的样本;PCR引物序列;HRM分析条件。
阅读提示:Methods 中 'The Source of the Blastocystis Isolates'、'Molecular Characterization of Human Blastocystis' 部分
动物实验
大鼠品系、年龄、性别、体重;感染剂量(7×10^4包囊);感染时长(8周);动物数量。
阅读提示:Methods 中 'Experimental Study' 部分
组织学与免疫组化
组织固定方法;MUC2抗体克隆及稀释度;评分系统;细胞计数方法。
阅读提示:Methods 中 'Immunohistochemistry'、'Light Microscopy Tissue Examination' 部分
透射电镜
组织处理步骤(固定、脱水、包埋)、切片厚度、观察电压。
阅读提示:Methods 中 'Transmission Electron Microscopy (TEM) Examination of Tissues' 部分
sIgA测量
组织处理(超声破碎参数)、ELISA试剂盒品牌及操作步骤。
阅读提示:Methods 中 'Measurement of sIgA in the Different Groups of Blastocystis-Infected Rats' 部分