跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2020年1月24日；14（1）：e0008017。
doi:10.1371/journal.pntd.0008017。 电子采集2020年1月。

假鼻疽伯克霍尔德菌在小鼠上皮损伤后侵入嗅神经和嗅球，并在体外导致多核巨胶质细胞的形成

海蒂·沃克登 1 2, 阿里·德尔巴兹 1 2, 林恩·拿撒勒 1 2, 迈克尔·巴兹洛夫 三, 托德·谢尔珀 1 2, I代表R Beacham 三, Anu Chacko公司 1 2, 梅加·沙阿 1 2, 肯尼思·比格利 4, 约翰·特洛·贝拉斯克斯 5, 詹姆斯·圣约翰 1 2 6, 珍妮·艾克伯格 1 2 6
附属公司

假鼻疽伯克霍尔德菌在小鼠上皮损伤后侵入嗅神经和嗅球，并在体外导致多核巨胶质细胞的形成

海蒂·沃克登等。 PLoS Negl Trop Dis网站. .

摘要

类鼻疽病是由伪鼻疽伯克霍尔德菌引起的传染病。类鼻疽具有高死亡率和高发病率的特点，可累及中枢神经系统（CNS）。我们之前发现，伪鼻疽杆菌可以通过小鼠的嗅神经和三叉神经感染CNS。我们已经证明，神经通路依赖于小鼠菌株，而长白小鼠表现出对嗅神经感染的抵抗力。环境因素对鼻上皮的损伤是常见的，我们假设对嗅上皮的损伤可能会增加嗅神经对微生物损伤的脆弱性。因此，我们使用鼻腔内接种拟鼻疽双歧杆菌（B.pseudomalli）的近交系小鼠进行了这方面的研究，无论是否有甲巯咪唑诱导的嗅神经上皮损伤。Methimazole介导的损伤导致假性鼻疽杆菌对嗅上皮的侵袭增加，只有在损伤前的动物的嗅神经和嗅球中才发现细菌。体外实验表明，拟鼻疽杆菌容易感染从嗅神经和三叉神经分离的胶质细胞（分别为嗅鞘细胞和三叉神经施万细胞）。细菌被一些细胞降解，但仍存在于其他细胞中，这导致形成多核巨细胞（MNGCs），与雪旺细胞相比，嗅鞘细胞不太可能形成MNGC。缺乏BimA蛋白的双帽突变细菌没有形成MNGCs。这些数据表明，嗅上皮损伤使初级嗅神经系统受到细菌入侵，从而导致中枢神经系统感染，对神经胶质细胞造成潜在的致病后果。

PubMed免责声明

利益冲突声明

提交人声明，不存在相互竞争的利益。

数字

图1
图1。甲巯咪唑预处理对嗅上皮的影响B.伪踝鼻内接种。
（A-C）仅用甲巯咪唑（仅用甲硫咪唑）治疗的小鼠的鼻腔（NC）和嗅上皮（OE）的低倍图像，B.伪踝（仅限Bp）或甲巯咪唑后B.伪踝（Bp+甲基）。图像显示亮场（灰色）和DAPI（蓝色，核染色）通道。（A） 箭头指向OE附近的聚集渗出物区域。（B） 箭头指向OE区域之间NC内的大量粘稠渗出物。（C） 箭头指向OE附近的结块渗出物区域。（D-E）面板显示了S100β-DsRed小鼠的切片，其中OEC表达DsRed（红色），并用DAPI染色的细胞核免疫标记β-微管蛋白III（白色）（蓝色）。低倍图像显示了使用以下两种药物治疗的小鼠鼻腔（NC）的冠状视图B.伪踝只有（D）或甲巯咪唑，然后是B.伪踝（E） ●●●●。（D） 小鼠接种B.伪踝仅显示OE几乎没有退化，嗅神经束的退化可以忽略不计（箭头所示）。（E） 用甲巯咪唑预处理小鼠，然后接种B.伪踝显示OE降解、渗出（ex）和周围神经束受损（带尾箭头）。还有一些OE退化区域，没有可见的周围神经束（*）。OE退化虽然广泛，但并不均匀，一些周围神经束保持完好（无尾箭头）。（F） 用甲巯咪唑（仅含Meth和Bp+Meth）进行预处理会导致嗅上皮降解。仅用载体（PBS）治疗的小鼠或B.伪踝只有没有显示出嗅上皮的广泛降解。每只小鼠测量三个ROI的27个数据点（n=3/组）。图表将每个测量点显示为一个点，误差条显示平均值加上平均值的标准误差。***=p<0.001。比例尺，单位：μm。
图2
图2。甲巯咪唑预处理会导致接种了B.伪踝.
面板显示S100β-DsRed小鼠的切片；（OEC和铬细胞为红色），免疫标记B.假性踝关节（绿色），细胞核用DAPI染色（蓝色）。（A-C）显示仅用甲巯咪唑治疗的小鼠鼻腔（NC）和鼻中隔（Spt）冠状面的低倍图像（A），B.假性踝关节只有（B），或甲巯咪唑和B.伪踝（C） ●●●●。（C） 在鼻内接种甲巯咪唑之前，用甲巯咪唑治疗的小鼠的鼻腔（箭头）内存在大片渗出物B.伪踝（D-L）高倍放大显示NC和OE的冠状视图。（D，G，J）用甲巯咪唑（仅限Meth）治疗的小鼠出现OE降解斑块（带尾巴的箭头）。（E，H，K）小鼠经鼻接种B.伪踝（仅Bp）具有完整的OE，降解和渗出物可忽略不计。（F，I，L）小鼠首先用甲巯咪唑治疗，然后鼻内接种B.伪踝（Bp+Meth）显示OE锯齿状区域（带尾巴的箭头）和渗出物（ex）包含B.伪踝（绿色，箭头）。比例尺，单位：μm。
图3
图3。甲巯咪唑治疗加重B.伪踝嗅上皮感染。
面板显示了嗅粘膜冠状切片的图像。（A-C）S100β-DsRed小鼠鼻腔（NC）低倍图像，显示OEC（红色）和免疫标记B.伪踝（绿色），细胞核用DAPI染色（蓝色）。（D） 图A中放大倍数较高的正方形显示NC和嗅上皮（OE），未发现免疫标记B.伪踝.（E）面板B中正方形的放大面积。B.伪踝免疫标记（绿色）显示在OE内（箭头），如下图所示。（F） C组框状区域放大倍数更高B.伪踝（绿色）可见于渗出物（ex）和OE内的NC。箭头显示B.伪踝相关颗粒区域内的杆状物对抗-B.伪踝抗体。（G） OE的非常高的放大倍数显示对B.伪踝单用甲巯咪唑治疗的小鼠。（H） 高倍放大和三维（3D）重建B.伪踝免疫反应见面板E（箭头）。（一） 放大倍数非常高B.伪踝F组嗅觉上皮（OE）内的杆状物（箭头）-B.伪踝在OE中也可以看到抗体。（J） 显示数量的图表B.伪踝甲巯咪唑预处理小鼠的下、中、上嗅上皮内的（Bp）杆B.伪踝感染（n=4），误差条显示平均值加上平均值的标准误差。在嗅上皮的切片中，定义了六个ROI（大小为440μm×440μm，深度为50μm）（下、中、上上皮各有两个ROI）。对每只小鼠的三个含有这些ROI的切片进行分析。还有更多B.伪踝下上皮内的杆状物比中上皮内的棒状物（**=p≤0.01）。（K） 在面板H中看到3D重建的旋转。B.伪踝反应性（绿色）似乎局限于S100β-DsRed阳性细胞内。（五十） 高倍放大和3D重建B.伪踝面板I中显示的标尺（绿色）。标尺单位为μm。
图4
图4。甲巯咪唑预处理原因B.假性踝关节通过嗅神经感染嗅球。
（A-C）冠状切片小鼠头部示意图，显示鼻腔（NC）、鼻中隔（Spt）和鼻甲（Tb）。红点表示周围神经束（嗅觉神经束和三叉神经束）；嗅球也显示为红色（OB）。（D-L）所有面板显示S100β-DsRed小鼠的冠状切片；D-F用甲巯咪唑治疗B.伪踝接种（Bp+Meth），同时接种G-IB.伪踝仅（无甲巯咪唑）。章节显示OEC（红色），免疫标记B.伪踝（绿色），细胞核DAPI染色（蓝色）。（D） 面板D的位置由面板A中的白框显示。这是NC的低倍视图，显示嗅上皮（OE）、渗出物（ex）、固有层（LP）和嗅神经（在面板D中的白盒内）。（E） 面板E的位置如面板B中的白框所示。NC的背侧区域显示嗅神经（ON）穿过连接OE和嗅球（OB）的筛板（CP）。（F） 面板F的位置由面板C中的白色方框显示。