Влияние неспецифических поринов наружной мембраны Yersinia pseudotuberculosis на ткани коры головного мозга мышей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обнаружено, что при однократной иммунизации мышей OmpF и OmpC поринами Yersinia pseudotuberculosis на фоне нарастающего титра специфических антител в глубоких слоях коры головного мозга развиваются патологические изменения, характеризующиеся дистрофическими изменениями клеток. В нейронах при этом наблюдается повышенный уровень экспрессии каспазы 3, что свидетельствует об индукции проапоптотических сигнальных путей. Полученные результаты указывают на потенциальную способность неспецифических порообразующих белков наружной мембраны грамотрицательных бактерий инициировать развитие дегенеративных изменений клеток головного мозга.

Об авторах

О. Ю Портнягина

Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН им. Г.Б. Елякова

Email: odd64@mail.ru
690021 Владивосток, Россия

Д. Н Ивашкевич

Национальный научный центр морской биологии ДВО РАН им. А.В. Жирмунского

Email: odd64@mail.ru
690041 Владивосток, Россия

И. В Дюйзен

Национальный научный центр морской биологии ДВО РАН им. А.В. Жирмунского

Email: odd64@mail.ru
690041 Владивосток, Россия

Л. С Шевченко

Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН им. Г.Б. Елякова

Email: odd64@mail.ru
690021 Владивосток, Россия

О. Д Новикова

Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН им. Г.Б. Елякова

Email: odd64@mail.ru
690021 Владивосток, Россия

Список литературы

  1. Hoogkamp-Korstanje, J. A. (1990) Yersinia infections, Ned. Tijdschr. Geneeskd, 140, 128-130.
  2. Сидельникова С. М., Ющенко Г. В., Асеева Э. И. (2000) Иерсиниозы как терапевтическая проблема, Тер. Aрхив, 11, 27-30.
  3. Somova, L. M., Antonenko, F. F., Timchenko, N. F., and Lyapun, I. N. (2020). Far Eastern Scarlet-Like Fever is a special clinical and epidemic manifestation of Yersinia pseudotuberculosis infection in Russia, Pathogens, 9, 436, doi: 10.3390/pathogens9060436.
  4. Granfors, K., Merilahti-Palo, R., Luukkainen, R., Möttönen, T., Lahesmaa, R., et al. (1998) Persistence of Yersinia antigens in peripheral blood cells from patients with Yersinia enterocolitica O:3 infection with or without reactive arthriti, Arthrit. Rheum., 41, 855-862, doi: 10.1002/1529-0131(199805)41:5<855::AID-ART12>3.0.CO;2-J.
  5. Бениова С. Н. (2006) Возможные направления коррекции неблагоприятного течения псевдотуберкулеза у детей, Тихоокеанский Мед. Журн., 4, 61-63.
  6. Каманцев В. Н., Скрипченко Н. В., Тихомирова О. В., Бехтерева М. К. (2003) Поражения периферической нервной системы при иерсиниозной инфекции у детей, Российский Мед. Журн., 2, 27-29.
  7. Sotaniemi, K. A. (1983) Neurologic complications associated with yersiniosis, Neurology, 33, 95-97, doi: 10.1212/WNL.33.1.95.
  8. Pulvirenti, D., Aikaterini, T., and Neri, S. (2007) Septicemia, hepatic abscess, and encephalitis due to Yersinia enterocolitica, J. Clin. Gastroenterol., 41, 333-334, doi: 10.1097/01.mcg.0000248011.93267.c5.
  9. Kaito, H., Kamei, K., Ogura, M., Kikuchi, E., Hoshino, H., Nakagawa, S., et al. (2012) Acute encephalopathy and tubulointerstitial nephritis associated with Yersinia pseudotuberculosis, Pediatr. Int., 54, 926-928, doi: 10.1111/j.1442-200X.2012.03615.x.
  10. Нижегородова Д. Б., Левковская А. Н., Зафранская М. М. (2018) Иммунологические механизмы нейровоспаления и нейродегенерации, Иммунопатол. Аллергол. Инфектол., 2018, 4, 27-42, doi: 10.14427/jipai.2018.4.27.
  11. Chitnis, T., and Weiner, H. L. (2017) CNS inflammation and neurodegeneration, J. Clin. Invest., 127, 3577-3587, doi: 10.1172/JCI90609.
  12. De Chiara, G., Marcocci, M. E., Sgarbanti, R., Civitelli, L., Ripoli, C., et al. (2012) Infectious agents and neurodegeneration, Mol. Neurobiol., 46, 614-638, doi: 10.1007/s12035-012-8320-7.
