Establishment of inflammatory model of bovine mammary epithelial cells induced by lipoteichoic acid

Пінг Сюй; Тетяна Фотіна; Ганна Фотіна; Санху Ван

doi:10.32845/bsnau.vet.2020.3.5

Пінг Сюй Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0002-3862-3567
Тетяна Фотіна Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0001-5079-2390
Ганна Фотіна Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0002-0761-3681
Санху Ван Коледжу наук про тварин та ветеринарної медицини, Інститут науки і техніки Хенань, Сіньсян, Китай https://orcid.org/0000-0002-1300-3185

DOI: https://doi.org/10.32845/bsnau.vet.2020.3.5

Ключові слова: ліпотейхова кислота, мастит корів, золотистий стафілокок. епітеліальні клітини молочної залози.

Анотація

В роботі викладені результати дослідження встановлення моделі запалення епітеліальних клітин молочної залози корів що індукується ліпотейхоєвою кислотою. Мастит корів є фактором ризику для молочній галузі. До складу клітинної стінки Staphylococcus aureus входять муреїн і ліпотейхоєві кислоти. Ліпотейхоєва кислота (ЛТА) є головним компонентом клітинної стінки золотистого стафілокока та ключовим цитотоксичним фактором, що викликає запалення. Метою роботи було визначити модель запалення епітеліальних клітин молочної залози корів під дією ліпотейхової кислоти золотистого стафілокока. Дослідження проводили в лабораторії безпеки та якості продуктів тваринництва Сумського НАУ, факультету ветеринарної медицини, Суми, Україна та на базі Науково-технічного інституту Хенань, Сіньсян, Китай. Дослідження були проведені згідно вимог Комітету з питань біоетики та виконувались відповідно до керівних принципів добробуту та етики тварин. Були відібрані зразки коров’ячого молока середнього періоду лактації, де лабораторно виділяли ЕКМЗ. Для дослідження використовували метод імуноферментного аналізу та ПЛР діагностику. Проводили аналіз клітин з використанням ПЛР у реальному часі (RTCA) для виявлення впливу різних концентрацій (0, 10, 20, 40, 80 нг / мкл) ліпотейхової кислоти (LTA) на проліферацію ЕКМЗ. Результати ІФА та qRT-PCR показали, що обробка епітеліальних клітин молочної залози великої рогатої худоби 20 нг / мкл LTA протягом 24 годин може значно підвищити рівень експресії білка та генів TNF-α та IL-6. Створення цієї моделі може зіграти важливу роль у скринінгу протизапальних препаратів та вивченні механізму дії в майбутньому.

Посилання

1. Bougarn S, Cunha P, Harmache A, Fromageau A, Gilbert F. B, & Rainard P. (2010). Muramyl dipeptide synergizes with Staphylococcus aureus Lipoteichoic acid to recruit neutrophils in the mammary gland and to stimulate mammary epithelial cells. Clinical & Vaccine Immunology, 17(11), 1797-1809. doi: 10.1128/CVI.00268-10.
2. Bradley AJ. (2002). Bovine mastitis: an evolving disease. Vet J, 164(2), 116‐128. doi: 10.1053/tvjl.2002.0724.
3. Dinarello, C. A. (2009). Immunological and inflammatory functions of the interleukin-l family. Annu Rev Immunol., 27:519-550. dio: 10.1146/annurev. immunol.021908.132612.
4. Giovannin A E J, Borne B H P, Wall S K, Wellntz O, Bruckmaier R M, & Spadavecchia. (2017). Experimentally induced subclinical mastitis: Are lipopolysaccharide and lipoteichoic acid eliciting similar pain responses. Acta Veterinaria Scandi navica, 59(1), 40. dio: 10.1186/s13028-017-0306-z.
5. Henneke P., Morath S., Uematsu S., WeichertS., Pfitzenmaier M., Takeuchi O., Muller A., Poyart C., Akira S., Berner R., Teti G., Geyer A., Hartung T., &GolenbockD.T., (2005). Role of lipoteichoic acid in the phagocyteresponse to group B streptococcus. J. Immunol, 174(10), 6449–6455.dio: 10.4049/jimmunol.174.10.6449.
6. Lahouassa H, Moussay E, Rainard P, &Riollet C. (2007). Differential cytokine and chemokine responses of bovine mammary epithelial cells to Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Cytokine, 38(1), 12-21. dio: 10.1016/j.cyto.2007.04.006.
7. Oviedo-Boyso J, Valdez-Alarcon JJ, Cajero-Juarez M, Ochoa-Zarzosa A, Lopez-MezaJE, Bravo-Patino A, &Baizabal-Aguirre VM. (2007). Innate immune response of bovinemammary gland to pathogenic bacteria responsible for mastitis. Journal of Infection, 54(4), 399–409. dio: 10.1016/j.jinf.2006.06.010.
8. Park HJ, Lee WY, & Jeong HY. (2016). Regeneration of bovine mammary gland in immunodeficient mice by transplantation of bovine mammary epithelial cells mixed with matrigel. International Journal of Stem Cells, 9(2), 186-191.
9. Rinaldi M, Li RW, &Capuco AV. (2010). Mastitis associated transcriptomic disruptions in cattle. Veterinary Immunology and Immunopathology, 138(4), 267–279. dio: 10.1016/j.vetimm.2010.10.005.
10. Schroder NW, Morath S, Alexander C, Hamann L, Hartung T, Zahringer U, Gobel U B, Weber J R, & Schumann R R. (2003). Lipoteichoic acid (LTA) of Streptococcus pneumoniae and Staphylococcus aureus activates immune cells via Toll-like receptor (TLR)-2, lipopolysaccharide-binding protein (LBP), and CD14, whereas TLR-4 and MD-2 are not involved. J Biol Chem, 278(18), 15587-15594. dio: 10.1074/jbc.M212829200.
11. Seegers H, Fourichon C, &Beaudeau F.(2003). Production effects related to mastitis and mastitis economics in dairy cattle herds. Vet Res., 34(5), 475-491.Doi: 10.1051/vetres:2003027.
12. Van Amersfoort E.S., Van Berkel T.J., &KuiperJ. (2003). Receptors, mediators, and mechanisms involvedin bacterial sepsis and septic shock, Clin. Microbiol.Rev, 16(3), 379–414. dio: 10.1128/CMR.16.3.379-414.2003.
13. Wellnitz O, &Bruckmaier RM. (2012). The innate immune response of the bovine mammary gland to bacterial infection. Vet J., 192(2), 148–152. dio: 10.1016/j.tvjl.2011.09.013.
14. Wu T, Wang C, Ding L, Shen Y, Cui H, Wang M, & Wang H.(2016). Arginine relieves the inflammatory response and en-hances the casein expression in bovine mammary epithelial cells induced by lipopolysaccharide. Mediators Inflamm., 2016(4), 1-10.doi: 10.1155/2016/9618795.
15. Zhao X, Lacasse P. (2008). Mammary tissue damage during bovine mastitis: causes andcontrol. Journal of Animal Science, 86(13), 57–65. doi: 10.2527/jas.2007-0302.
16. Chong, B.M.; Reigan, P.; Combs, K.D.M.; Orlicky, D.J.; McManaman, J.L. (2011). Determinants of adipophilin function in milk lipid formation and secretion. Trends Endocrinol. Metab. 22, 211–217.
17. Zowalaty, A.E.E.; Li, R.; Chen, W.; Ye, X. (2018). Seipin deficiency leads to increased endoplasmic reticulum stress and apoptosis in mammary gland alveolar epithelial cells during lactation. Biol. Reprod. 98, 570–578.
18. Sun, X.D.; Wang, Y.Z.; Loor, J.J.; Bucktrout, R.; Shu, X.; Jia, H.D.; Dong, J.H.; Zuo, R.K.; Liu, G.W.; Li, X.B.; et al. (2019). High expression of cell death-inducing DFFA-like effector a (CIDEA) promotes milk fat content in dairy cows with clinical ketosis. J. Dairy Sci. 2019, 102, 1682–1692.
19. Shen, J.; Zhu, B. (2018). Integrated analysis of the gene expression profile and DNA methylation profile of obese patients with type 2 diabetes. Mol. Med. Rep. 17, 7636–7644.
20. Sheng, R.; Yan, S.M.; Qi, L.Z.; Zhao, Y.L. (2015). Effect of the ratios of unsaturated fatty acids on the expressions of genes related to fat and protein in the bovine mammary epithelial cells. Vitr. Cell. Dev. Biol. Anim.51, 381–389.
21. Viguier, C.; Arora, S.; Gilmartin, N.; Welbeck, K.; O’Kennedy, R. (2009). Mastitis detection: Current trends and future perspectives. Trends Biotechnol. 27, 486–493.
22. Szyda, J.; Mielczarek, M.; Fraszczak, M.; Minozzi, G.; Williams, J.L.; Maksymiec, K.W. (2019). The genetic background of clinical mastitis in holstein-friesian cattle. Animal, 13, 2156–2163.
23. Nagasawa, Y.; Kiku, Y.; Sugawara, K.; Tanabe, F.; Hayashi, T. (2018). Exfoliation rate of mammary epithelial cells in milk on bovine mastitis caused by Staphylococcus aureus is associated with bacterial load. Anim. Sci. J. 89, 259–266.
24. He, X.J.; Lian, S.; Zhang, X.; Hao, D.D.; Shan, X.F.; Wang, D.; Sun, D.B.; Wu, R.; Wang, J.F. (2019). Contribution of PPAR gamma in modulation of LPS-induced reduction of milk lipid synthesis in bovine mammary epithelial cells. Int. J. Agric. Biol. 22, 835–839.
25. Qi, L.; Yan, S.; Sheng, R.; Zhao, Y.; Guo, X. (2014). Effects of saturated long-chain fatty acid on mRNA expression of genes associated with milk fat and protein biosynthesis in bovine mammary epithelial cells. Asian-Australas. J. Anim. Sci. 27, 414–421.

Встановлення моделі запалення епітеліальних клітин молочної залози корів

Анотація

Посилання