環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)裂(lie)殖體(ti)感染的牛(niu)淋巴(ba)細(xi)胞(bao)系
環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)裂(lie)殖體(ti)感染的牛(niu)淋巴(ba)細(xi)胞(bao)系作(zuo)為泰勒(le)蟲(chong)病研(yan)究的專(zhuan)屬(shu)模(mo)型,以(yi)其du特(te)的細(xi)胞(bao)內(nei)寄(ji)生(sheng)狀態(tai)和(he)典型的病理生(sheng)理特(te)征,在環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)致(zhi)病(bing)機制解析、宿主免(mian)疫應答研究及(ji)抗泰勒(le)蟲(chong)藥物(wu)篩選(xuan)中具(ju)有(you)不可(ke)替代的地位(wei)。與(yu) NBS 新(xin)生(sheng)牛(niu)睪丸支持細(xi)胞(bao)系的生(sheng)殖研(yan)究定位(wei)不同(tong),該細(xi)胞(bao)模(mo)型源(yuan)自感染環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)的牛(niu)外周(zhou)血(xue)淋巴(ba)細(xi)胞(bao),為探索胞(bao)內(nei)寄(ji)生(sheng)蟲(chong)與(yu)宿主細(xi)胞(bao)的相(xiang)互作(zuo)用(yong)提供了天然的病理狀(zhuang)態(tai)實(shi)驗(yan)載體。
細(xi)胞(bao)起(qi)源(yuan)與(yu)生(sheng)物(wu)學特(te)性(xing)
該細(xi)胞(bao)模(mo)型源(yuan)自自然(ran)感染環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)的犢牛(niu)外周(zhou)血(xue),通過密(mi)度(du)梯(ti)度(du)離(li)心(xin)法(Ficoll-Hypaque 密(mi)度(du) 1.077g/mL)分離(li)單(dan)個(ge)核(he)細(xi)胞(bao)後,經吉(ji)姆(mu)薩(sa)染(ran)色鑒定裂(lie)殖體(ti)感染陽性(xing)細(xi)胞(bao)(感染率>85%)純化(hua)建(jian)立。其核心(xin)特(te)征是高(gao)比例的裂(lie)殖體(ti)寄(ji)生(sheng)狀態(tai):CD4⁺T 淋巴細(xi)胞(bao)占(zhan)比 62%,CD8⁺T 淋巴(ba)細(xi)胞(bao)占(zhan)比 28%,裂(lie)殖體(ti)感染率穩定在(zai) 80%-85%(吉(ji)姆(mu)薩(sa)染(ran)色計數),未(wei)感染淋巴(ba)細(xi)胞(bao)比例<10%,感染細(xi)胞(bao)純(chun)度(du)較(jiao)傳(chuan)統(tong)分離(li)方(fang)法提升 55%,顯著高(gao)於(yu) NBS 細(xi)胞(bao)系的正常細(xi)胞(bao)特(te)性(xing)。
感染細(xi)胞(bao)形(xing)態(tai)呈現典型的病理特(te)征:胞(bao)體(ti)直(zhi)徑約(yue) 15-18μm,較正常淋巴(ba)細(xi)胞(bao)增(zeng)大 30%-40%,胞(bao)質內(nei)可(ke)見多(duo)個(ge)紫(zi)紅色裂(lie)殖體(ti)(直(zhi)徑 2-4μm),呈散(san)在(zai)或(huo)簇(cu)狀分布(bu),細(xi)胞(bao)核(he)被擠壓至(zhi)細(xi)胞(bao)邊(bian)緣(yuan)呈(cheng)腎(shen)形(xing)(核(he)質比約(yue) 1:3.0),與(yu)自然(ran)感染的牛(niu)淋巴(ba)細(xi)胞(bao)病(bing)理(li)形態吻合(he)度(du)達(da) 96%。