环境压力和nanoplastics的影响Ciona罗布斯塔:免疫调节/与压力相关的基因和感应咽和肠道的天生的记忆

1介绍

众所周知,海洋生物摄取塑料粒子,包括鱼(1,2)和一些无脊椎动物物种(3- - - - - -5)。塑料释放到环境的主要威胁有关这些材料的退化成微型和纳米级的微粒,可以更容易地生物蓄积(6)。在海洋无脊椎生物滤食,孤独的海鞘类Ciona罗布斯塔代表了一个优化模型研究亚微米粒子在生物体内积累基本的生理功能的影响(7,8)。事实上,与双壳类(9),c·罗布斯塔没有排序的功能粒子和拒绝不适合材料(10)。nanoplastics积累免疫防御功能的影响是特别感兴趣的,因为这样的重要性函数最优适应环境变化。完全理解nanoplastics可能造成的影响c·罗布斯塔因此,重要的是评估在环境压力条件。

海鞘的主要压力的环境条件是饥饿和缺氧。饥饿是影响海鞘类代谢剖面和诱导autophagy-related基因。代谢组学研究Halocynthia roretzi,一个强大的国防和能源upregulation代谢物在应对饥饿,很大程度上是由相关的肠道微生物群的影响(11)。

缺氧是溶解氧减少,导致许多海洋生物(重要的生理障碍12,13),包括增加易受疾病和寄生虫(14)。物种和stage-specific缺氧阈值(13),其效果取决于其他环境挑战的存在(变暖、酸化、污染)。缺氧会导致线粒体代谢的能源供应,减少细胞寻求补偿进行代谢重编程(即。增强糖酵解,glutaminolysis脂肪酸合成和减少糖质新生,核苷酸合成、脂肪酸β-oxidation),主要包括低氧诱导转录因子家族(诱导)(15)。在哺乳动物的免疫细胞,缺氧和低氧诱导因子信号影响免疫细胞功能特异性的方式(16)。特别有趣的是缺氧和炎症之间的串音。炎症中扮演着重要角色在低氧压力的生理反应,例如如图所示的增加循环高山病患者的炎性细胞因子(17)。相反,组织网站,炎症反应进行代谢活动发生重大变化导致O₂的缺陷,定义为“炎症性缺氧”(16,18)。此外,低氧诱导因子转录/稳定可以激活多种炎症相关的细胞外因素,如细菌产品(如。脂多糖或有限合伙人),TNF-αil - 1、活性氧和氮物种(ROS, RNS),即使在常氧条件。

在目前的研究中,我们评估的主要反应c·罗布斯塔表达的免疫和接触结合缺氧引起的氧化应激相关基因和饥饿的压力,以及在环境中存在nanoplastics如何干扰适应压力诱导的免疫反应。我们专注于两个器官参与免疫防御,即咽和肠道,当这些器官,参与呼吸和消化,直接暴露于环境压力。我们也评估之前接触这样的组合压力如何影响的能力c·罗布斯塔免疫器官对随后的细菌的挑战。

2材料和方法

2.1动物和治疗

的成年人c·罗布斯塔收集的塔兰托,意大利,和维护在与海水循环曝气坦克SZN 18°C与适当的喂养。缺氧/饥饿(H / S)治疗是由饥饿的动物坦克12 H,然后转移动物个体在200毫升millifiltered海水(别)在250毫升玻璃烧杯在18°C 2 - 18 H(饥饿+缺氧)。治疗与聚苯乙烯珠(MPs)µm 0.1或0.35µm(猫。00876年和07306年;Polysciences, Inc .,沃灵顿,美国宾夕法尼亚州)是由稀释nanoplastic珠子在别忘了9.1 x10的浓度⁸粒子/毫升和7.4 x10⁷粒子/毫升,分别为2或添加动物个体在烧杯18 h。0.1的浓度µm nanoplastics选择是基于先前的剂量反应实验2 h后导致浓度最高的生物体内积累的暴露(8,数据未显示)。的浓度0.35µm nanoplastics被选为了对应0.1µm粒子的表面积。内毒素治疗由接种50μg脂多糖(LPS,从大肠杆菌,O55血清型:B5;默克Sigma-Aldrich^®,圣路易斯,密苏里州,美国)。有限合伙人在接种50μL海洋解决方案(女士:氯化钠0.45 M, MgCl₂26毫米,CaCl氯化钾11毫米₂12毫米,pH值7.4),通过两者之间的束腰外衣虹吸管。

