Coelomocytes ของไส้เดือน Oligochaeta Lumbricus Terrestris (Linnaeus, 1758) เป็นกุญแจสำคัญในการป้องกันวิวัฒนาการ: การศึกษาทางสัณฐานวิทยา

เชิงนามธรรม

Metazoans มีกลไกการป้องกันภายในหลายอย่างเพื่อความอยู่รอดของพวกมัน ระบบป้องกันภายในพัฒนาไปพร้อมกับสิ่งมีชีวิต Annelidae มี coelomocytes หมุนเวียนซึ่งทำหน้าที่เทียบเท่ากับเซลล์ภูมิคุ้มกัน phagocytic ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าเซลล์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับกระบวนการฟาโกไซโทซิส ปฏิกิริยาออปโซไนเซชัน และกระบวนการจดจำเชื้อโรค เช่นเดียวกับแมคโครฟาจที่มีกระดูกสันหลัง เซลล์หมุนเวียนเหล่านี้ที่แทรกซึมอวัยวะจากการดักจับหรือห่อหุ้มเชื้อโรคในโพรง coelomic สายพันธุ์ออกซิเจนที่เกิดปฏิกิริยา (ROS) และไนตริกออกไซด์ (NO) นอกจากนี้ยังผลิตโปรตีนที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองของภูมิคุ้มกันและทำหน้าที่ล้างพิษผ่านระบบไลโซโซม

โคอีโลโมไซต์ยังสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาลิทิกกับเซลล์เป้าหมายและการปล่อยเปปไทด์ต้านจุลชีพ การศึกษาของเราทางอิมมูโนฮิสโตเคมีระบุ coelomocytes ของ Lumbricus terrestris ที่กระจัดกระจายอยู่ในผิวหนังชั้นนอกและชั้นที่เชื่อมต่อด้านล่าง ทั้งในแนวยาวและในชั้นกล้ามเนื้อเรียบ ซึ่งกระตุ้นภูมิคุ้มกันสำหรับ TLR2, CD14 และ -Tubulin เป็นครั้งแรก TLR2 และ CD14 ไม่ได้ถูกรวมเข้าด้วยกันโดยสมบูรณ์ ซึ่งบ่งชี้ว่า coelomocytes เหล่านี้อาจเป็นของสองตระกูลที่แตกต่างกัน การแสดงออกของโมเลกุลภูมิคุ้มกันเหล่านี้บนโคอีโลโมไซต์ของแอนเนลแดเป็นการยืนยันถึงบทบาทสำคัญของพวกมันในระบบป้องกันภายในของโปรโตสโตม Oligochaeta เหล่านี้ ซึ่งบ่งบอกถึงการอนุรักษ์สายวิวัฒนาการของตัวรับเหล่านี้ ข้อมูลเหล่านี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับความเข้าใจในระบบการป้องกันภายในของแอนเนลิดาและกลไกที่ซับซ้อนของระบบภูมิคุ้มกันในสัตว์มีกระดูกสันหลัง

Coelomocytes เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับภูมิคุ้มกัน Coelomocytes เป็นเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกัน พวกมันสามารถหลั่งปัจจัยภูมิคุ้มกันต่างๆ เช่น ไซโตไคน์ อินเตอร์ลิวคิน แอนติเจน และแอนติบอดี เพื่อควบคุมและเพิ่มความสามารถในการสร้างภูมิคุ้มกันของร่างกาย

โคอีโลโมไซต์ทำหน้าที่ของภูมิคุ้มกันหลายอย่าง รวมถึงควบคุมการตอบสนองของภูมิคุ้มกันในเซลล์ในฐานะเซลล์ที่สร้างแอนติเจน ฆ่าเชื้อโรคและเซลล์ผิดปกติโดยตรง และมีส่วนร่วมในการควบคุมการอักเสบและการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน นอกจากนี้ การศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นว่า coelomocytes ยังสามารถปรับปรุงภูมิคุ้มกันต่อเชื้อโรคที่อาจเกิดขึ้นได้ด้วยการสะสมเซลล์หน่วยความจำภูมิคุ้มกัน ซึ่งจะเป็นการปรับปรุงภูมิคุ้มกันของร่างกาย

ดังนั้นการรักษาการทำงานและปริมาณของ coelomocytes ให้เป็นปกติจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อภูมิคุ้มกันของร่างกาย ในเวลาเดียวกัน โดยการควบคุมและเสริมสร้างการทำงานของภูมิคุ้มกันของ coelomocytes ภูมิคุ้มกันของร่างกายยังสามารถปรับปรุง เพื่อป้องกันและรักษาโรคต่าง ๆ ได้ดียิ่งขึ้น จากนี้จะเห็นความสำคัญของภูมิคุ้มกัน Cistanche สามารถเสริมสร้างภูมิคุ้มกัน Cistanche อุดมไปด้วยสารต้านอนุมูลอิสระหลายชนิด เช่น วิตามินซี วิตามินซี แคโรทีนอยด์ เป็นต้น ส่วนผสมเหล่านี้สามารถกำจัดอนุมูลอิสระ ลดความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน และปรับปรุงภูมิคุ้มกัน ความต้านทานของระบบ

คลิกประโยชน์ของ cistanche tubulosa

คำหลัก

Annelid, Coelomocytes, Earthworm, วิวัฒนาการ, ภูมิคุ้มกัน

การแนะนำ

กลไกการป้องกันภายในช่วยให้โฮสต์อยู่รอดใน metazoan กลไกเหล่านี้ซับซ้อนมากขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตมีวิวัฒนาการ โพรโทสโทมไม่มีภูมิคุ้มกันที่ปรับตัวได้ ซึ่งต่างจากดิวเทอโรโทมที่มีกระดูกสันหลัง การป้องกันขึ้นอยู่กับภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด [56] แนวป้องกันเริ่มต้นของแบคทีเรียและจุลินทรีย์ในสัตว์มีกระดูกสันหลังคือการกระตุ้นอย่างรวดเร็วของเซลล์และโมเลกุลภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด เมื่อเร็ว ๆ นี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังได้กลายเป็นตัวเลือกสำหรับการวิเคราะห์ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด เพื่อเปิดเผยกลยุทธ์และความซับซ้อนของการตอบสนองของภูมิคุ้มกันที่ปรับตัวได้ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังได้พัฒนากลไกภูมิคุ้มกันที่ใช้งานอยู่มากมาย รวมถึงการผลิตเปปไทด์ต้านจุลชีพ การแข็งตัวของเลือด ฟาโกไซโทซิส และปฏิกิริยาการห่อหุ้ม [20, 24] กลไกเหล่านี้ขึ้นอยู่กับ "ตัวรับการจดจำรูปแบบ" (PRRs) ซึ่งเป็นโมเลกุลภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ซึ่งสามารถแยกแยะ "ตัวตน" จากส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ "ไม่ใช่ตัวเอง"

การรับรู้ของ "รูปแบบโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับเชื้อโรค" (PAMPs) ควบคุมการเริ่มต้นของเส้นทางการส่งสัญญาณที่จำเป็น ไปจนถึงการเปิดใช้งานของยีนที่เข้ารหัสตัวไกล่เกลี่ยการอักเสบ เปปไทด์ต้านจุลชีพ และตัวควบคุม phagocytosis [32] Oligochaetes annelids (ไส้เดือนดิน) ได้กลายเป็นแบบจำลองสำหรับวิทยาภูมิคุ้มกันเปรียบเทียบ และเช่นเดียวกับปลิง ถูกนำมาใช้สำหรับการตรวจติดตามชีวสิ่งแวดล้อมบนบกและในน้ำ (B.-T. [48, 52, 53, 72] ไส้เดือนมีมาแต่กำเนิดและมีการพัฒนาอย่างสูง และกลไกการป้องกันที่มีประสิทธิภาพต่อจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายในสิ่งแวดล้อม แนวป้องกันทางกล-ชีวภาพแนวแรกที่แยกร่างกายของแอนนีลิดออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกคือ ผิวหนัง ซึ่งประกอบด้วยชั้นหนังกำพร้าและชั้นกล้ามเนื้อ มีหนังกำพร้าที่มีชั้นบางๆ ของ mucopolysaccharides และโปรตีน ซึ่งทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันจุลินทรีย์ [20]

ในไส้เดือน ระบบภูมิคุ้มกันของเซลล์และร่างกายทำงานร่วมกันเป็นครั้งแรกในวิวัฒนาการของเมทาโซอัน ของเหลวในช่อง coelomic นั้นมีส่วนรับผิดชอบต่อกิจกรรมภูมิคุ้มกันของร่างกาย ช่อง coelomic ของไส้เดือนเต็มไปด้วยของเหลวที่มี coelomocytes อิสระและเดินเตร่และมวลรวมที่เป็นเม็ดสีของพวกมันเรียกว่าร่างสีน้ำตาล ซึ่งเป็นผลผลิตจากการห่อหุ้มของแบคทีเรียที่บุกรุกและอนุภาคที่ตกค้าง กระบวนการทางชีวภาพหลายอย่าง รวมทั้ง hemolytic, proteolytic, cytotoxic และ antibacterial ดำเนินการโดยของเหลว coelomic ของไส้เดือนดิน [19, 24, 29] coelom สื่อสารโดยตรงกับสภาพแวดล้อมภายนอกผ่านรูพรุนด้านหลังและท่อไตคู่ที่ขับเมแทบอไลต์ออกมา รูขุมขนเหล่านี้มีส่วนร่วมในการกำจัดแบคทีเรียและ coelomocytes ที่หมดไป ภายใต้สภาวะความเครียด ของเหลว coelomic และเซลล์แขวนลอยสามารถถูกขับออกอย่างรวดเร็วโดยการเพิ่มความดันภายในลำไส้ [24]

Coelomocytes ของไส้เดือนเป็นองค์ประกอบสำคัญของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดของเซลล์ เซลล์เหล่านี้มีลักษณะคล้ายกับเม็ดเลือดขาวที่มีกระดูกสันหลังทั้งในด้านสัณฐานวิทยาและการทำงาน [33] โคอีโลโมไซต์ทำงานหลากหลาย รวมถึงความเป็นพิษต่อเซลล์ของเซลล์ การห่อหุ้ม และฟาโกไซโทซิส พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นประชากรย่อยหลักสองกลุ่ม: เมลาโนไซต์และอะมีโบไซต์ (ไฮยาลินและแกรนูล) [33] อะมีโบไซต์ไฮยาลินและแกรนูลมีส่วนในฟาโกไซโทซิสและการห่อหุ้ม ซึ่งแสดง PRRs ต่างๆ [23, 60] เซลล์หมุนเวียนเหล่านี้ที่ย้ายเข้าไปในเนื้อเยื่อจากโพรง coelomic นั้นคล้ายคลึงกันมากกับมาโครฟาจที่มีกระดูกสันหลัง การกลืนกินหรือห่อหุ้มเชื้อโรค สายพันธุ์ออกซิเจนที่เกิดปฏิกิริยา (ROS) และไนตริกออกไซด์ (NO) [39] Eleocytes ผลิตโปรตีนที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่หลากหลายซึ่งเกี่ยวข้องกับการตอบสนองของภูมิคุ้มกันของร่างกายและยังช่วยล้างพิษในร่างกายผ่านระบบ lysosomal ของพวกมัน [24] โคอีโลโมไซต์สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาลิทิกกับเซลล์เป้าหมายและปล่อยเปปไทด์ต้านจุลชีพ ในบรรดากลไกภูมิคุ้มกัน การทดลองปลูกถ่ายได้แสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของการจดจำตนเองในไส้เดือนดิน [28]

โคอีโลโมไซต์ของแอนเนลิดสร้างกลไกภูมิคุ้มกันอย่างรวดเร็วเพื่อต่อต้านแบคทีเรีย ปรสิต และยีสต์ผ่านปฏิกิริยาของเซลล์ [59] การตอบสนองอย่างรวดเร็วนี้อาศัยโดยโมเลกุลต้านแบคทีเรียที่ละลายน้ำได้ เช่น ไลโซไซม์ ไลเซนิน และลูบริซิน [22, 42, 68] โมเลกุลภูมิคุ้มกันที่ได้รับการอนุรักษ์อย่างสูง เช่น ตัวบ่งชี้พื้นผิวเซลล์ ถูกค้นพบบน coelomocytes โดยใช้ไซโตเมตริกสำหรับการวิเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง coelomocytes ทำปฏิกิริยากับแอนติบอดีที่จำเพาะต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โดยแสดงให้เห็นในแง่บวกเพียงผิวเผินต่อแอนติบอดีที่ต่อต้าน CD11a, CD45RA, CD45RO, CDw49b, CD54, b2-M และ Ty-1 [30, 34]

การศึกษาของเรามีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินการมีอยู่ของ TLR2, CD14 และ -Tubulin เป็นครั้งแรกใน coelomocytes ของ Lumbricus terrestris (Linnaeus, 1758) ซึ่งเป็นไส้เดือนทรงกระบอกที่กว้างหลายส่วนหลายส่วนซึ่งเป็นของตระกูล Lumbricidae (Annelida, Oligochaeta) กระเทย ยาว 8 ถึง 10 ซม. [55]. การปรับปรุงความรู้เกี่ยวกับระบบป้องกันภายในของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังสามารถช่วยในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับภูมิคุ้มกันที่ซับซ้อนมากขึ้นของสัตว์มีกระดูกสันหลัง และเป็นผลให้วิวัฒนาการของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน [63]

วัสดุและวิธีการ

ตัวอย่างและการเตรียมเนื้อเยื่อ

ตัวอย่าง Lombricus terrestris มาจาก histotheca ในห้องปฏิบัติการของเรา ก่อนหน้านี้ พวกมันถูกนำไปในทุ่งโล่งที่ไม่มีการปนเปื้อนและปรับสภาพเป็นเวลาสองสัปดาห์ในดินสด ตามรายงานของ Licata et al [51] จากนั้นจึงเตรียมโดยใช้วิธีการมาตรฐานสำหรับกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ตัวอย่างถูกแช่ในภูมิคุ้มกัน (พาราฟอร์มัลดีไฮด์ 4 เปอร์เซ็นต์ ) (05-W01030705, BioOptica Milano SpA, มิลาน, อิตาลี) เป็นเวลาสองชั่วโมง จากนั้น ได้รับการบำบัดด้วยระดับเอทานอลที่ขจัดน้ำออก (จากเอทานอล 30 ถึง 100 เปอร์เซ็นต์) และเตรียมสำหรับการรวมในพาราฟินโดยใช้ไซลีน

เมื่อรวมแล้ว การตัดแบบบางขนาด 3-5 μm สองส่วนด้วยไมโครโทมแบบโรตารี่จะถูกวางไว้ในแต่ละสไลด์

มิญชวิทยา

มีการใช้คราบสัณฐานวิทยาและฮิสโตเคมีในการประมวลผลสไลด์ [4, 6] ชิ้นสไลซ์ถูกทำให้แห้งโดยใช้สารละลายโปรเกรสซีฟแอลกอฮอล์ (จากเอทานอล 100 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์) ไปจนถึงน้ำกลั่นหลังจากถูกลดพาราฟินในไซลีน [17], G. [75] ต่อจากนั้น พวกมันถูกย้อมโดยใช้ Mallory trichrome และ AB/PAS [3] . หลังจากติดตั้งสไลด์ย้อมสีโดยใช้ Eukitt (BioOptica Milano SpA, มิลาน, อิตาลี, ยุโรป) ข้อมูลเกี่ยวกับสายพันธุ์ที่ใช้ในการศึกษานี้รวมอยู่ในตารางที่ 1

อิมมูโนฟลูออเรสเซนต์

ส่วนที่ถูกแยกพาราฟไนซ์ได้รับการบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมบอโรไฮไดรด์ 5 เปอร์เซ็นต์เพื่อกำจัดสารเรืองแสงอัตโนมัติ จากนั้นใช้สารละลายโบวีนซีรัมอัลบูมิน (BSA) 2.5 เปอร์เซ็นต์ จากนั้นจึงบ่มชิ้นส่วนในชั่วข้ามคืนด้วยแอนติบอดีปฐมภูมิต่อ TLR2, CD14 และ -Tubulin [40 ]. หลังจากนั้นจึงทำการบ่มแอนติบอดีทุติยภูมิ เพื่อหลีกเลี่ยงการฟอกสี ชิ้นส่วนถูกติดตั้งโดยใช้ Fluoromount™ Aqueous Mounting Medium (Sigma-Aldrich, Taufkirchen Germany, Europe) การทดลองดำเนินการโดยไม่มีแอนติบอดีปฐมภูมิเป็นตัวควบคุมเชิงลบ (ไม่แสดงข้อมูล) เพื่อยืนยันว่าแอนติบอดีหลักมีภูมิคุ้มกัน เนื้อเยื่อผิวหนังของหนูถูกใช้เป็นตัวควบคุมเชิงบวก (ไม่แสดงข้อมูล) [5, 47, 74]

ชิ้นส่วนเหล่านี้ได้รับการวิเคราะห์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์สแกนเลเซอร์คอนโฟคอล Zeiss LSM DUO พร้อมโมดูล META (Carl Zeiss MicroImaging GmbH, Jena, เยอรมนี, ยุโรป) ด้วยเลเซอร์ฮีเลียม-นีออน (543 นาโนเมตร) และอาร์กอน (458 นาโนเมตร) ที่มีความยาวคลื่นต่างกัน [7] . เพื่อปรับปรุงรูปภาพ ใช้ Zen 2011 (ซอฟต์แวร์ LSM 700 Zeiss, Oberkochen, เยอรมนี, ยุโรป) การใช้ Adobe Photoshop CC เวอร์ชัน 2019 (Adobe Systems, San Jose, CA, USA) รูปภาพดิจิทัลถูกรวมเข้าเป็นรูปภาพประกอบ เส้นโค้งความเข้มของการเรืองแสงได้รับการประเมินโดยใช้คุณสมบัติ "โปรไฟล์การแสดงผล" ของ Zen 2011 [58] รายละเอียดเกี่ยวกับแอนติบอดีสรุปไว้ในตารางที่ 2

การวิเคราะห์เชิงปริมาณ

รวบรวมข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณผ่านการตรวจสอบ 10 ส่วน 20 ช่องต่อตัวอย่าง ประเมินความเป็นบวกของเซลล์และจำนวนโดยใช้ซอฟต์แวร์ ImageJ 1.53e จำนวนของ coelomocytes ที่เป็นบวกสำหรับ TLR2, CD14 และ -Tubulin ถูกนับโดยใช้ SigmaPlot เวอร์ชัน 140 (Systat Software, San Jose, CA, USA) ข้อมูลที่กระจายตามปกติได้รับการวิเคราะห์โดยใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบทางเดียวและแบบทดสอบของนักเรียน มีการรายงานค่าเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (SD) ของจำนวน coelomocytes ภูมิคุ้มกัน: ** p น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.01, * p น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.05

ผลลัพธ์

ไส้เดือนดิน Lumbricus terrestris มีเยื่อบุผิวแบบแบ่งชั้นเดียวและหนังกำพร้าที่เป็นเส้นใยซึ่งประกอบกันเป็นหนังกำพร้า เนื้อเยื่อเกี่ยวพันและกล้ามเนื้อที่เป็นส่วนประกอบของผนังร่างกายส่วนใหญ่อยู่ใต้ผิวหนังชั้นนอก เยื่อบุผิวชั้นนอกช่วยให้หนังกำพร้าที่เป็นคอลลาเจนแตกต่างจากส่วนอื่น ๆ ของสิ่งมีชีวิตและมีหน้าที่ในการผลิตคอลลาเจนของหนังกำพร้านี้ หนังกำพร้า หนังกำพร้า กล้ามเนื้อตามยาว และกล้ามเนื้อวงกลม สามารถมองเห็นได้โดยการตรวจสอบทางเนื้อเยื่อของส่วนตัดขวางของผนังลำตัวของไส้เดือน หนังกำพร้ามีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่ชัดเจน มันเป็นทั้งชั้นเยื่อบุผิวชั้นเดียวหรือ pseudostratified; ประกอบด้วยเซลล์รองรับ เซลล์ฐาน เซลล์ต่อม และเซลล์ประสาทสัมผัส (รูปที่ 1) การวิเคราะห์อิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์จากการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอล แสดงโคอีโลโมไซต์ที่เป็นบวกสำหรับ TLR2 (รูปที่ 2, 3), CD14 (รูปที่ 2) และ -Tubulin (รูปที่ 3) ซึ่งกระจายอยู่ในผิวหนังชั้นนอกและชั้นที่เชื่อมต่อด้านล่าง ทั้งใน ตามยาวและในชั้นกล้ามเนื้อเรียบ TLR2 และ CD14 ไม่ได้ถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างสมบูรณ์ ซึ่งบ่งชี้ว่า coelomocytes เหล่านี้อาจเป็นของสองตระกูลที่แตกต่างกัน (รูปที่ 2) นอกจากนี้ เซลล์ต่อมเมือกมีผลบวกต่อทูบูลินในผิวหนังชั้นนอก (รูปที่ 3) ด้วยการวิเคราะห์ฟังก์ชัน "โปรไฟล์การแสดงผล" ของกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอล เรายืนยันจุดสูงสุดของการเรืองแสงของโคโลไลเซชันระหว่างแอนติบอดีที่ทดสอบ

การวิเคราะห์เชิงปริมาณเผยให้เห็นจำนวนโคอีโลโมไซต์ที่เป็นบวกที่ใกล้เคียงกันสำหรับแอนติบอดีแต่ละตัวที่ทดสอบ ดังแสดงในตารางที่ 3

การอภิปราย

การตอบสนองของโฮสต์ต่อเชื้อโรคที่บุกรุกเป็นกลไกทางสรีรวิทยาที่เป็นของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ตั้งแต่การปรากฏตัวของเซลล์ยูคารีโอตเซลล์แรก กระบวนการป้องกันหลายอย่างได้พัฒนาขึ้นเพื่อรับประกันความสมบูรณ์ของเซลล์ สภาวะสมดุล และการอยู่รอดของโฮสต์ [25] สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังได้พัฒนาการตอบสนองการป้องกันที่หลากหลายซึ่งสามารถจดจำและกำจัดสิ่งแปลกปลอม จุลินทรีย์ หรือปรสิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่คอร์ดเดตมีภูมิคุ้มกันที่ปรับตัวได้ โลโฟโทรโชซัวในฐานะไส้เดือนอาศัยเซลล์ภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติเป็นหลัก เช่น ฟาโกไซต์ (อะโมอีโบไซต์, โคอีโลโมไซต์) ซึ่งเกี่ยวข้องกับ PRRs ที่อนุรักษ์ไว้ตามสายวิวัฒนาการเพื่อเป็นสื่อกลางในการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน [41] Scavenger receptors, TLRs และ Nod-like receptors (NLRs) เป็นตัวแทนที่โดดเด่นในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง หลังจากการจับตัวรับ-ลิแกนด์ การส่งสัญญาณจะเริ่มต้นปฏิกิริยาของเซลล์ที่ซับซ้อน ซึ่งนำไปสู่การผลิตหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งโมเลกุลเอฟเฟกต์ที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน [61] โปรตีน coelomic cytolytic (CCF), lipopolysaccharide-binding protein (EaLBI/BPI) และ Toll-like EaTLR receptor เป็น PRR สามประเภทที่ได้รับการระบุในไส้เดือนจนถึงปัจจุบัน [65, 66] CCF ได้รับการระบุและแสดงลักษณะเป็นโมเลกุลภูมิคุ้มกันของของเหลว coelomic และ coelomocytes ของ Eisenia foetida (Savigny, 1826) CCF ซึ่งจับกับแอนติเจนของจุลินทรีย์สามารถกระตุ้นโพรฟีนอลออกซิเดส cascade ซึ่งเป็นกลไกภูมิคุ้มกันที่สำคัญของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ออกแรงต้านคุณสมบัติ ดังนั้นส่งเสริมฟาโกไซโทซิส [18, 35]

TLRs เป็นตัวรับการจดจำเมมเบรนที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้ตามวิวัฒนาการ [9, 15] ซึ่งจดจำแอนติเจนแปลกปลอมโดยใช้ PAMPs [2] และมีส่วนในการปรับการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน [8, 9, 11, 36] โบโด et al. [24] แสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของ TLR บน coelomocytes ของ annelid oligochaete Eisenia andrei (Bouché, 1972) [24] สกันตาและคณะ (2556) ที่แยกไส้เดือน TLR (EaTLR) จาก E. andrei ความหลากหลายภายในสปีชีส์สูงของตัวรับนี้บ่งชี้ว่ามียีน TLR หลายตัวอยู่ภายในจีโนมของ E. andrei TLR จาก Capitella teleta annelid polychaete (Blake, Grassle และ Eckelbarger, 2009), EaTLR และ TLR ของ mollusks และ echinoderms มีความคล้ายคลึงกันมาก ตามการวิจัยสายวิวัฒนาการ [66] Prochazkova และคณะ EaTLR ที่ไฮไลต์และกลุ่มซิสเทอีนหลายกลุ่ม (MCC) EatLR ที่แสดงออกทั่วเนื้อเยื่อร่างกายของไส้เดือน ตัวแรกมีอยู่มากเป็นพิเศษในระบบย่อยอาหาร ส่วนตัวที่สองอาจทำหน้าที่ในการพัฒนาตัวอ่อนและการตอบสนองต่อปรสิต [61] นอกจากนี้ การมีอยู่ใน coelomocytes สามารถแสดงออกมากเกินไปเนื่องจากการสะสมของแบคทีเรีย [66] Coelomocytes ของ Lumbricus terrestris สามารถจำแนก monocytes ในหลอดทดลองว่าไม่ใช่ตัวเอง เป็นการยืนยันความสามารถในการรับรู้ภูมิคุ้มกันของพวกมัน [62] การศึกษา Transcriptomics ยืนยันการมีอยู่ของ 18 TLRs ใน polychaete annelid Arenicola marina (Linnaeus, 1758) [67]

ก่อนหน้านี้เราได้แสดงให้เห็นการมีอยู่ของ TLR2 ในสัตว์มีกระดูกสันหลังหลายตัว [4, 11, 12, 16, 46, 54] และ urochordates [14, 45]

จากข้อมูลเหล่านี้ การศึกษาของเราจำแนก TLR2 ทางอิมมูโนฮิสโตเคมีใน coelomocytes ของ Lumbricus terrestris เป็นครั้งแรก เรารวบรวม TLR2/CD14 และ TLR2/ -Tubulin โดยยืนยันเซลล์ coelomocytes สองประเภทตามที่รายงานโดย Engelmann [33] ไม่ใช่เซลล์โคอีโลโมไซต์ทั้งหมดที่ได้รับการรวมศูนย์สำหรับการทดสอบแอนติบอดี ซึ่งบ่งชี้ถึงความหลากหลายทางหน้าที่และโครงสร้างที่เป็นไปได้ของเซลล์เหล่านี้ แม้ว่าจะไม่มีหลักฐานจากการทดลอง แต่การมีอยู่ของ TLR2/CD14 colocalized coelomocytes อาจบ่งชี้ว่าเซลล์เหล่านี้อาจเป็น amoebocytes ที่เกี่ยวข้องกับ phagocytosis ในขณะที่ coelomocytes ที่แสดง TLR เพียงอย่างเดียวอาจเป็นเซลล์ melanocytes ที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน แต่ไม่ทำหน้าที่ phagocytic [1, 37 , 38], สจ. [49, 50], น.,[57, 71]. แม้ว่า Bodó et al. บ่งชี้ว่าไม่มี TLR ใน E. andrei melanocytes โดยใช้ qPCR [23] TLR2-มีการตรวจพบ melanocytes ที่เป็นบวกใน L. terrestris ซึ่งเป็นการบอกถึงความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์ไส้เดือนตามที่ได้ตั้งสมมติฐานไว้แล้วบนฐานจีโนมนิวเคลียร์ [64]

การศึกษาโดย Eguielor และคณะ [31] ในปลิง Glossiphonia complanata (Linnaeus, 1758) ระบุประเภทเซลล์หลักสามประเภททางสัณฐานวิทยาและฮิสโตเคมีคอล (เซลล์คล้ายมาโครฟาจ, เซลล์คล้าย NK, แกรนูโลไซต์ประเภท I และ II) โดยใช้เครื่องหมายต่อต้านมนุษย์ที่แตกต่างกันในเมาส์ที่จำเพาะสำหรับแมคโครฟาจ CD14 และ CD61 [44] และเซลล์ NK CD56 และ CD57 [43] ปฏิกิริยาข้ามกับแอนติบอดีที่สร้างขึ้นต่อต้านแอนติเจนซีดีของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนี้เห็นด้วยกับข้อมูลวรรณกรรมเกี่ยวกับความสัมพันธ์ทางสายวิวัฒนาการระหว่างแอนนีลิดและสัตว์มีกระดูกสันหลัง [21, 30] และอาจเป็นตัวอย่างของการอนุรักษ์โมเลกุลภูมิคุ้มกันเหล่านี้แบบวิวัฒนาการ

แอนติบอดีต่อต้าน CD24 ของมนุษย์ในหนูเมาส์, แอนติบอดีต่อต้านเนื้องอก (TNF)-, แอนติบอดีต่อต้าน CD45RA และต่อต้าน CD45RO ได้รับการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในพื้นผิว coelomocyte ของไส้เดือนดิน Eisenia foetida [30, 34] ซึ่งบ่งชี้ว่าโมเลกุลเหล่านี้เป็น ได้รับการอนุรักษ์อย่างมากในระหว่างการวิวัฒนาการสายวิวัฒนาการ การศึกษาเหล่านี้สอดคล้องกับงานวิจัยก่อนหน้านี้ที่แสดงให้เห็นว่าแอนติเจนที่พื้นผิวของ coelomocyte มีปฏิกิริยาข้ามกับแอนติบอดีต่อ CD14, CD11b และ CD11c ที่ผลิตในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม Temiste petricola (Amor, 1964) ซึ่งแสดงลักษณะของเซลล์ฟาโกไซต์ที่เป็นผลบวกต่อแอนติบอดีต่อต้าน CD14, CD11b และ CD11c [21 ]. จากข้อมูลเหล่านี้ ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่าเซลล์ฟาโกไซติกมีปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันต่อ CD14 ใน Lumbricus terrestris

นอกจากนี้เรายังแสดงให้เห็นถึงภูมิคุ้มกันของ coelomocytes ถึง -Tubulin, colocalized กับ TLR2, แสดงความเชื่อมโยงระหว่างโครงร่างโครงร่างโครงร่าง, microtubules และการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติที่ไกล่เกลี่ยโดย TLR2 Colocalization ของ TLR2 และ -Tubulin ยืนยันการมีส่วนร่วมของ tubulin ในการขนส่ง TLRs บนพื้นผิวเมมเบรน การศึกษาโดย Heli Uronen-Hansson และคณะ [70] แสดงการแสดงออกของท่อหลอดเลือดขนาดใหญ่ของ TLR2 และ TLR4 บนโมโนไซต์ภายในและภายนอกเช่นเดียวกับในเซลล์เดนไดรต์ เนื่องจากตัวรับเหล่านี้ถูกรวมเข้ากับ -Tubulin และเชื่อมโยงโดยตรงกับ Golgi complex ไมโครทูบูลจึงอาจทำหน้าที่เป็นท่อส่งสำหรับการถ่ายโอน TLR vesicles [70] Tubulin ยังมีอยู่ในผิวหนังชั้นนอก ช่วยรักษาความสมบูรณ์ [27] และแทรกแซงการรักษาบาดแผล [73] ดังนั้นจึงช่วยระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ดังรายงานจากการศึกษาเกี่ยวกับ Nematoda Caenorhabditis elegans (Maupass, 1900) [27, 69].

Colocalization ยืนยันโดยฟังก์ชัน "display profile" ของกล้องจุลทรรศน์ confocal ยืนยันผลที่ได้รับ โดยเน้นจุดสูงสุดของการเรืองแสงที่สอดคล้องกับการจับของแอนติบอดีกับแอนติเจนที่สอดคล้องกัน

โดยสรุป การศึกษาของเราระบุ coelomocytes กล้องจุลทรรศน์ confocal กระตุ้นภูมิคุ้มกันต่อ TLR2, CD14 และ -Tubulin เป็นครั้งแรกใน Oligochaeta annelid Lumbricus terrestris ข้อมูลเหล่านี้ไม่เพียงตรวจสอบการอนุรักษ์เชิงวิวัฒนาการที่สำคัญของโมเลกุลเหล่านี้เท่านั้น แต่ยังทำให้ความรู้ของเราลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับระบบป้องกันภายในของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง โดยเฉพาะสัตว์จำพวกแอนนีลิด และอาจให้ข้อบ่งชี้ที่เป็นประโยชน์สำหรับการศึกษาในอนาคต ปรับปรุงการศึกษากลไกภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดที่ซับซ้อนของ สัตว์มีกระดูกสันหลังตอนบน

คำชี้แจงของคณะกรรมการตรวจสอบสถาบัน

การทบทวนและการอนุมัติทางจริยธรรมได้รับการยกเว้นสำหรับการศึกษานี้เนื่องจากไม่มีการใช้ขั้นตอนการทดลองกับตัวอย่าง

ผลงานของผู้เขียน

การสร้างแนวคิด, Alessio Alesci; การวิเคราะห์อย่างเป็นทางการ, Alessio Alesci และ Angelo Fumia; การสืบสวน, Alessio Alesci, Gioele Capillo, Angelo Fumia, Marco Albano, Emmanuele Messina, Nunziacarla Spanò, Simona Pergolizzi และ Eugenia Rita Lauriano; ผู้ดูแลข้อมูล, Alessio Alesci, Gioele Capillo, Angelo Fumia, Marco Albano, Emmanuele Messina, Nunziacarla Spanò, Simona Pergolizzi และ Eugenia Rita Lauriano; การเขียน—การเตรียมร่างต้นฉบับ, Alessio Alesci; การเขียน—การตรวจทานและการแก้ไข, Alessio Alesci, Gioele Capillo, Nunziacarla Spanò, Simona Pergolizzi และ Eugenia Rita Lauriano; การสร้างภาพ, Alessio Alesci และ Angelo Fumia; กำกับการแสดงโดย Eugenia Rita Lautiano ผู้เขียนทุกคนได้อ่านและยอมรับต้นฉบับฉบับที่จัดพิมพ์แล้ว

เงินทุน

งานวิจัยนี้ไม่ได้รับทุนสนับสนุนจากภายนอก

ความพร้อมใช้งานของข้อมูลและวัสดุ

ข้อมูลที่นำเสนอในการศึกษานี้มีอยู่ในบทความ

ประกาศ

การอนุมัติด้านจริยธรรมและยินยอมให้เข้าร่วม

ไม่สามารถใช้ได้.

การแข่งขันความสนใจ

ผู้เขียนประกาศว่าไม่มีความขัดแย้งทางผลประโยชน์

อ้างอิง

1. Aderem A, อันเดอร์ฮิลล์ DM กลไกของฟาโกไซโทซิสในแมคโครฟาจ อันนู เรฟ อิมมูนอล 2542;17(1):593–623. https://doi.org/10.1146/annur ev.immunol.17.1.593.

2. Akira S, Uematsu S, Takeuchi O. การรับรู้เชื้อโรคและภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติ เซลล์ 2549;124(4):783–801. https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.02.015.

3. Alesci A, Albano M, Savoca S, Mokhtar DM, Fumia A, Aragona M, Lo Cascio P, Hussein MM, Capillo G, Pergolizzi S, Spanò N, Lauriano ER Confocal Identification of Immune Molecules in Skin Club Cells of Zebrafsh (Danio rerio, Hamilton 1882) และบทบาทที่เป็นไปได้ในการสร้างภูมิคุ้มกัน ชีววิทยา. 2022;11(11):1653. https://doi.org/10.3390/biology11111653.

4. Alesci A, Capillo G, Fumia A, Messina E, Albano M, Aragona M, Lo Cascio P, Spanò N, Pergolizzi S, Lauriano ER การวิเคราะห์ลักษณะคอนโฟคอลของเซลล์เดนไดรต์ในลำไส้ตั้งแต่ไมซินไปจนถึงเทเลออส ชีววิทยา. 2022;11(7):1045.https://doi.org/10.3390/biology11071045.

5. Alesci A, Capillo G, Mokhtar DM, Fumia A, D'Angelo R, Lo Cascio P, Albano M, Guerrera MC, Sayed RKA, Spanò N, Pergolizzi S, Lauriano ER การแสดงออกของแอนติไมโครบิกเปปไทด์ Piscidin1 ใน Gills Mast Cells ของปลาตีนยักษ์ Periophthalmodon schlosseri (Pallas, 1770) Int J Mol วิทย์ 2022;23(22):13707. https://doi.org/10.3390/ijms232213707.

6. Alesci A, Cicero N, Fumia A, Petrarca C, Mangifesta R, Nava V, Lo Cascio P, Gangemi S, Di Gioacchino M, Lauriano ER การวิเคราะห์ทางเนื้อเยื่อวิทยาและเคมีของโลหะหนักในไตและเหงือกของ Boops Boops: Melanomacrophages Centers และ Rodlet Cells เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อม สารพิษ 2022;10(5):218. https://doi.org/10.3390/toxics10050218.

7. Alesci, A., Fumia, A., Miller, A., Calabrò, C., Santini, A., Cicero, N., & Lo Cascio, P. (2022) สาหร่ายสไปรูลิน่าส่งเสริมการรวมตัวของมาโครฟาจในตับปลาม้าลาย (Danio rerio) แนท โพรด เรส, 1–7. https://doi.org/10.1080/14786419. 2022.2089883.

8. Alesci, A., Gitto, M., Kotańska, M., Lo Cascio, P., Miller, A., Nicosia, N., Fumia, A., & Pergolizzi, S. (2022) การสร้างภูมิคุ้มกัน ประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และผลกระทบทางจิตใจของวัคซีน COVID-19 mRNA อิมมูนอลของมนุษย์, S0198885922001586. https://doi.org/10.1016/j.humimm.2022.08.004.

9. Alesci, A., Lauriano, ER, Aragona, M., Capillo, G., & Pergolizzi, S. (2020) การทำเครื่องหมายเซลล์สัตว์มีกระดูกสันหลัง Langerhans ตั้งแต่ปลาจนถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แอกตา ฮิสโตเคมีกา, 122(7): 151622 https://doi.org/10.1016/j.acthis.2020.151622

10. Alesci A, Lauriano ER, Fumia A, Irrera N, Mastrantonio E, Vaccaro M, Gangemi S, Santini A, Cicero N, Pergolizzi S. ความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ภูมิคุ้มกัน ภาวะซึมเศร้า ความเครียด และโรคสะเก็ดเงิน: สามารถใช้ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติได้ เป็นประโยชน์? โมเลกุล 2565;27(6):2496.

11. Alesci, A., Pergolizzi, S., Capillo, G., Lo Cascio, P., & Lauriano, ER (2022) เซลล์ Rodlet ในไตของปลาทอง (Carassius auratus, Linnaeus 1758): การศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบแสงและคอนโฟคอล แอคตา ฮิสโตเคมีกา, 124(3):151876.

12. Alesci, A., Pergolizzi, S., Fumia, A., Calabrò, C., Lo Cascio, P., & Lauriano, ER (2022) แมสต์เซลล์ในลำไส้ของปลาทอง ( Carassius auratus ): ลักษณะทางอิมมูโนฮิสโตเคมี แอคต้า ซูโลจิกา.

13. Alesci A, Pergolizzi S, Fumia A, Miller A, Cernigliaro C, Zaccone M, Salamone V, Mastrantonio E, Gangemi S, Pioggia G, Cicero N. ระบบภูมิคุ้มกันและสภาวะทางจิตใจของหญิงตั้งครรภ์ในช่วงโควิด-19 .Pandemic: สารอาหารรองสามารถรองรับการตั้งครรภ์ได้หรือไม่? สารอาหาร 2565;14(12):2534. https://doi.org/10.3390/nu14122534. 14. Alesci, A., Pergolizzi, S., Lo Cascio, P., Capillo, G., & Lauriano, ER (2022) การแปลเปปไทด์ในลำไส้แบบ vasoactive และเซลล์ภูมิคุ้มกันแบบ toll-like receptor 2 ใน endostyle ของ urochordate Styela plicata (Lesueur, 1823) เทคโนโลยี Microsc Res, https://doi.org/10.1002/jemt.24119

15. Alesci A, Pergolizzi S, Lo Cascio P, Fumia A, Lauriano ER การฟื้นฟูเซลล์ประสาท: สัตว์มีกระดูกสันหลัง ภาพรวมเปรียบเทียบและมุมมองใหม่สำหรับโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาท แอคต้า ซูโลจิกา. 2564. https://doi.org/10. 1111/azo.12397.

16. Alesci A, Pergolizzi S, Savoca S, Fumia A, Mangano A, Albano M, Messina E, Aragona M, Lo Cascio P, Capillo G, Lauriano ER การตรวจจับเซลล์กุณโฑในลำไส้ของ Hagfsh Eptatretus Cirrhatus แบบปากกว้าง (Forster, 1801): การประเมินด้วยกล้องจุลทรรศน์ Confocal ชีววิทยา. 2022;11(9):1366.https://doi.org/10.3390/biology11091366.

17. Alturkistani HA, Tashkandi FM, โมฮัมเหม็ดซาเลห์ ZM คราบเนื้อเยื่อวิทยา: การทบทวนวรรณกรรมและกรณีศึกษา Global J Health วิทย์. 2015;8(3):72.https://doi.org/10.5539/gjhs.v8n3p72.

18. Beschin A, Bilej M, Brys L, Torreele E, Lucas R, Magez S, De Baetselier P. การบรรจบกันของไซโตไคน์ ธรรมชาติ. 2542;400(6745):627–8.https://doi.org/10.1038/23164.

19. Bilej M, De Baetselier P, Beschin A. การป้องกันตัวต้านจุลชีพของไส้เดือน โฟเลียไมโครไบโอล. 2543;45(4):283–300. https://doi.org/10.1007/BF028 17549

20. Bilej M, Procházková P, Šilerová M, Josková R (2010) ภูมิคุ้มกันไส้เดือน ใน: Söderhäll K, edotiro. ภูมิคุ้มกันที่ไม่มีกระดูกสันหลังฉบับที่ 708. บอสตัน: สปริงเกอร์; หน้า 66–79). https://doi.org/10.1007/978-1-4419-8059-5_4.

21. Blanco GAC, Escalade AM, Alvarez E, Hajos S. การกระตุ้น phagocytosis ที่เกิดจาก LPS ในหนอน sipunculan Themiste petricola: การมีส่วนร่วมที่เป็นไปได้ของโมเลกุล CD14, CD11B และ CD11C ของมนุษย์ Dev Comp Immunol 2540;21(4):349–62. https://doi.org/10.1016/ ส0145-305X(97)00007-4

22. Bodó K, Boros Á, Rumpler É, Molnár L, Böröcz K, Németh P, Engelmann P. การจำแนกสารหล่อลื่นที่คล้ายคลึงกันในไส้เดือน Eisenia andrei Dev Comp Immunol 2019;90:41–6.

23. Bodó, K., Ernszt, D., Németh, P., & Engelmann, P. (2018). ลายนิ้วมือโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกันและการป้องกันที่แตกต่างกันในชุดย่อย coelomocyte ที่แยกจากกันของไส้เดือน Eisenia andrei การอยู่รอดของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง J, 338–345

24. Bodó K, Kellermayer Z, László Z, Boros Á, Kokhanyuk B, Németh P, Engelmann P. การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติที่เกิดจากการบาดเจ็บในระหว่างการงอกใหม่ของไส้เดือน Eisenia andrei Int J Mol วิทย์ 2021;22(5):2363.

25. Buchmann, K. (2014). วิวัฒนาการของภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติ: เบาะแสจากสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังผ่านปลาสู่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พรมแดนในภูมิคุ้มกันวิทยา

For more information:1950477648nn@gmail.com