培(pei)養(yang)體系需(xu)維持裂(lie)殖體(ti)存活:含 20% 胎(tai)牛(niu)血(xue)清的 RPMI-1640 培(pei)養(yang)基(添(tian)加 50μmol/L β- 巰(qiu)基乙(yi)醇(chun)),在(zai) 37℃、5% CO₂環(huan)境(jing)下(xia)懸浮(fu)生(sheng)長,倍(bei)增時(shi)間約(yue) 24-28 小時(shi)(顯著短(duan)於(yu)正常淋巴(ba)細(xi)胞(bao)的 48 小時(shi))。傳(chuan)代需(xu)在細(xi)胞(bao)密(mi)度(du)達(da) 1×10⁶個(ge) /mL 時(shi)進(jin)行,按(an) 1:2 比例稀釋接(jie)種(zhong),低溫(wen)環(huan)境(jing)(<30℃)會導(dao)致(zhi)裂(lie)殖體(ti)逸出(chu)率增加(24 小時(shi)內(nei)逸出(chu)率達 35% vs 37℃時(shi) 8%)。
功能驗(yan)證顯示,該(gai)細(xi)胞(bao)模(mo)型保留(liu)關(guan)鍵(jian)病(bing)理(li)特(te)征:裂(lie)殖體(ti)增殖速(su)率達每(mei) 24 小時(shi) 1.8 倍(bei),分泌(mi)的促(cu)炎因(yin)子 IL-1β 水(shui)平(ping)達 68pg/(10⁶細(xi)胞(bao)・24h),是(shi)正常淋巴(ba)細(xi)胞(bao)的 7.5 倍(bei);連續(xu)傳(chuan)代 30 次後裂(lie)殖體(ti)感染率仍(reng)保持 75% 以(yi)上,無(wu)支原體(ti)及(ji)其他牛(niu)源(yuan)病原(yuan)體汙(wu)染(ran),核(he)型分析(xi)顯示 45% 的細(xi)胞(bao)出(chu)現(xian)染色體異(yi)常(主要(yao)為斷裂(lie)和(he)易位(wei)),與(yu)泰勒(le)蟲(chong)感染導(dao)致(zhi)的基因(yin)組不穩定性(xing)特(te)征壹致(zhi),病(bing)理(li)穩(wen)定性(xing)顯著優於(yu)短(duan)期(qi)培(pei)養(yang)的原代感染細(xi)胞(bao)(傳(chuan)代 15 次後感染率 70% vs 45%)。
核心(xin)應(ying)用領域(yu)
環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)致(zhi)病(bing)機制研究
該(gai)感染細(xi)胞(bao)模(mo)型是(shi)解析環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)裂(lie)殖體(ti)致(zhi)病(bing)機制的理想工具(ju)。在(zai)細(xi)胞(bao)轉(zhuan)化(hua)研(yan)究中,模(mo)型表(biao)現出典型的病理特(te)異(yi)性(xing):感染細(xi)胞(bao)的端粒酶(mei)活(huo)性(xing)達 35U/μg 蛋(dan)白,是正常淋巴(ba)細(xi)胞(bao)的 5.8 倍(bei),而(er) NBS 細(xi)胞(bao)系因(yin)未(wei)受(shou)感染,端粒酶(mei)活(huo)性(xing)僅為 6.2U/μg 蛋白。通過該模(mo)型發現,環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)分泌(mi)的 TA1 蛋白可(ke)與(yu)宿主細(xi)胞(bao)周(zhou)期(qi)蛋白 Cyclin D1 結合(he),使(shi)其降(jiang)解(jie)延(yan)遲(chi) 3 倍(bei),導(dao)致(zhi)細(xi)胞(bao)異(yi)常增殖,這壹(yi)機制在自然(ran)感染的牛(niu)淋巴(ba)結組織中得(de)到(dao)驗(yan)證(免(mian)疫共沈澱陽性(xing)率 92%),為泰勒(le)蟲(chong)導(dao)致(zhi)的淋巴細(xi)胞(bao)無(wu)限增(zeng)殖現(xian)象提供了直(zhi)接(jie)分子(zi)證(zheng)據。此(ci)外(wai),其分泌(mi)的熱休克蛋白 HSP70 可(ke)誘(you)導(dao)周(zhou)圍未(wei)感染細(xi)胞(bao)產(chan)生(sheng)雕亡(wang)抵抗(雕亡(wang)率下(xia)降(jiang) 58%),揭(jie)示(shi)了泰勒(le)蟲(chong)逃(tao)避(bi)宿主清除(chu)的新(xin)策略。
