Excretory-secretory products (ESP) of T. vaginalis have been shown to inhibit sperm motility, viability, and functional integrity, leading to a decreased fertilization rate in vitro. This study investigated whether T. vaginalis induce apoptosis and ultrastructural changes of sperm using flow cytometry and electron microscopy. Incubation of sperm with T. vaginalis ESP increased phosphatidylserine externalization and DNA fragmentation, and decreased mitochondrial membrane potential. Transmission electron microscopy of sperm incubated with ESP revealed abnormal features such as distorted heads, broken necks, and acrosomes exocytosis. This is the first report that demonstrates a direct impact of T. vaginalis ESP on sperm apoptosis and architecture in vitro.
Eosinophil degranulation is considered to be a key effector function for the killing of helminthic worms and tissue inflammation at worm-infected lesion sites. However, relatively little data are available with regard to eosinophil response after stimulation with worm-secreted products which contain a large quantity of cysteine proteases. In this study, we attempted to determine whether the degranulation of human eosinophils could be induced by the direct stimulation of the excretory-secretory products (ESP) of Paragonimus westermani, which causes pulmonary paragonimiasis in human beings. Incubation of eosinophils for 3 hr with Paragonimus-secreted products resulted in marked degranulation, as evidenced by the release of eosinophil-derived neurotoxin (EON) in the culture supernatants. Moreover, superoxide anion was produced by eosinophils after stimulation of the ESP. The ESP-induced EDN release was found to be significantly inhibited when the ESP was pretreated with protease inhibitor cocktail or the cysteine protease inhibitor, E-64. These findings suggest that human eosinophils become degranulated in response to P. westermani-secreted proteases, which may contribute to in vivo tissue inflammation around the worms.
Change in ${\beta}$-tubulin nucleic acid and protein sequences was the only known difference between Haemonchus contortus fenbendazole (FBZ)-resistant and -susceptible isolates. This change was sufficient to determine the pathologic effect induced by FBZ treatment. This research was initiated to investigate further differences from these two isolates. Since ${\beta}$-tubulin is involved in formation of microtubule, which has functions in secretory vesicle transport, DNase activities from excretory/secretory products (ESP) of the two isolates were compared, based on pH, sensitivity to DNase inhibitors, molecular masses and production of 3'-OH. The most significant difference detected was that a 38.5 kDa DNase activity was identified from ESP of H. contortus FBZ-susceptible isolates but not from those of H. contortus FBZ-resistant isolates. However, it was shown that the 38.5 kDa DNase is expressed with similar level of activity in intestine and whole worm of H. contortus FBZ-resistant and -susceptible isolates. This result demonstrated that the secretory transport pathway of the 38.5 kDa DNase was inhibited by unknown mechanisms, which may be related with ${\beta}$-tubulin sequence change in FBZ-resistant isolates. Other DNases of 34, 36 and 37 kDa were detected from ESP of both H. contortus FBZ-resistant and -susceptible isolates. Overall DNase activities found from ESP of these two isolates were not inhibited by 10 mM EDTA at pH 5.0, but largely inhibited by pH 7.0. In addition, DNase activities in two isolates produced DNA fragments with mixtures of 3'- hydroxyls (OH) and 3'-phosphates (P) at each pH although the 3'-end labeling ratios at pH 5.0 and 7.0 were shown different. Identification of inhibition of the 38.5 kDa DNase secretion in FBZ-resistant isolates suggests existence of further differences, in addition to ${\beta}$-tubulin sequence change, in two isolates. This shows complex effect of FBZ on H. contortus biological mechanisms.