  13. Patrick, K., Bell, S., Weindel, C., and Watson, R. (2019) Exploring the "Multiple-Hit hypothesis" of neurodegenerative disease: bacterial infection comes up to bat, Front. Cell. Infect. Microbiol., 9, 2235-2988, doi: 10.3389/fcimb.2019.00138.
  14. Farmen, K., Tofiño-Vian, M., and Iovino, F. (2021) Neuronal damage and neuroinflammation, a bridge between bacterial meningitis and neurodegenerative diseases, Front. Cell. Neurosci., 15, 680858, doi: 10.3389/fncel.2021.680858.
  15. Brown, G., (2019) The endotoxin hypothesis of neurodegeneration, J. Neuroinflamm., 16, 180, doi: 10.1186/s12974-019-1564-7.
  16. Achouak, W., Heulin, T., and Pagès, J.-M. (2001) Multiple facets of bacterial porins, FEMS Microbiol. Lett., 199, 1-7, doi: 10.1111/j.1574-6968.2001.tb10642.x.
  17. Bernardini, M., Sanna, M., Fontaine, A., and Sansonetti, P. (1993) OmpC is involved in invasion of epithelial cells by Shigella flexneri, Infect. Immun., 61, 3625-3635, doi: 10.1128/iai.61.9.3625-3635.1993.
  18. Massari, P., Ram, S., Macleod, H., and Wetzler, L. (2003) The role of porins in neisserial pathogenesis and immunity, Trends Microbiol., 11, 87-93, doi: 10.1016/S0966-842X(02)00037-9.
  19. Hejair, H. M. A., Zhu, Y., Ma, J., Zhang, Y., Pan, Z., et al. (2017) Functional role of OmpF and OmpC porins in pathogenesis of avian pathogenic Escherichia coli, Microb. Pathog., 107, 29-37, doi: 10.1016/j.micpath.2017.02.033.
  20. Gupta, S., Prasad, G., and Mukhopadhaya, A. (2015) Vibrio cholerae porin OmpU induces caspase-independent programmed cell death upon translocation to the host cell mitochondria, J. Biol. Chem., 290, 31051-31068, doi: 10.1074/jbc.M115.670182.
  21. Rajan, J. S., Santiago, Ch., Singaravel, R., and Ignacimuth, S. (2016) Outer membrane protein C (OmpC) of Escherichia coli induces neurodegeneration in mice by acting as an amyloid, Biotechnol. Lett., 38, 689-700, doi: 10.1007/s10529-015-2025-8.
  22. Вострикова О. П., Новикова О. Д., Дробков В. И., Дармов И. В., Маракулин И. В., Соловьева Т. Ф. (2000) Иммунный ответ к основному порообразующему белку наружной мембраны Yersinia pseudotuberculosis у людей и экспериментальных животных, ВИНИТИ, 795-800.
  23. Hedstrom, R., Pavlovskis, O., and Galloway, R. (1984) Antibody response of infected mice to outer membrane proteins of Pseudomonas aeruginosa, Infect. Immun., 41, 49-53, doi: 10.1128/iai.43.1.49-53.1984.
  24. Kuusi, M., Nunninen, M., Saxon, H., Valtoneri, M., and Makela, P. H. (1979) Immunization with major outer membrane proteins in experimental salmonellosis in mice, Infect. Immun., 25, 857-862, doi: 10.1128/iai.25.3.857-862.1979.
  25. Дармов И. В., Маракулин И. В., Погорельский И. П., Новикова О. Д., Портнягина О. Ю., Соловьева Т. Ф. (1999) Профилактика экспериментальной псевдотуберкулезной инфекции с помощью иммунизации порином из Yersinia pseudotuberculosis, Бюл. Эксп. Биол. Мед., 127, 221-223.
  26. Портнягина О. Ю., Новикова О. Д., Вострикова О. П., Соловьева Т. Ф. (1999) Динамика иммунного ответа к порину из наружной мембраны Yersinia pseudotuberculosis, Журн. Микробиол. Эпидемиол. Иммунобиол., 128, 437-440.
  27. Супотницкий М. В. (1997) Эффективное патентование средств специфической профилактики инфекционных заболеваний, Биотехнология, 9-10, 56-79.
  28. Cartwright, K., Morris, P., Rumke, H., Fox, R., Borrow, R., et al. (1999) Immunogenicity and reactogenicity in UK infants of a novel meningococcal vesicle vaccine containing multiple class 1 (PorA) outer membrane proteins, Vaccine, 17, 2612-2619, doi: 10.1016/S0264-410X(99)00044-4.
  29. Hassett, D., and Whitton, J. (1996) DNA immunization, Trends Microbiol., 4, 307-312, doi: 10.1016/0966-842X(96)10048-2.
  30. Lu, Y.-S., Gerrity, L., Afendis, S., Walkins, L., and Pakes, S. (1988) Distribution of a monoclonal antibody-recognized protective protein immunogen on the outer membranes of Pasteurella multocida rabbit isolates, J. Clin. Microbiol., 26, 1326-1330, doi: 10.1128/jcm.26.7.1326-1330.1988.