记忆实验,动物是第一次接触到H / S压力单独或在nanoplastics 2或18 H如上所述,然后被转移到水族馆,在那里,他们在大曝气坦克和适当的美联储额外7天(休息或灭绝时期)。在休息期间,动物被注射50μL有限合伙人,如上所述。24小时后,动物被牺牲和exanguinated,肠道和咽碎片收集进行基因表达分析。对于每一个条件,包括三个动物。

2.2 RNA提取和实时PCR

立即组织样本称重和单一化的Ultra-Turrax T25在0°C 3周期30年代,然后处理总RNA提取与商用设备(miRNeasy设备;试剂盒、希尔登,德国),根据制造商的指示。混合的低聚糖(dT)和random-primed单链cDNA是从2μg咽RNA合成使用QuantiTect反向Trascription工具包(试剂盒)。

实时PCR实验与RotorGene仪器(试剂盒)RealAmp qPCR大师混合化学(GeneAll生物技术有限公司,首尔,韩国)。特定的引物设计,根据核苷酸序列,基因编码c·罗布斯塔同系物的补充组件C3-1 (C3-1),C3受体C3aR (C3ar),interkeukin-17的两个亚型Il17-1,Il17-2,IL-17受体Il17r肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子转化生长因子βTgfbLPS结合蛋白枸杞多糖,toll样受体Tlr-2和Tlr13的分化,集群36Cd36,变量chitin-binding蛋白质VCBP-B和VCBP-C,超氧化物歧化酶苏打水,glutathione-S转移酶销售税与谷胱甘肽还原酶GR(表1)。基因命名法的目的是根据以前的出版物(19- - - - - -27)和包含的指示c·罗布斯塔一个破折号后基因亚型的数量。其他亚型的C3 (C3-2),IL-17 (Il17-3),TLR (Tlr-1)无法评价,因为他们的表达导致无法觉察的在每一个条件在肠道和咽。同样,表达的基因编码酶的前体化酵素没有检测到。初步评估后不同的看家基因(肌动蛋白,S27,Gapdh),3 -磷酸甘油醛脱氢酶基因Gapdh被选为其一致的表达稳定,用作参考基因在所有实验。所有引物产生的单波段扩增子的预期大小,由DNA测序验证。反应进行了一式三份,PCR计划包括一个变性步骤15分钟(95°C)其次是40周期放大(94°C 15年代,60°C 30年代,30年代和72°C),和最后一个扩展步骤10分钟(72°C)。PCR扩增效率,计算参考和目标基因的引物对,都是2。所有数据都是正常Gapdh使用Pfaffl方法(28)。实时PCR结果报告为相对基因表达Gapdh或作为治疗和控制动物之间的比率。

2.3统计分析

所有的值被表示为样本的均值±SEM 3动物同样的待遇。统计学意义差异的治疗是通过使用一个样本学生的评估t测试了非参数Mann-Whitney紫外线测试PCR校正数据的主要影响,和普通单向方差分析的样本tPCR试验数据的记忆实验,使用GraphPad棱镜6软件。p值< 0.05被认为是具有统计学意义。

3的结果

3.1由缺氧/饥饿应激诱导的免疫应答

基底16个基因的表达被检查c·罗布斯塔。基因选择是基于三个标准,已知的几种基因参与Ciona免疫反应(C3-1,C3ar,Il17-1,Il17-2,Il17r,肿瘤坏死因子,Tgfb,枸杞多糖,Tlr-2,Tlr13,Cd36)(19- - - - - -26),咽,gut-specific在粘膜免疫相关基因(VCBP-B和VCPB-C)(27)和氧化应激相关基因(Sod-A,销售税,GR)(29日)。基因表达测定两个器官显示免疫反应性,即咽和肠道。血细胞的相对贡献的主要循环免疫细胞c·罗布斯塔没有具体评估,恢复细胞的数量不够RNA的提取。

