小型反芻動物の疫病:ヤギへの影響
PPRがヤギと免疫反応に与える影響を見てみよう。
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目次
小型反芻動物(山羊や羊など)に影響を与える深刻な病気であるペスト・デ・・プチ・ルミナン(PPR)は、家畜や野生動物にとって大きな脅威となっていて、農家や食料供給、環境にとっても重要な問題なんだ。PPRを引き起こすウイルスはPPRウイルス(PPRV)と呼ばれてて、このウイルスは動物に深刻な病気を引き起こすウイルスのファミリーに属している。
PPRVの感染経路
PPRウイルスは、健康な動物が感染した動物と接触したり、空気中の感染した飛沫を介して主に広がる。汚染された食べ物や水、他の物体を通じても広がることがあるけど、科学者たちはこの間接的な感染経路が実際にどれくらい感染率に貢献しているのかを理解しようと奮闘中だ。
病気の重症度の違い
動物によってPPRウイルスに対する反応は様々で、重い症状を示すものもいれば、軽い症状や全く症状が出ないものもいる。これらの違いは、ウイルスの特定の株や感染する動物の品種によって影響を受ける。このため、科学者たちはウイルスが異なる種にどのように影響するのか特定し、効果的な制御戦略を開発するのが難しくなっている。
研究とワクチンの重要性
PPRを制御するために、食糧農業機関(FAO)と世界動物衛生機関(WOAH)は2030年までにこの病気を根絶することを目指してる。これを達成するためには、信頼できる診断テストと手頃で広く利用可能な効果的なワクチンが必要なんだ。異なる動物がウイルスにどう反応するかを理解することも、制御戦略を改善するために重要。
ウイルスが免疫系に与える影響
ウイルスは免疫細胞の表面にある特定の受容体、シグナルリンパ球活性化分子(SLAM)に結合する。ウイルスがこれらの免疫細胞に入ると、増殖と感染に対する効果的な反応を妨げることができる。
自然免疫反応は、体の第一の防御線で、ウイルスの複製を制限できることがある。これには、有害な要素を細胞から取り除くのを助ける自然なプロセスであるオートファジーや、感染を隣接する細胞に警告するインターフェロンの生成など、いくつかのメカニズムが含まれる。
しかし、体がウイルスにどう反応するかは株によって異なることがある。ある株はより多くの炎症を引き起こすかもしれないし、他の株はあまり攻撃的でないかもしれない。これらの違いを理解することが、この病気の管理と治療の鍵となる。
山羊でのPPRVの研究
異なるPPRV株が動物にどう影響するかをもっと知るために、研究者たちはサーネン山羊をモデルに使用した。彼らは特に二つの異なる株、モロッコ2008(MA08)とアイボリーコースト1989(IC89)を研究した。MA08株は山羊に深刻な病気を引き起こし、重い症状を示した一方、IC89株は軽い影響にとどまった。
テストでは、MA08株が重要な免疫細胞であるリンパ球の著しい枯渇を引き起こしたことが示された。また、血液や組織内のウイルスの高レベルや目立つ病変も引き起こしたが、IC89株ではこのような深刻な影響は見られなかった。
組織内のウイルスの存在を調べる
研究者たちは、山羊の血液やさまざまな組織内のウイルスRNA、ウイルスの遺伝物質を分析するための高度な技術を使用した。彼らは、MA08株が感染後わずか三日で高レベルのウイルスRNAを引き起こした一方、IC89株のレベルはずっと低く、後になって検出されたことを発見した。
扁桃腺、免疫反応のための重要な器官を調べたところ、MA08株がウイルスの強い存在感を示すことが分かった。このことは、扁桃腺がウイルスの活動と免疫反応の重要な場所であることを示唆している。
免疫細胞のダイナミクス
免疫反応は二つの株で大きく異なった。リンパ球のサブポピュレーションの分析では、MA08株に感染した後、CD4 T細胞が顕著に減少したことが示された。このCD4 T細胞は他の免疫細胞を活性化するのに重要だ。一方、IC89株はCD4 T細胞のレベルには大きな影響を与えなかった。
興味深いことに、CD8 T細胞は若干の減少を示したが、それほど顕著ではなかった。さらに、MA08株の場合、PPRV核タンパク質の発現が病気の急性期に主にCD4 T細胞で見られた。
自然免疫反応の活性化
両方のウイルス株は自然免疫反応を引き起こしたが、顕著な違いがあった。MA08株は早期のタイプIインターフェロン反応を誘導し、これはウイルス感染と戦うのに重要だ。しかし、IC89株はより遅れた段階で自然免疫反応を活性化するようだった。
調べた組織では、MA08株が炎症や感染と戦うのを助ける骨髄細胞に関連する免疫反応を強く活性化させた。一方、IC89株によって引き起こされる免疫反応はより控えめで、同様の活性化レベルは見られなかった。
これは、MA08株が深刻な病気を引き起こすだけでなく、感染を効果的に制御するにはまだ不十分な強力な免疫反応を引き出すことを示唆している。
適応免疫の理解
適応免疫は免疫系のより特異的な反応で、ウイルスに対する長期的な保護に重要なんだ。研究者たちは、B細胞とT細胞の存在が感染後に調整されることを発見した。
最初は両方の株で適応免疫反応が抑制されたが、感染から12日後にはMA08株の活性化の兆候が見られた。この抑制は、動物がウイルスに対して効果的な反応を起こす能力に影響を与えるかもしれない。
免疫反応のプロテオミクス解析
研究者たちは感染中に生成されるタンパク質も調べた。両方の株が自然抗ウイルス反応に関連するタンパク質の生成を引き起こすことが分かった。しかし、MA08株はより複雑で強力なプロファイルを示し、複数のメカニズムを通じて複製し病気を引き起こしている可能性が示唆された。
扁桃腺組織の観察
扁桃腺はMA08感染後に明らかな炎症や損傷の兆候を示した。組織学的検査では、潰瘍や免疫細胞、特に好中球の存在が確認され、強い炎症反応を示していることが分かった。これはウイルスの存在が見られたリンパ節とは対照的だ。
これらの観察結果は、扁桃腺がウイルスの侵入点であり、重要な免疫反応が起こる場所であることを示唆している。
免疫バリアの役割
扁桃腺組織は感染に対するバリアとして機能する。このバリアが損傷すると、PPRVだけでなく他の病原体に対しても脆弱になってしまう。重症感染の場合、免疫バリアが崩れて他の有害な細菌が侵入し、病気がさらに複雑化する可能性がある。
結論
PPRVが山羊にどのように影響するかを理解することは、効果的な制御戦略やワクチンを開発するために重要だ。ウイルスの致死株と非致死株の違いは、免疫系がこうした感染にどう反応するかを理解する手がかりを提供する。この研究の結果は、ウイルス感染の複雑さと、PPRのような病気をよりよく管理し予防するための継続的な研究の必要性を強調している。早期の免疫反応とウイルス感染のメカニズムに焦点を当てることで、研究者たちは家畜や野生動物をこの壊滅的な病気から守るための戦略を洗練させることができる。
タイトル: Peste des Petits Ruminants virus virulence is associated with an early inflammatory profile in the tonsils and cell cycle arrest in lymphoid tissue
