Non-specific porins from the outer membrane of Yersinia pseudotuberculosis effect on mice brain cortex tissues

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

It was found that with a single immunization of OmpF and OmpC mice with Yersinia pseudotuberculosis porins, against the background of an increasing titer of specific antibodies, pathological changes develop in the deep layers of the cerebral cortex, characterized by dystrophic changes in cells. At the same time, an increased level of caspase 3 expression is observed in neurons, which indicates the induction of proapoptotic signaling pathways. The results obtained indicate the potential ability of nonspecific pore-forming proteins of the outer membrane of Gram-negative bacteria to initiate the development of degenerative changes in brain cells.

作者简介

O. Portnyagina

G. B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: odd64@mail.ru
690021 Vladivostok, Russia

D. Ivashkevich

A. V. Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: odd64@mail.ru
690041 Vladivostok, Russia

I. Duizen

A. V. Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: odd64@mail.ru
690041 Vladivostok, Russia

L. Shevchenko

G. B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: odd64@mail.ru
690021 Vladivostok, Russia

O. Novikova

G. B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: odd64@mail.ru
690021 Vladivostok, Russia

参考

  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.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».