结果表2显示基底免疫/应激相关基因的表达在这两个器官在未曝光的动物保持在最优条件下的氧化和营养。基因表达也以动物细菌剂LPS处理,模拟接触传染病的挑战。大量的基因表达的变化可以观察到,这两个器官之间的不同。咽,对有限合伙人的反应导致了大多数的一般upregulation免疫/与压力相关的基因,有很高的表达增加肿瘤坏死因子,Tgfb,VCBP-B和VCBP-C和一个重要的但不大幅增加Il17-2和Tlr-2表达式。只有一个基因,销售税显著抑制在咽在应对有限合伙人。肠道中的场景是非常不同的,只有一个基因,C3ar表达显著上调对有限合伙人的回应。大多数基因的表达改变或抑制LPS的肠道,虽然只观察到显著减少Il17r,VCBP-B和GR。值得注意的是,的表达VCBP-B,这是增加/ 4000 x咽,完全抑制肠道内有限合伙人(表2)。

我们分析了应力条件是否能诱导免疫反应类似于暴露于某种传染病。压力是通过养动物的体积小millifiltered海水(别)2或18小时,无氧化和喂养。选择免疫/与压力相关的基因的表达是研究动物相比,在强调动物保存在含氧坦克与食物。的结果图1表明,应力引起的缺氧/饥饿(H / S)有显著影响免疫/应激相关基因的表达,这种效应是不同的根据器官和持续时间的压力。在咽,短的H / S压力诱导的重要upregulationC3-1,肿瘤坏死因子,Tgfb,枸杞多糖,VCBP-B,VCBP-C和GR(图1一个)。H / S的压力18 H的诱导表达Il17r基因,并进一步增加肿瘤坏死因子表情,虽然upregulationC3-1, Tgfb和枸杞多糖仍维持在同一水平,VCBP-B和VCBP-C回到基线(图1 b)。肠道H / S压力的反应截然不同。短2 h压力诱导强烈的老年病C3ar和VCBP-C基因,并显著增加Il17-2, Tgfb,枸杞多糖,Trl-2, VCBP-B和苏打水,而其他基因只有轻微影响(图1 c)。经过18 h (h / S压力、表达C3-1,Il17r,肿瘤坏死因子和Cd36是上调,上调的C3ar, VCBP-B和VCBP-C仍维持在同一水平,Tgfb进一步增加,其他基因的减少对基础表达水平(图1 d)。完整的数据(平均水平的基因表达与SEM和统计分析报告补充表S1。因此,H / S应力可能引起大量免疫/压力基因表达的变化都在咽和肠道,这表明一个活跃的免疫适应环境变化。动能差异表达谱强调适应性的进化改变,而两者的区别免疫器官强烈支持他们在免疫反应的不同的角色。

3.2调制nanoplastics的压力诱导的免疫反应

评估同时接触nanoplastics能否影响应激反应,动物暴露在两种不同尺寸的聚苯乙烯珠(直径0.1和0.35µm) H / S的条件。2或18 h后,基因表达情况。所示图2和3,nanoplastics的存在可能会影响基因表达的变化引起的H / S咽和肠道。咽,nanoplastics诱导的存在引起的一些重要基因表达的变化2 h暴露在h / S的压力,即。,进一步上调H / S应激Tgfb基因表达、下调H / S应激C3-1和枸杞多糖基因表达(图2一个)。其他变化(如。老年病的应激减少Il17-1和Cd36基因)未达到统计上的显著水平。经过18 h, nanoplastics诱导的存在一些变化相比,h / S,特别是减少C3-1,Il17r和肿瘤坏死因子表达和增加Il17-2(图2 b)。咽,nanoplastics之间差异还指出不同的大小,与更大的粒子结合H / S 18 H能够调控的表达C3ar,Tgfb,Tlr13,Cd36,VCBP-B和VCBP-C(不是由H / S和小nanoplastics)。

在肠道,没有实质性的尺度依赖的nanoplastics指出在基因的效应引起的调制H / S压力(图2 c, D)。2 h后暴露在h / S压力nanoplastics在场的情况下,基因表达影响或减少,显著抑制C3-1,C3ar,Tgfb,枸杞多糖,Tlr-2,VCBP-C(图2 c)。经过18 h的接触压力和nanoplastics h / S相结合,基因表达变化比短曝光,更加突出显示的表达明显下降C3-1,C3ar,Il17r,肿瘤坏死因子,Tgfb,Cd36, VCBP-B和VCBP-C(图2 d)。表达的增加Il17-1,苏打水和GR基因的存在nanoplastics没有统计学上不同于H / S的压力。