概要: Using a systems immunology approach, this study comprehensively explored the immunopathogenesis of Peste des Petits Ruminants (PPR) focussing on strain-dependent differences in virulence. Saanen goats were infected either with the highly virulent Morroco 2008 (MA08) or the low virulent Ivory Coast 1989 (IC89) strain of PPR virus (PPRV). As expected, MA08-infected goats exhibited higher clinical scores, pronounced lymphocyte depletion, and lesions affecting mucosal and lymphoid tissues. CD4 T cells were found to be most affected in terms of depletion and infection in the peripheral blood. Transcriptional analyses of the blood and lymphoid tissue demonstrated activation of interferon type I (IFN-I) responses at three days post infection (dpi) only with MA08, but comparable IFN-I expression levels with MA08 and IC89 at 6 dpi. In contrast, only the MA08 strain induced strong inflammatory and myeloid cell-related transcriptional responses which as observed in tonsils but not in the mesenteric lymph node. This inflammatory response in the tonsil was associated with an extensive damage and infection of the tonsillar epithelium in the crypts, pointing on a barrier defect as a possible cause of inflammation. The other prominent effect induced by MA08, but not IC89, was a strong and early downregulation of cell cycle gene networks in lymphoid tissues. This effect was found in the blood compartment and all analysed lymphoid tissues and can be interpreted as suppressed lymphocyte proliferation that may cause immunosuppression during the first week following MA08 infection. A proteome analysis confirmed elevated synthesis of IFN-I response proteins during infection with both strains, but only the MA08 strain additionally upregulated ribosomal and inflammation-related proteins. In conclusion, the present comprehensive investigation delineates strain-dependent differences in early immunopathological processes associated with severe inflammation disease and a blunted lymphocyte proliferation. Understanding such strain-specific differences is relevant for effective PPRV surveillance strategies. Author summaryField observations show that the severity of infection with Peste des Petits Ruminants virus (PPRV) is highly dependent on the viral strains and the host infected, but the mechanisms behind these variations are not well understood. Here we compare immune response in Saanen goats infected with high (MA08) and low (IC89) virulent PPRV strains. Analyses revealed a differential immune response: early activation of type I interferon (IFN-I) responses only with MA08, but comparable IFN-I expression levels with MA08 and IC89 at later stages. Additionally, only the MA08 strain triggered inflammatory and myeloid cell- related responses in the tonsils, as well as a disseminated early and marked suppression of lymphocyte proliferation evidenced by cell cycle arrest. CD4 T cells were found to be most affected in terms of depletion in the peripheral blood. Massive infection of the tonsils, particularly for the highly virulent strains, seems to induce epithelial lesions that promotes the inflammatory responses. These findings underscore the importance of understanding strain- specific differences for appropriate surveillance and control of PPR.
著者: Roger-Junior Eloiflin, L. Grau-Roma, V. Lasserre, S. Python, S. Talker, P. Totte, O. Garcia- Nicolas, A. Summerfield, A. Bataille
最終更新: 2024-04-26 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.23.590699
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.23.590699.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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