这是OB的低倍冠状视图。（G） 面板G的位置由面板A中的白框表示。接种了B.伪踝只有。不B.伪踝在ON内检测到。（H）面板H的位置由面板B中的白框表示。接种了B.伪踝只有。不B.伪踝在ON内检测到。（I）面板I的位置由面板C中的白框表示。接种了B.伪踝只有。不B.伪踝在OB中发现。（J） 面板D中白色框内显示的ON的缩放图像。箭头指向B.伪踝ON中存在细菌（绿色）。（K）面板E的白框中显示的ON的缩放图像，箭头指向B.伪踝（绿色）杆。（五十） 面板F中白色方框的缩放图像，显示OB的外层。箭头指示B.伪踝（绿色）出现在OB中。（J-L）每个面板内的较小图像显示出非常高的放大倍数B.伪踝比例尺代表2.5微米。比例尺，单位：μm。
图5
图5。示意图汇总B.伪踝甲巯咪唑预处理小鼠嗅球的侵入。
（A-B）显示鼻腔（NC）、嗅觉上皮（OE）、筛板（CP）、嗅球（OB）和嗅神经（红色）的小鼠头部矢状截面示意图。（A） 低倍镜显示NC和嗅神经的位置（红色）。嗅神经从OB投射到OE。（B） 面板A中方框区域的放大视图。B.伪踝图中所示为鼻腔（NC）内靠近退化嗅上皮（OE）的杆状物（绿色）；退化被描绘为分段线。嗅神经（红色）从嗅球（OB）通过筛板（CP）投射到嗅上皮（OE）。B.伪踝（绿色）侵入退化的嗅神经（红色；退化被描述为分段线）并穿透嗅球（OB）。（C） 显示鼻腔（NC）和鼻中隔（Spt）的冠状小鼠头部示意图。红点代表周围神经束（嗅神经束和三叉神经束）。蓝色方块表示用于B.伪踝棒量化；下上皮（L）、中上皮（M）和上上皮（U）。
图6
图6。B.伪踝可以感染OEC和TgSC，导致多核细胞的形成。
面板A-B显示从固有层（LP）内的嗅神经束分离的OEC（红色），面板C-F显示从嗅球（OB）分离的OECs（红色）和面板G-L显示TgSC（红色）感染了B.伪踝（MOI 75:1）。细胞感染24小时。细胞核用DAPI（蓝色）和B.伪踝免疫标记显示为绿色。（A） LP-OEC（红色）感染B.伪踝（绿色）。整体B.伪踝可以看到杆状物（绿色；箭头）和降解细菌（绿色；带尾巴的箭头）。（B） 与面板A中所示相同的图像，没有红色荧光。（C） 感染后OB-OEC（红色）的多核化B.伪踝（绿色）。（D） 受感染的OB-OEC（红色）B.伪踝（绿色）；也可以看到细菌附着在丝状伪足上（面板E-F中显示的缩放图像）。（E-F）面板D的放大图像，显示OB-OEC（红色），带有filpodia（双头箭头）B.伪踝细菌（绿色）。（G） 感染后TgSCs（红色）的多核化B.伪踝（绿色）。（H） 面板G中显示的TgSC放大视图感染了B.伪踝（绿色）。在这张图中，只有蓝色（DAPI；细胞核）和绿色(B.伪踝)显示荧光。细胞有三个细胞核。（一） 与面板H中的图像相同，此处仅显示细胞核染色（DAPI；灰色；箭头）。除了染色TgSCs的细胞核外，DAPI还将DNA标记在B.伪踝（箭头）。（J） 显示的TgSC（红色）似乎已经降级了一些B.伪踝细菌（绿色）。整体B.伪踝细胞内可见杆状物（绿色；箭头）和降解细菌（绿色；带尾巴的箭头）。（K） 另一个示例图像显示TgSC的多核化（红色）B.伪踝（绿色）感染。细胞有三个细胞核。（五十） 面板K的放大图像显示连接到的TgSC（红色）的膜突起（双头箭头）B.假性踝关节（绿色）。比例尺，单位：μm。所示为两次生物重复和三次技术重复的代表性图像。
图7
图7。B.伪踝-在没有或存在轴突衍生碎片的情况下诱导OECs和TgSCs多核化，以及培养的胶质细胞的示例图像B.伪踝缺少BimA。
细胞在没有/存在轴突碎片的情况下培养/B假鼻疽24小时。面板A-D显示固有层衍生OEC（红色），面板E-h显示TgSC（SC；红色）；细胞核用DAPI（蓝色）染色。（A） OEC（红色），无碎屑/细菌（对照）。（B） 用ZsGreen表达轴突的碎片培养的OEC（绿色）；碎片被细胞吞噬。（C） OEC与B.伪踝（MOI 75:1）（绿色）。（D） OEC与B.伪踝和细胞碎片（细菌和碎片都是绿色的）。（E） 无碎屑/细菌的TgSC（对照）。（F） 带有轴突碎片的TgSCs。（G）带有轴突碎屑的TgSCB.伪踝（H）TgSC与B.伪踝A中的比例尺为15μm，表示A-H。（I）条形图显示了不同条件下多核巨细胞的百分比（对照、碎片、，B.伪踝（Bp）和Bp+碎片）***与对照组和碎片组相比，p≤0.001，差异显著***差异显著，p≤0.001。N=五个视场，每个视场包含50-70个细胞（来源于三只S100β-DsRed小鼠）；p值是使用Tukey的多重比较事后检验从单向方差分析中调整的p值。（J） 无碎片/细菌培养的OEC（红色）（对照）。（K） OECs（红色）与B.伪踝ΔBimA（绿色）48小时。（L）在没有细菌/碎片的情况下，TgSCs（红色）。（M）用B.伪踝ΔBimA（绿色）。J中的比例尺对于J-m为15μm。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

查看所有类似文章

引用人

查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. Parameswaran U、Baird RW、Ward LM、Currie BJ。皇家达尔文医院2009-2010年雨季的类鼻疽：与前20年的比较。澳大利亚医学杂志。2012;196(5):345–8. 10.5694/mja11.11170。-内政部-公共医学
    1. Cheng AC，Currie BJ。类鼻疽：流行病学、病理生理学和管理。临床微生物学评论。2005;18(2):383–416. 10.1128/CMR.18.2.383-416.2005-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Limmathurotsakul D、Golding N、Dance DA、Messina JP、Pigott DM、Moyes CL等。伪鼻疽伯克霍尔德菌全球分布预测和类鼻疽负担预测。自然微生物。2016;1（1）：15008 Epub 2016/02/16。10.1038/微生物.2015.8-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Chaowagul W、White NJ、Dance DA、Wattanagoon Y、Naigowit P、Davis TM等。类鼻疽：泰国东北部社区获得性败血症的主要原因。传染病杂志。1989;159(5):890–9. 10.1093/infdis/159.5.890。-内政部-公共医学
    1. Inglis TJ，Sousa AQ公司。类鼻疽的公共卫生影响。Braz J传染病。2009;13(1):59–66. 电子出版2009/07/07。10.1590/s1413-86702009000100013。-内政部-公共医学

出版物类型

赠款和资金

本研究得到了澳大利亚研究委员会对JE、KB和JSJ的发现拨款（DP150104495）的支持(https://www.arc.gov.au/grants/discovery-program/discovery-projects网站)Clem Jones基金会授予JE和JS(https://experts.griffith.edu.au/project/ndf0b8caf8de786e2416acec7fc2c92b7)昆士兰孟席斯健康研究所向JE、AC和KB提供的容量拨款(https://www.griffith.edu.au/menzies-health-institute-queensland网站)是Goda基金会向JE和JSJ提供的资助，JSJ是澳大利亚政府向HW提供的研究培训项目奖学金(https://www.education.gov.au/research-training-program网站)以及格里菲斯大学国际研究生研究奖学金(https://www.griffith.edu.au/research-study/scholarships/guiprs). 资助者不参与研究设计、数据收集和解释，也不参与将研究成果提交出版的决定。