值得注意的是,基因表达谱的比较H / S引起的压力和H / S压力+ nanoplastics与天真的动物显示nanoplastics的存在可能会减少一些基因表达变化引起的H / S压力(图3)。肠道内尤其明显,短期或长期暴露在压力后,在接触nanoplastics大大限制了老年病的几个基因免疫/压力诱导的H / S (图3 c, D)。完整的数据(平均水平的基因表达与SEM和统计分析报告补充表S2和S3。

因此,nanoplastics的存在可能会抑制一些压力的影响引起的H / S,不过这可能会导致不适应环境的变化。

3.3瀑特异性免疫调制/应激天生的记忆与压力相关的基因表达

我们评估了响应的典型的细菌剂LPS咽和肠道的动物以前被H / S相比未灌注的控制。如上所述的主反应,“记忆”响应测量免疫/应激相关基因的表达。正如前面提到的,天真的动物的反应有限合伙人包括一般免疫/压力相关基因的上调咽,相反在肠道普遍下调(表2)。之前在动物暴露于H / S的压力(2或18 H,紧随其后的是一个星期在坦克与适当的氧化和营养)有限合伙人的响应显著不同,这意味着建立应激天生的记忆,能够调节应对传染病的挑战。咽,H / S的预压力诱发大量减少的表达多个基因的上调销售税基因(图4一,表S4)。值得注意的是,下调只发生了基因上调对有限合伙人在天真的动物,而唯一的基因是老年病发生强烈抑制LPS在天真的动物。这意味着动物暴露于H / S压力已经开发出“宽容”有限合伙人在咽,作为他们的表达谱的免疫/类似于基底压力相关基因表达谱的未经处理的动物(表S4)。类似的“宽容”感应有限合伙人在动物的肠道pre-exposed H / S的压力。在应对有限合伙人在肠道免疫/压力的一般下调的基因表达,这些基因的表达在有限合伙人是高等动物pre-exposed H / S压力(图4 b,表S5)。因此,正如在咽,H / S的预压力诱导的状态没有限合伙人在肠道中,基因表达谱的H / S-primed动物挑战与LPS相似天真挑战动物(表S5)。之间没有实质性差异观察2vs。18 h (h / S的预压力(图4 a, B)。

3.4 nanoplastics效果瀑特异性应激天生的记忆

我们检查是否合并后的接触压力和nanoplastics H / S可能影响先天的公差类型H / S对LPS诱导的内存压力。数据图4展示动物的先天记忆反应有限合伙人pre-exposed独自H / S压力(H / S)或在小0.1µm nanoplastics (H / S + Nlp 0.1)或0.35µm粒子(H / S +不良贷款0.35),相对于未曝光的动物(没有启动)。值得注意的是,nanoplastics出现扭转在某些情况下造成的基因下调在咽(H / S的预压力如。,肿瘤坏死因子,Tgfb,VCBP-B)和增加要么上调基因的表达(销售税)或不受影响(枸杞多糖、汽水)H / S压力(图4一,表S4)。nanoplastics一些变化是常见的尺寸,如。,upregulation肿瘤坏死因子和枸杞多糖基因表达,而其他size-specific,大颗粒能显著上调苏打水和销售税,而小颗粒是不活跃的(图4一,表S4)。经过18 h, h / S-induced nanoplastics影响变化在本质上是维护,除了对小颗粒的损失影响h / S-induced下调Tgfb的老年病GR由大颗粒。值得注意的是,上调的C3ar观察与更大的粒子(活动2 h),而小颗粒的影响(活动2 h)失去了(图4一,表S4)。在肠道中,常见的nanoplastics和尺度依赖的影响被观察到在基因引起的调制H / S压力(图4 b,表S5)。2 h后h / S的预压力在nanoplastics面前,小颗粒可以诱导表达的显著增加Tgfb基因相比,H / S,在更大的粒子(共享的效果不图4 b,表S5在18 h后),而这两种类型的粒子是积极的(图4 b,表S5)。经过18 h,更小的微粒能够进一步提高h / S-induced表达式VCBP-B和VCBP-C基因,而不是缺乏影响较大的粒子(图4 b,表S5)。