  31. Lutwiche, P., Exner, M., Hancock, R., and Trust, T. (1995) A conserved Aeromonas-porin provides protective immunity to rainbow-trout, Infect. Immun., 63, 3137-3142, doi: 10.1128/iai.63.8.3137-3142.1995.
  32. Новикова О. Д., Хоменко В. А., Емельяненко В. И., Лихацкая Г. Н., Зелепуга Е. А., Ким Н. Ю., и др. (2011) OmpC-подобный порин из Yersinia pseudotuberculosis: молекулярная характеристика, физико-химические и функциональные свойства, Биол. Мембр., 28, 1-16.
  33. Portnyagina, O., Zelepuga, E., Khomenko, V., Solov'eva, E., Solov'eva, T., and Novikova, O. (2018) In silico and in vitro analysis of cross-reactivity between Yersinia pseudotuberculosis OmpF porin and thyroid-stimulating hormone receptor, Int. J. Biol. Macromol., 107, 2484-2491, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.10.133.
  34. Skaper, S. D., Facci, L., and Zusso, M. (2018) An inflammation-centric view of neurological disease: beyond the neuron, Front. Cell. Neurosci., 12, 72, doi: 10.3389/fncel.2018.00072.
  35. Müller, A., Günther, D., Düx, F., Naumann, M., Meyer, T. F., and Rudel, T. (1999) Neisserial porin (PorB) causes rapid calcium influx in target cells and induces apoptosis by the activation of cysteine proteases, EMBO J., 18, 339-352, doi: 10.1093/emboj/18.2.339.
  36. Никифоров В. А., Кичикова В. В., Ефимов Е. И. (2011) Актуальные и нерешенные проблемы менингококковой инфекции на современном этапе, Мед. Альманах, 4, 94-99.
  37. Mattson, M. P. (2000) Apoptosis in neurodegenerative disorders, Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 1, 120-129, doi: 10.1038/35040009.
  38. Volles, M. J., and Lansbury P. T., Jr. (2003) Zeroing in on the pathogenic form of alpha-synuclein and its mechanism of neurotoxicity in Parkinson's disease, Biochemistry, 42, 7871-7878, doi: 10.1021/bi030086j.
  39. Kuznetsova, T. A., Besednova, N. N., Somova, L. M., and Plekhova, N. G. (2014) Fucoidan extracted from Fucus evanescens prevents endotoxin-induced damage in a mouse model of endotoxemia, Mar. Drugs, 12, 886-898, doi: 10.3390/md12020886.
  40. Galdiero, M., Cipollaro de L'ero, G., Donnarumma, G., Marcatili, A., and Galdiero, F. (1995) Interleukin-1 and interleukin-6 gene expression in human monocytes stimulated with Salmonella typhimurium porins, Immunology, 86, 612-619.
  41. Galdiero, M., D'Amico, M., Gorga, F., Di Filippo, C., D'Isanto, M., Vitiello, M., et al. (2001) Haemophilus influenzae porin contributes to signaling of the inflammatory cascade in rat brain, Infect. Immun., 69, 221-227, doi: 10.1128/IAI.69.1.221-227.2001.
  42. Sakharwade, S. C., and Mukhopadhaya, A. (2015) Vibrio cholerae porin OmpU induces LPS tolerance by attenuating TLR-mediated signaling, Mol. Immunol., 68, 312-324, doi: 10.1016/j.molimm.2015.09.021.
  43. Портнягина О. Ю., Родина Э. Е., Новикова О. Д. (2019) Неспецифические порины Yersinia pseudotuberculosis, как индукторы синтеза цитокинов, Конференция, посвященная 55-летию ТИБОХ ДВО РАН и 90-летию со дня рождения его основателя академика Г. Б. Елякова, ТИБОХ ДВО РАН, Владивосток, 11-15 сент. 2019 г.: материалы конференции, с. 95, EDN: RKZMVN.
  44. Ruckdeschel, K. (2002) Immunomodulation of macrophages by pathogenic Yersinia species, Arch. Immunol. Ther. Exp., 50, 131-137.
  45. Tohidpour, A., Morgun, A. V., Boitsova, E. B., Malinovskaya, N. A., Martynova, G. P., Khilazheva E. D., et al. (2017) Neuroinflammation and infection: molecular mechanisms associated with dysfunction of neurovascular unit, Front. Cell. Infect. Microbiol., 7, 276, doi: 10.3389/fcimb.2017.00276.
  46. Matheoud, D., Cannon, T., Voisin, A., Penttinen, A. M., Ramet, L., Fahmy, A. M., et al. (2019) Intestinal infection triggers Parkinson's disease-like symptoms in Pink1-/- mice, Nature, 571, 565-569, doi: 10.1038/s41586-019-1405-y.

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах