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从hiv阳性患者和义齿口炎病变中分离的不同白色念珠菌样本毒力的比较:体外和体内试验

费尔南达Freire, Felipe de Camargo Ribeiro, Damara da Silva Ávila, Cristiane Aparecida Pereira, Juliana Campos Junqueira, Antonio Olavo Cardoso Jorge

联合国环境规划署大学科学技术研究所生物科学和口腔诊断系,Estadual Paulista, São José dos Campos,巴西

*通讯作者:
费尔南达Freire
生物科学与口腔诊断系;科学技术学院
联合国环境规划署-圣保罗州立大学,São José多斯坎波斯,巴西
电话:+55 12 39479033
传真:+55 12 39479010
电子邮件: (电子邮件保护)

收到日期:12/12/2016;接受日期:30/01/2017;发表日期:07/02/2017

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摘要

本研究的目的是评价白色念珠菌引起的念珠菌病的体内外毒力。本研究使用4个临床样本,其中2个来自hiv阳性患者(14/60),2个来自假牙口炎(DS)病变(32/62),1个参考菌株。初步评价了溶血素、脂肪酶、磷脂酶和蛋白酶的体外分泌情况;以及细胞表面的疏水性。随后,对小鼠进行免疫抑制,并接种白色念珠菌悬液。六天后,这些动物被安乐死,舌头被取出进行宏观和组织学分析。所有样品均产生毒力因子;然而,艾滋病毒阳性患者的样本毒性更强。宏观分析,各组均有念珠菌病病变,各组间差异无统计学意义。从hiv阳性患者分离的白色假单胞菌接种组的酵母和菌丝数量更高(p=0.0036),组织损伤更大(p=0.0016)。炎症浸润在14株与62株之间、62株与32株之间均有统计学差异(p<0.0001)。基于这些结果,可以得出结论,来自hiv阳性患者的临床样本毒性更强。 The experimental model of this work was essential to increase our understanding of the pathogenicity of C. albicans.

关键字

白色念珠菌口腔念珠菌病,免疫抑制,实验感染,小鼠模型

简介

真菌感染在口腔中主要是由白色念珠菌物种(12],约占总数的70%假丝酵母在口中分离的[2].定植和感染白念珠菌酵母是由生物膜的形成介导的,该生物膜由胚孢子、假菌丝和埋在细胞外聚合物质中的菌丝的异质混合物组成,这些物质形成通道和孔隙,并表现出与浮游念珠菌不同的表型特征。生物膜可维持细胞的完整性,防止细胞被吞噬,限制抗真菌药物的扩散[3.].此外,其他毒力特征白念珠菌,如黏附粘膜细胞,从单细胞酵母转化为丝状形式的能力,以及水解细胞外的分泌,在宿主组织入侵和解放的过程中被利用营养物质,使白念珠菌一种在不同宿主部位引起广泛感染的病原体[4].

白念珠菌生物膜常与假牙口炎的发生有关[56].义齿口炎是一种常见的炎症反应,病因多因素,通常与念珠菌种类有关,特别是白念珠菌,因其毒力强,能粘附口腔形成生物膜组织和假牙表面[7].

在HIV患者中,口腔表现是最重要和最早的指标。HIV感染有7种主要症状:口腔念珠菌病、毛状白斑、卡波西肉瘤、牙龈线状红斑、坏死性溃疡性牙龈炎、坏死性溃疡性牙周炎和非霍奇金淋巴瘤。50%的艾滋病毒感染者和80%的艾滋病患者都有上述特征[8].念珠菌病是由于白念珠菌9].念珠菌感染有四种形式,包括假膜性念珠菌病、红斑性念珠菌病、增厚性念珠菌病和角性唇炎。已注意到患者可能存在上述一种或多种组合[8].上述四种念珠菌病均存在低CD4计数[9].

小鼠动物模型在实验性念珠菌病的开发中是有用的,因为它没有假丝酵母作为微生物群的组成部分和针对这种微生物的二次免疫反应。此外,这种动物容易大量获得,免疫系统与人类更相似,维护成本更低[1011].

分析临床分离株的重要性在于它们的毒力因子可能不同。因此,进行了详细的刻画白念珠菌毒力因子不仅对详细了解感染过程是必要的,而且对产生新的和更有效的抗真菌化合物也是必要的[12].

因此,本研究的目的是评估不同毒力因子的产生在体外并比较临床分离株引起的念珠菌病白念珠菌在实验小鼠模型中。

材料与方法

伦理委员会

UNESP科学技术研究所动物研究伦理委员会根据第11/2014号议定书- CEUA/ICT-CJSC-UNESP批准了这项研究。

微生物

4个临床样本白念珠菌其中2例来自HIV患者(14例和60例),2例来自其他假牙口炎患者(32例和62例)。一个参考菌株白念珠菌(ATCC 18804) (American Type Culture Collection-ATCC)也被纳入本研究。临床样本是先前分离和鉴定的[1314],并与参考菌株一起保存在我们实验室的库存收集-80°C。

在体外毒性测试

为了评估酶活性和溶血活性,每个样品都在Sabouraud葡萄糖琼脂(SDA;Difco, Le Pont de Claix, France),并在37ºC下孵育24小时。接下来,将样品等距地接种在每种酶所研究的特定培养基上(~6 mm)。每个样品测试8次,培养皿在37℃下孵育2-7天。

使用两种培养基混合评估蛋白酶分泌[15].经高压灭菌后的A培养基由C组成6H12O6, KH2阿宝4, MgSO4(Labsynth, Diadema, SP,巴西)琼脂(Difco, Le Pont de Claix,法国)和蒸馏水。经过滤灭菌的培养基B由牛白蛋白V、核黄素、烟酸、盐酸硫胺素(Sigma-Aldrich, Milwaukee, WI, USA)和蒸馏水组成。

磷脂酶的产生[16],用含NaCl、CaCl的SDA进行检测2(Labsynth, Diadema, SP,巴西),无菌蛋黄乳剂,不添加碲酸钾(Himedia,孟买,印度)。

脂肪酶活性[17通过在含有蛋白胨(HiMedia)的培养基上生长样品来确定2、NaCl (Labsynth)、琼脂(Difco)、Tween 80 (Sigma-Aldrich, Milwaukee, WI, USA)和蒸馏水。

溶血活性[18采用SDA (Difco)补充C6H12O6(Labsynth)和新鲜的羊血(Cecon, São Paulo, SP, Brazil)。

培养后测定酶活性和溶血活性。测量菌落直径以及菌落和沉淀区(Pz)的总直径,并使用Price等描述的方法对酶活性进行评分。[16].Pz值表示菌落单独与菌落直径加上降水带的比值。结果分为无活性(Pz=1)、中度活性(0.64≥Pz<1)和强活性(Pz<0.64)。

细胞表面疏水性[19通过在每个样品的悬浮液中加入1ml二甲苯(Sigma-Aldrich, Milwaukee, WI, USA)来测定假丝酵母以不含二甲苯的悬浮液为对照。在37°C的水浴中孵卵40分钟后,仔细收集下水相,并在520 nm直接通过分光光度读数测量。CSH以百分比表示酵母通过公式[(C0) CH)/C0] × 100来确定,其中C0是控制管的结果,CH是试管的结果。每个样品重复测试三次。高度疏水的样品值大于50%,中度疏水的样品值在20 - 50%之间,亲水的样品值小于20%。

口腔念珠菌病诱导

真菌接种剂制备:在进行口腔念珠菌诱导前,我们用棉签在小鼠口腔内采集,撒在Sabouraud葡萄糖琼脂上,37℃孵育48 h,以验证念珠菌是否存在。5个样品在SDA (Difco)上接种,37℃孵育24小时。接下来,每个样品在酵母氮基液体培养基(Himedia, Mumbai, India)中添加100 μM葡萄糖(Vetec,里约热内卢de Janeiro, Brazil)中培养,37℃孵育18小时。离心收集细胞,用磷酸盐缓冲盐水(PBS)洗涤3次。将颗粒重新悬浮在10ml PBS中,并在Neubauer室(Laboroptik GMBH, Bad Homburg, Germany)计数后调整至108个活细胞/ml。

实验动物:50只成年雄性小鼠(Mus musculus, Albinus, Swiss),体重30 - 60克,口腔内无念珠菌,被纳入研究。食物和水源自由取用,动物饲养在可容纳5只动物的通风架内。以10只动物为研究对象,对白藜芦醇致念珠菌病进行了实验性研究白念珠菌标准样本,以及40只实验动物所研究的假丝酵母菌诱发的临床分离株,分为组:14、60、32和62(每组n=10)。

Takakura等人描述的方法[10]用于诱导实验性念珠菌病。简单地说,用2次皮下注射泼尼松龙(Depo-Medrol, Laboratórios Pfizer ltd .)对动物进行免疫抑制。, Guarulhos, SP,巴西),在感染念珠菌前1天和感染后3天剂量为100 mg/kg体重。四环素氯化物(Terramicina, Laboratórios辉瑞有限公司。,Guarulhos, SP, Brazil) was administered in the drinking water at a concentration of 0.83 mg/ml beginning 1 day before infection and maintained throughout the experiment. Intramuscular injection of chlorpromazine chloride (10 mg/kg of body weight; Amplictil, Sanofi Aventis, Suzano, SP, Brazil) was used to sedate the animals.

无菌棉签(Absorve, Cral, São Paulo, SP, Brazil)浸泡在白念珠菌用悬浮液接种镇静小鼠,用棉签在舌背摩擦1分钟,诱导口腔念珠菌病。

安乐死在第一次免疫抑制后7天内进行。这个手术是通过注射过量的麻醉剂来完成的。然后取舌进行宏观和微观分析。

小鼠舌背念珠菌病的宏观分析:使用立体显微镜观察舌背念珠菌病的特征性病变(Zeiss, Göttingen,德国)。为了量化每个舌背的病变数量,评分从0到4:0,正常;1、白色斑块在表面的20%以下;2、白色斑块覆盖21% ~ 90%的表面;3、表面91%以上有白色斑块;4、表面覆盖91%以上的厚白色斑片状伪膜[10].

小鼠舌背光学显微镜:为了对病变进行显微分析,舌体在10%福尔马林中固定24小时。石蜡包埋后,切取5 μm组织切片,用苏木精-伊红(HE)和周期酸-希夫(PAS)染色。使用光学显微镜(Olympus, CX41, Tokyo, Japan)在X400放大倍率下分析念珠菌病的存在。

通过分别计数PAS和HE染色的组织学切片上的菌丝和上皮病变数量来量化念珠菌病病变。对于每个染色剂,为每只动物随机选择两个组织学切片。在每个组织学切片中,按前后方向分析25个组织场,结果共分析50个组织场。

根据Junqueira等人的方法定量酵母和菌丝的存在[20.],将以下分数归因于组织学领域:1,1 ~ 5个酵母/菌丝;2、6 ~ 15个酵母/菌丝;3、16 ~ 50个酵母/菌丝;4,超过50个酵母/菌丝。为了进行统计分析,每只动物从50个组织学领域获得的得分中位数被确定。通过计算存在上皮病变的组织学场数量来评估组织病变的强度,如剥落、丝状乳头缺失、分层缺失、上皮增生、胞吐、海绵样变、棘松化、角化过度、基底层紊乱和上皮内微脓肿发展。确定每只动物中有上皮病变的组织学切片数量的平均值进行统计分析。

宏观和微观分析均由一名盲眼研究人员进行。

统计分析

使用GraphPad Prism 5软件(GraphPad software, Inc, La Jolla, CA, USA)对获得的数据进行统计分析。结果采用Kruskal-Wallis和Dunn多重比较(p≤0.05)检验。

结果

在体外毒性测试

所有样品都产生了所评估的毒力因子在体外表1).pz值最低的样本,表示更大酶活性白念珠菌60白念珠菌14例,都是从hiv阳性患者身上分离出来的。

毒力因子 白念珠菌
白念珠菌(写明ATCC) 白念珠菌60 白念珠菌14 白念珠菌32 白念珠菌62
溶血素1 0.47±0.04AB 0.46±0.05AB 0.41±0.03AB 0.52±0.08B 0.50±0.07AB
脂肪酶1 0.27±0.04AB 0.24±0.04B 0.27±0.05AB 0.31±0.07AB 0.32±0.08B
磷脂酶1 0.71±0.08一个 0.67±0.02AB 0.61±0.05B 0.68±0.02一个 0.70±0.03一个
蛋白酶1 0.45±0.06一个 0.33±0.03B 0.34±0.03B 0.44±0.04交流 0.39±0.06C
CSH2 29.79±4.08一个 47.13±6.13B 48.84±3.40B 39.15±3.23C 40.37±3.70C
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