Kim, Eun-Min;Kim, June-Sung;Choi, Min-Ho;Hong, Sung-Tae;Bae, Young-Mee
Parasites, Hosts and Diseases
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제46권3호
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pp.127-132
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2008
Clonorchis sinensis is one of the most prevalent parasitic helminths in Korea. Although cholangiocarcinoma can be induced by C. sinensis infection, the underlying mechanism is not clearly understood. To assess the role of C. sinensis infection in carcinogenesis, an in vitro system was established using the human epithelial cell line HEK293T. In cells exposed to the excretory/secretory products (ESP) of C. sinensis and the carcinogen dimethylnitrosamine (DMN), cellular proliferation and the proportion of cells in the G2/M phase increased. Moreover, the expression of the cell cycle proteins E2F1, p-pRb, and cyclin B was dramatically increased when ESP and DMN were added together. Similarly, the transcription factor E2F1 showed its highest level of activity when ESP and DMN were added simultaneously. These findings indicate that DMN and ESP synergistically affect the regulation of cell cycle-related proteins. Our results suggest that exposure to C. sinensis and a small amount of a carcinogen such as DMN can promote carcinogenesis in the bile duct epithelium via uncontrolled cellular proliferation and the upregulation of cell cycle-related proteins.
Clonorchiasis, caused by direct contact with Clonorchis sinensis worms and their excretory-secretory products (ESPs), is associated with chronic inflammation, malignant changes in bile ducts, and even cholangiocarcinogenesis. Our previous report revealed that intracellular free radicals enzymatically generated by C. sinensis ESPs cause NF-${\kappa}B$-mediated inflammation in human cholangiocarcinoma cells (HuCCT1). Therefore, the present study was conducted to examine the role of upstream Toll-like receptors (TLRs) on the initial host innate immune responses to infection. We found that treatment of HuCCT1 cells with native ESPs induced changes in TLR mRNA levels in a time-dependent manner, concomitant with the generation of free radicals. ESP-mediated free radical generation was markedly attenuated by preincubation of the cells with TLR1-4-neutralizing antibodies, indicating that at least TLR1 through 4 participate in stimulation of the host innate immune responses. These findings indicate that free radicals triggered by ESPs are critically involved in TLR signal transduction. Continuous signaling by this pathway may function in initiating C. sinensis infection-associated inflammation cascades, a detrimental event leading to progression to more severe hepatobiliary diseases.
Kim, Jung;Jo, Jin-Ok;Cho, Seon-Hee;Cho, Min-Kyoung;Yu, Hak-Sun;Cha, Hee-Jae;Ock, Mee-Sun
Parasites, Hosts and Diseases
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제49권2호
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pp.139-144
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2011
The present study was performed to estimate the seroprevalence of larval Anisakis simplex infection among the residents health-examined in 3 hospitals in southern parts of Korea. A total of 498 serum samples (1 serum per person) were collected in 3 hospitals in Susan Metropolitan city, Masan city, and Geoje city in Gyeongsangnam-do (Province) and were examined by IgE-ELISA and IgE-western blotting with larval A. simplex crude extract and excretory-secretory products (ESP). The prevalence of antibody positivity was 5.0% and 6.6% with ELISA against crude extracts and ESP, respectively. It was also revealed that infection occurred throughout all age groups and higher in females than in males. A specific protein band of 130 kDa was detected from 10 patients with western blot analysis against crude extract and ESP among those who showed positive results by ELISA. Our study showed for the first time the seroprevalence of anisakiasis in Korea. The allergen of 130 kDa can be a candidate for serologic diagnosis of anisakiasis.
Anisakis simplex sensu stricto와 A. pegreffii의 3기 유충과 4기 유충에서 얻은 excretory-secretory (ES) products 및 somatic extracts의 가수분해효소 활성을 API ZYM kit를 이용하여 비교하였다. Esterase 그룹의 가수분해효소 중 acid phosphatase는 A. simplex (s.s.)와 A. pegreffii 모두에서 높은 활성을 나타냈으며, esterase (C 4)의 경우 somatic extracts에서만 가수분해효소 활성이 나타났는데 A. simplex (s.s.)가 A. pegreffii와 비교하여 3기와 4기 유충 모두에서 2배 가량 높은 활성을 나타냈다. alkaline phosphatase, acid phosphatase 그리고 naphthol-AS-BI-phosphohydrolase의 경우 A. simplex (s.s.)와 A. pegreffii 모두 3기 유충보다 4기 유충에서 더 높은 가수분해효소 활성이 확인되었다. Aminopeptidase 그룹의 가수분해효소 활성은 leucine arylamidase에서 관찰되었는데, somatic extracts의 경우 A. pegreffii 보다 A. simplex (s.s.)에서 가수분해 효소 활성이 두 배 가량 높게 확인되었으며, 대부분의 다른 효소들에서는 활성이 거의 나타나지 않았다. Glycosidase 그룹의 가수분해효소 활성은 N-acetyl-${\beta}$-glucosaminidase, ${\alpha}$-mannosidase 그리고 ${\alpha}$-fucosidase에서 확인되었는데, A. simplex (s.s.) 보다 A. pegreffii에서 높은 가수분해효소 활성을 확인할 수 있었으며, 대부분 4기 유충보다 3기 유충에서 더 높은 가수분해효소 활성이 확인되었다. 이러한 아니사키스속 선충의 종과 유충단계에 따른 가수분해 효소의 활성 차이는 선충의 성장, 탈피, 소화, 섭이 등의 대사과정의 차이에 기인한 것으로 생각된다.
The third-stage larvae (L3) of the parasitic nematode, Anisakis simplex, have been implicated in the induction of hyperimmune allergic reactions in orally infected humans. In this work, we have conducted a review of an investigation into immune reactions occurring in animals experimentally infected with A. simplex L3. The patterns of serum antibody productions if the experimental animals against excretory-secretory products (ESP) of A. simplex L3 contributed to our current knowledge regarding specific humoral immune reactions in humans. In our review, we were able to determine that L3 infection of experimental animals may constitute a good model system for further exploration of immune mechanisms and allergy in anisakiasis of humans.
Neutrophils play an important role in the human immune system for protection against such microorganisms as a protozoan parasite, Trichomonas vaginalis; however, the precise role of neutrophils in the pathogenesis of trichomoniasis is still unknown. Moreover, it is thought that trichomonal lysates and excretory-secretory products (ESP), as well as live T. vaginalis, could possibly interact with neutrophils in local tissues, including areas of inflammation induced by T. vaginalis in humans. The aim of this study was to investigate the influence of T. vaginalis lysate on the fate of neutrophils. We found that T. vaginalis lysate inhibits apoptosis of human neutrophils as revealed by Giemsa stain. Less altered mitochondrial membrane potential (MMP) and surface CD16 receptor expression also supported the idea that neutrophil apoptosis is delayed after T. vaginalis lysate stimulation. In contrast, ESP stimulated-neutrophils were similar in apoptotic features of untreated neutrophils. Maintained caspase-3 and myeloid cell leukemia-1 (Mcl-1) in neutrophils co-cultured with trichomonad lysate suggest that an intrinsic mitochondrial pathway of apoptosis was involved in T. vaginalis lysate-induced delayed neutrophil apoptosis; this phenomenon may contribute to local inflammation in trichomoniasis.
Trichomonas vaginalis secretes a number of proteases which are suspected to be the cause of pathogenesis; however, little is understood how they manipulate host cells. The mammalian target of rapamycin (mTOR) regulates cell growth, cell proliferation, cell motility, cell survival, protein synthesis, and transcription. We detected various types of metalloproteinases including GP63 protein from T. vaginalis trophozoites, and T. vaginalis GP63 metalloproteinase was confirmed by sequencing and western blot. When SiHa cells were stimulated with live T. vaginalis, T. vaginalis excretory-secretory products (ESP) or T. vaginalis lysate, live T. vaginalis and T. vaginalis ESP induced the mTOR cleavage in both time-and parasite load-dependent manner, but T. vaginalis lysate did not. Pretreatment of T. vaginalis with a metalloproteinase inhibitor, 1,10-phenanthroline, completely disappeared the mTOR cleavage in SiHa cells. Collectively, T. vaginalis metallopeptidase induces host cell mTOR cleavage, which may be related to survival of the parasite.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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