4讨论

炎症反应的研究被囊类演示了一个老年病的有限合伙人cytokine-like基因等肿瘤坏死因子(25),Il17(22),以及补充组件(30.,31日),主要是明显在血细胞和咽。另一方面,代表数据有关的应激反应不佳。一些无脊椎动物物种,如牡蛎、非常有弹性波动的环境条件,这适应是基于大量的免疫相关基因,其中许多是基因组中大大扩展了(32)。而不是在主循环免疫细胞,血细胞,在我们的研究中我们集中在咽和肠道,两个器官参与呼吸和消化,因此直接暴露于环境压力,评估瀑特异性免疫适应。我们发现一个环境压力,由缺氧和饥饿(H / S),让各种免疫/压力相关基因的表达,咽和肠道c·罗布斯塔。有趣的是,除了在器官补充基因的上调C3-1细胞因子/细胞因子受体基因Il17r,肿瘤坏死因子,Tgfb和枸杞多糖,chitin-binding蛋白基因VCBP-B和VCBP-C和与压力相关的基因GR,我们可以观察gut-specific老年病C3ar,Tlr-2和CD36。我们还研究了如何将额外的另一个环境压力,即。nanoplastics,可能影响H / S的适应性反应。咽,一氧化碳暴露到H / S和nanoplastics诱发一个增强的老年病Il17-2,Tgfb,VCBP-B和VCBP-C基因,大幅下调肿瘤坏死因子,没有其他基因的变化。的影响相反,nanoplastics一氧化碳暴露在肠道的普遍下调免疫/与压力相关的基因。这些数据显示两个场景。首先,虽然H / S压力强烈影响免疫/应激相关基因的表达,符合预期的适应不断变化的环境条件,两者之间的这种效应是不同的免疫器官,强调不同的免疫保护作用。第二个观察是nanoplastics干扰的存在压力诱导的免疫反应,因此可能影响动物的适应能力。

有趣的是检查的规定枸杞多糖基因在有限合伙人(用作积极控制)vs。压力。在哺乳动物中,枸杞多糖是由LPS刺激和诱导显示浓度调制有限合伙人的活动:在低浓度,LBP航天飞机有限责任合伙人单核细胞和其他免疫细胞,而在高浓度抑制LPS的内毒素的活动通过促进其消除(33- - - - - -35)。出乎意料,在目前的研究中,我们发现枸杞多糖基因c·罗布斯塔对LPS刺激的器官,它由H / S上调压力特别是咽。这些研究结果似乎表明,枸杞多糖有限合伙人的激活是独立的,但有必要在适应性免疫反应中由H / S的压力。值得注意的是,这种保护作用是部分废除nanoplastics,支持假设动物暴露于nanoplastics可能不太能够适应环境变化。

天生的感应记忆检查咽和动物的肠道之前暴露于压力单独或连同nanoplastics H / S。与LPS Pre-exposed动物管理,免疫/与压力相关的基因的表达而天真的动物。在以前的H / S和H / S纳米粒子的经验,血细胞和/或咽细胞应对系统性有限合伙人挑战通过关闭大多数免疫/炎症反应与未灌注的动物相比,响应,兼容公差类型的天生的记忆,只有转录的销售税增加动物pre-exposed H / S和nanoplastics。消费税是一个基因家族的同功酶催化谷胱甘肽(GSH)几个分子的结合。在动物模型中,我们可以假设咽免疫记忆是与缺氧条件下,所产生的氧化应激可加重nanoplastics的存在。事实上,nanoplastics可能放大的氧化和炎症影响H / S通过减少滤过率相关的动物和O₂供应,由凝血粘液阻塞咽皮肤红斑。在挑战与有限合伙人,在脊椎动物模型(谷胱甘肽的水平较低36),有一种强烈的upregulation销售税基因在动物pre-exposed H / S和nanoplastics,可能潜在memory-dependent保护性反应针对恢复组织谷胱甘肽池及其解毒效果。

为了适当地评估H / S和引起的先天记忆nanoplastics在肠道中,重要的是要记住一些organ-related效果。饥饿在肠道的作用是双重的。在所有的组织和器官,与缺氧、饥饿的贡献在诱发氧化压力和炎症。肠道更具体地说,饥饿会损害post-branchial消化道粘液生产/运输,,这使得肠道上皮细胞更容易受到微生物定殖。关于接触nanoplastics的大小和时间的影响,我们预计大颗粒更容易积累在肠道粘液被困的咽后(8),从而消耗外部nanoplastics浓度随着时间的推移。在记忆的实验中,"动物的肠道对一个有限合伙人挑战增加的表达VCBP基因。这upregulation可能发生在胃的新分化的细胞。因为胃的呼吸道肠道系统cell-renewing最快的速度(大约14天从干细胞完全成熟细胞)(37),我们可以假定,干细胞会被H / S和nanoplastics开始表达VCBP基因在LPS-induced分化。之前的研究在VCBP在成年动物显示表达式VCBP-C表达在隐窝干细胞水库,粘液细胞,位于胃和小肠之间的连接,而VCBP-B检测到折叠,分散模式(38)。因此,增强作用VCBP-B似乎代表一个真正memory-induced保护性反应,而upregulationVCBP-C可能代表持续反应,即。,re-stimulation响应已经持续发展中干细胞。

最引人注目的发现在该研究方面的规定VCBP基因。Chitin-binding多肽/蛋白质和chitinase-like蛋白质参与本构和诱导抗真菌定殖,并发现许多生物(39),包括细菌(40),植物(41)、无脊椎动物(42,43)和人(44)。这些蛋白质可能的抗真菌活性的结果绑定到新兴的真菌细胞壁的几丁质,通过他们chitin-binding lectin-like域(CBD),导致破坏真菌细胞极性与伴随的抑制增长(39)。变量地区(chitin-binding域蛋白质(VCBPs),到目前为止确定在两个protochordates,文昌鱼文昌鱼floridae(45)和海鞘类Ciona罗布斯塔(28),是分泌分子表达在胃和肠道流明和血液中(28,38)。这些蛋白质被认为积极促进肠道微生物群内稳态通过他们的进口域(46),而搞笑域显然有一个结构性的作用,使得最优绑定细胞壁,孢子囊(孢子形成的身体)和一组不同的丝状真菌的孢子孤立的Ciona肠道(47)。VCBPs血液中分泌的功能已被归因于opsonising活动对细菌,由Ig域与CBD的贡献(27,48)。由于大多数研究关注VCBP表达在胃和肠道,没有信息表达和可能作用在咽,过滤器摄食器官的动物食物残渣纠缠在粘液,分泌的内柱,被搬到消化道消化。

在我们的研究中,我们评估的表达VCBP-B和VCBP-C在肠道和咽c·罗布斯塔为了应对各种刺激,作为主要的免疫反应和免疫记忆反应。的VCBP-B表达基因产物,在成人的胃和血液细胞Ciona,是一种蛋白质显示一个IgV域,一个Ig-like域和一个CBD。相反,VCBP-C表达的基因产物,青少年和成年动物的胃和肠道血液细胞,显示两个Ig-like域(没有IgV域)和CBD。其预期功能的差异但是不知道(48)。我们发现这些基因对每个刺激管理敏感的动物,但是在一个瀑特异的方法。为了应对系统性有限合伙人,强烈上调基因都在咽(超过4000倍VCBP-B),而在肠道的基底VCBP-B表达下降到零,以应对有限合伙人的VCBP-C并没有受到影响。研究基因表达,以应对H / S压力,我们观察到显著上调的基因(约5-8-foldVCBP-B和200倍VCBP-C)在短期和长期的压力。我们可以假设H / S压力减少粘液生产和/或黏液运输(10)从内柱到肠道,因此肠道上皮不保护,导致炎症条件类似于鼠标实验结肠炎,也显示了一个重要的功能/肠道屏障的物理损伤(49)。在鼠标结肠炎模型中,该疾病的增生有关白色念珠菌(50)。真菌生长在肠道与dysbiotic反过来相关的肠道微生物群的变化和改变消化道粘膜,促进白念珠菌易位在消化肠道屏障及其造血的传播和侵袭性真菌感染(51,52)。因此,我们可以假设,后压力事件影响粘液生产/运输、强大的老年病VCBP基因(主要是VCBP-C的组织表达模式涉及到的大多数胃外折叠和肠道)可能是由于微生物的战斗上皮殖民化的紧迫性。当动物暴露于nanoplastics相同的H / S条件,老年病VCBP-C失去了,类似于其他基因,可能是因为更高的肠道细胞毒性的粒子,缺乏保护粘液。