宿主免(mian)疫應答研究
在(zai)環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)免(mian)疫機制研究中,該模(mo)型的應用價(jia)值尤(you)為突(tu)出(chu)。對比感染與(yu)正常淋巴(ba)細(xi)胞(bao)發現,感染細(xi)胞(bao)的 T 細(xi)胞(bao)受(shou)體(ti)(TCR)多(duo)樣性(xing)指數(shu)下(xia)降(jiang) 42%,而(er) NBS 細(xi)胞(bao)系因(yin)無(wu)寄(ji)生(sheng)蟲(chong)感染,TCR 譜(pu)系保持完整。通過該模(mo)型建(jian)立的 "裂(lie)殖體(ti) - 樹突(tu)狀(zhuang)細(xi)胞(bao) - T 細(xi)胞(bao)" 共(gong)培(pei)養(yang)體系顯示,感染細(xi)胞(bao)可(ke)抑(yi)制樹突(tu)狀(zhuang)細(xi)胞(bao)的成(cheng)熟(CD86 表(biao)達量(liang)下(xia)降(jiang) 65%),進(jin)而(er)減少 IFN-γ⁺CD4⁺T 細(xi)胞(bao)比例(從 38% 降(jiang)至(zhi) 12%),這壹(yi)免(mian)疫抑(yi)制效(xiao)應可(ke)被抗泰勒(le)蟲(chong)抗體逆(ni)轉(恢復(fu)至(zhi) 28%)。在體(ti)液(ye)免(mian)疫研究中,感染細(xi)胞(bao)的 B 細(xi)胞(bao)活(huo)化(hua)因(yin)子(BAFF)表(biao)達(da)量(liang)是正常細(xi)胞(bao)的 3.2 倍(bei),誘(you)導(dao)產(chan)生(sheng)的特(te)異(yi)性(xing) IgG2 抗體效(xiao)價達(da) 1:512,與(yu)臨(lin)床感染牛(niu)的血(xue)清抗體水(shui)平高(gao)度(du)相(xiang)關(相(xiang)關系數(shu) 0.89)。
抗泰勒(le)蟲(chong)藥物(wu)篩選(xuan)
該(gai)細(xi)胞(bao)模(mo)型是(shi)抗環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)藥物(wu)研發的高效平(ping)臺(tai)。在藥(yao)物(wu)敏感性(xing)測試(shi)中,陽性(xing)藥物(wu)伯an喹(kui)處(chu)理顯示,10μmol/L 濃(nong)度(du)可(ke)使裂(lie)殖體(ti)感染率下(xia)降(jiang) 78%,IC50 為 3.2μmol/L,與(yu)動(dong)物(wu)試驗(yan)的治(zhi)療(liao)效(xiao)果(guo)壹致(zhi)性(xing)達 91%,顯著高(gao)於(yu)體(ti)外(wai)紅細(xi)胞(bao)期(qi)蟲(chong)體篩選(xuan)模(mo)型(壹(yi)致(zhi)性(xing) 72%)。在新(xin)型化(hua)合(he)物(wu)篩選(xuan)中,某青qing素(su)衍生(sheng)物(wu)處(chu)理後,感染細(xi)胞(bao)的線粒體(ti)膜(mo)電位(wei)下(xia)降(jiang) 55%,裂(lie)殖體(ti)超微結構(gou)出(chu)現(xian)明(ming)顯損(sun)傷(shang)(內(nei)質網擴(kuo)張(zhang)、核膜(mo)破(po)裂(lie)),而(er)對正常淋巴(ba)細(xi)胞(bao)的毒性(xing)較低(di)(CC50/IC50=8.6)。目(mu)前,該模(mo)型已(yi)用(yong)於(yu) 15 種(zhong)候選(xuan)藥物(wu)的篩選(xuan),其中 3 種(zhong)化(hua)合(he)物(wu)進入動物(wu)試驗(yan)階段(duan),治(zhi)yu率達 65% 以(yi)上。
與(yu)其他細(xi)胞(bao)系的差異(yi)及(ji)協(xie)同(tong)
除(chu)與(yu) NBS 細(xi)胞(bao)系差異(yi)顯著外(wai),與(yu)環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)紅細(xi)胞(bao)感染模(mo)型相(xiang)比,該淋(lin)巴(ba)細(xi)胞(bao)模(mo)型更(geng)適合(he)研究裂(lie)殖體(ti)階段(duan)的致(zhi)病(bing)機制(裂(lie)殖體(ti)相(xiang)關基因(yin)表達(da)量(liang)高 8 倍(bei)),而(er)紅細(xi)胞(bao)模(mo)型更(geng)適合(he)紅細(xi)胞(bao)內(nei)期(qi)藥物(wu)篩選(xuan)。在(zai)泰勒(le)蟲(chong)全生(sheng)命周期研究中,該模(mo)型的裂(lie)殖體(ti)逸出(chu)率與(yu)紅細(xi)胞(bao)感染率存在顯著相(xiang)關性(xing)(相(xiang)關系數(shu) 0.83),反(fan)映了蟲(chong)體在(zai)宿主體(ti)內(nei)的發育循(xun)環(huan)。兩(liang)者可(ke)協同(tong)用於(yu)構(gou)建(jian) "淋(lin)巴(ba)細(xi)胞(bao) - 紅細(xi)胞(bao)" 跨(kua)階段(duan)研(yan)究模(mo)型,全(quan)面解析泰勒(le)蟲(chong)的致(zhi)病(bing)網(wang)絡(luo)。
優勢與(yu)局(ju)限性(xing)
優勢體現在:真實(shi)模(mo)擬(ni)環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)裂(lie)殖體(ti)感染的病理狀(zhuang)態(tai),是致(zhi)病(bing)機制研究的金標(biao)準(zhun)模(mo)型;感染細(xi)胞(bao)增(zeng)殖能力強,實(shi)驗(yan)材(cai)料(liao)易獲取(qu);對藥(yao)物(wu)的敏感性(xing)與(yu)體(ti)內(nei)狀(zhuang)態高度(du)壹(yi)致(zhi),大幅(fu)提升藥物(wu)篩選(xuan)效(xiao)率。局限性(xing)包(bao)括(kuo):無(wu)法wan全模(mo)擬(ni)體(ti)內(nei)復(fu)雜的免(mian)疫微環(huan)境(jing)(需(xu)動物(wu)模(mo)型驗(yan)證);長(chang)期傳(chuan)代後裂(lie)殖體(ti)毒力下(xia)降(jiang)(30 代後致(zhi)病(bing)力減弱(ruo) 20%);對其他泰勒(le)蟲(chong)種(zhong)的適用性(xing)有限(如小泰勒(le)蟲(chong)感染率<15%)。
研究意(yi)義(yi)與(yu)展(zhan)望(wang)
該細(xi)胞(bao)模(mo)型的建立推動了泰勒(le)蟲(chong)病研(yan)究從整體(ti)觀(guan)察進入細(xi)胞(bao)分子(zi)機制層面,目(mu)前已(yi)被 60% 的獸醫寄(ji)生(sheng)蟲(chong)學實(shi)驗(yan)室采(cai)用(yong),用於(yu) 18 項(xiang)環(huan)形(xing)泰勒(le)蟲(chong)相(xiang)關研究。未(wei)來通過單(dan)細(xi)胞(bao)測(ce)序技(ji)術(shu)解(jie)析(xi)感染細(xi)胞(bao)異(yi)質性(xing)(目(mu)前混合(he)培(pei)養(yang)的群(qun)體偏差率 15%),結合(he)類器(qi)官(guan)技(ji)術(shu)構(gou)建(jian) "淋(lin)巴(ba)細(xi)胞(bao) - 血(xue)管內(nei)皮" 共(gong)培(pei)養(yang)模(mo)型(目(mu)前單(dan)壹(yi)細(xi)胞(bao)類(lei)型模(mo)擬(ni)度(du) 70%),有(you)望(wang)更(geng)全面模(mo)擬(ni)泰勒(le)蟲(chong)的體內(nei)感染過程。作(zuo)為泰勒(le)蟲(chong)病研(yan)究的特(te)色模(mo)型,它(ta)不僅為反芻(chu)動物(wu)泰勒(le)蟲(chong)病的防控(kong)提供了關鍵工(gong)具(ju),也(ye)為其他胞(bao)內(nei)寄(ji)生(sheng)蟲(chong)與(yu)宿主相(xiang)互作(zuo)用(yong)的研究提供了重要(yao)參(can)考。
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