咽,有限合伙人非常有力的表达调控VCBP-B。到目前为止,这个基因被表达在成年个体的胃和颗粒变形细胞(28,38),但是我们qPCR咽的数据也可以显示一个表达式。然而,系统性有限合伙人管理意味着刺激进入血液,因此颗粒变形细胞可能导致基因上调观察咽。从我们以前的研究(27),我们知道intratunical有限合伙人管理Ciona触发炎症反应,导致血液细胞成分的变化以及多个基因的转录组调制。强大的感应VCBP-B表达式的咽LPS-treated动物之间的密切关系是一致的VCBP年代和炎性环境和细菌的负担。这种相关性支持数据在不同系统。例如,人类chitinase-3-like蛋白1 (YKL-40)血清中高度表达的健康志愿者接种大肠杆菌内毒素(53)。在肺炎链球菌来华的老鼠,Chi3l1蛋白上调和扮演着中心角色在促进细菌清除率和调节主机通过抑制巨噬细胞pyroptosis公差(54)。

尽管不同VCBP蛋白的确切功能仍未知(48),我们的数据支持的假设VCBPs展品的修复保护功能,VCBP-B主要参与巡逻咽/血区,而VCBP-C主要参与肠道内稳态的控制。

总之,我们的研究表明c·罗布斯塔挂载一个强有力的瀑特异性适应应对环境变化(缺氧和饥饿的组合),这样的反应取决于压力的持续时间。适应的反应是不同的咽和肠道或H /暴露动物,突显出不同的这两个器官的保护作用。nanoplastics在场的情况下,结合H / S压力,改变基因表达与H / S,导致的异常表达谱咽后18 H的曝光和一般抑制H / S-induced内脏的变化。这可能导致阻碍动物适应环境变化的能力。当评估细菌的免疫反应的挑战(LPS)动物pre-exposed H / S有或没有nanoplastics,我们可以观察到的强烈反应有限合伙人在咽大幅减少动物曾经历了H / S压力,而低/抑制肠道基因表达,以应对有限合伙人通常被废除之前强调的动物。因此,动物经历环境压力山一个健壮的适应性反应,基于一些免疫/压力相关基因的表达变化。这种适应(免疫记忆)强烈影响随后的感染的免疫反应的挑战,这是少强在肠道和咽。我们可以设定的减排应对有限合伙人(减少基因上调咽和增加的基因下调在肠道)可能有双重效果,减少对感染防护能力也伤引起的一个非常强烈的反应。值得注意的是,nanoplastics的存在,影响了主要适应反应,没有实质性的影响H / S应激记忆反应,随之而来的挑战。这可能被视为一种干扰(可能由于粒子堆积在组织与组织内稳态和功能,即。,适应环境变化,然而并没有从本质上影响防守能力(衡量内存应对传染病挑战)。

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/补充材料。进一步询问可以针对相应的作者。

道德声明

研究Ciona罗布斯塔不需要伦理审查和批准,按照国家和国际立法调节动物实验。所有活动进行据意大利dlg 26/2014,欧盟指令2010/63 /欧盟和相关的“动物福利机构和工作文档国家委员会履行指令下的需求”。伦理批准证实了动物福利委员会Stazione动物安东·多恩(道德间隙放弃请求01/2023)。

作者的贡献

RM和DM策划并执行实验。π和DB的实验设计。所有作者写作手稿。π和DB极度修订后的手稿。所有作者的文章和批准提交的版本。

资金

这项工作得到了欧盟委员会H2020项目潘多拉(GA671881)和ENDONANO (GA 812661)(π,DB),项目MIUR /普林斯顿- 20173 zeccm意大利研究(PI)、中意NSFC-MAECI双边项目82261138630 (DB)和关键合作研究项目的国际科学组织的联盟anso - cr - kp - 2022 - 01 (DB)。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

补充材料

本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2023.1176982/full补充材料

引用