Estudo imunológico e histopatológico da infecção experimental por Schistosoma mansoni em camundongos geneticamente selecionados para tolerância oral

A esquistossomose acomete 207 milhões de pessoas, com mais de 200 mil mortes anuais. Seu principal agente etiológico é o helminto Schistosoma e o principal modelo experimental, o camundongo. Linhagens de camundongos selecionadas geneticamente para susceptibilidade (TS) e resistência (TR) a tolerância imunológica constituem bons modelos para o estudo da resposta imunológica específica e inespecífica nas infecções. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a infecção experimental por S. mansoni nestes camundongos, evidenciando a imunopatologia por diversos parâmetros na fase aguda da infecção. TR e TS não diferiram quanto a penetração de cercárias, recuperação de vermes adultos, fecundidade/produtividade de ovos das fêmeas de S. mansoni, mas predominaram ovos mortos em TS. Quanto maior o número de casais, maior a probabilidade de troca de casais e regressão sexual da fêmea, além de pequena redução da produtividade de ovos. Análise ultraestrutural dos parasitos machos recuperados de TS apresentaram tubérculos edemaciados, espinhos encurtados e em menor densidade que os parasitos dos TR. O tegumento dos parasitos recuperados de TS apresentou-se desorganizado, intensamente vacuolizado e com tendência a se desprender da superfície e espinhos internalizados e células vitelínicas desorganizadas. TS desenvolveram granulomas hepáticos grandes, com fibras radiais e predomínio do estágio exsudativo-produtivo com características de fase produtiva (EP/P), enquanto camundongos TR desenvolveram granulomas menores, com fibras concêntricas e predomínio de granulomas exsudativo-produtivos. TS desenvolveu hepatomegalia mais acentuada na fase aguda da infecção e exacerbada esplenomegalia na fase crônica. A aspartato aminotransferase mais elevada nos TR foi coerente com a acentuada histólise nos granulomas iniciais dos TR. É possível que a histólise menor em TS tenha contribuído para sua intensa hepatomegalia na fase aguda. Leucócitos totais séricos aumentaram em TS, nas fases aguda e crônica, mas não em TR. TS apresentaram anemia durante a fase crônica da infecção, possivelmente devido ao desvio na hematopoiese medular para a produção de leucócitos ou apoptose das hemácias. A mieloperoxidase neutrofílica hepática e no íleo foi maior em TS e a peroxidase de eosinófilos foi mais elevada no íleo do TS. Ambas as linhagens produziram IFN-γ, mas os níveis funcionais de IFN-γ foram diferentes nas duas linhagens em cultura de células. É possível que a imunopatologia hepática grave na linhagem TS possa estar relacionada aos altos títulos IFN-γ. TS produziu IL-10 em maior quantidade, entretanto esta citocina não foi capaz de regular o crescimento exacerbado dos granulomas hepáticos. Altos títulos de IL-4 na linhagem TS também são coerentes com a exacerbação dos granulomas, pois, como a IL-13, a IL-4 induz síntese de colágeno e está relacionada ao desenvolvimento da fibrose no granuloma esquistossomótico. Observamos redução do percentual relativo de células T CD4+ hepáticas de animais infectados em ambas as linhagens e redução percentual nas subpopulações de linfócitos B na medula óssea (precursores, linfócitos B imaturos, maduros e plasmócitos) mais acentuada em TS que em TR, possivelmente devido a extensa mobilização de B imaturos induzida pela inflamação ou desvio da hematopoiese para síntese de granulócitos em TS. Quantitativamente, TR não alterou suas subpopulações de linfócitos B. TS e TR são bons modelos para estudo da resposta imunológica na infecção esquistossomótica experimental. Novos estudos são necessários para confirmar nossas propostas e compreender os mecanismos envolvidos na diferença da resposta imunológica dessas linhagens na relação schistosoma-hospedeiro.

Comparação do uso de noradrenalina, nitroprussiato e levosimendan na terapia do choque hipovolêmico: efeitos sobre a microcirculação e expressão gênica renal

Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos sistêmicos, microcirculatórios assim como mudanças na expressão gênica renal, causados pela ação da noradrenalina, nitropussiato de sódio e levosimendan no tratamento do choque hemorrágico. Nesse estudo foi utilizado o modelo da câmara dorsal.Os animais foram sujeitos a choque hemorrágico e após, foram aleatoriamente divididos em quatro grupos. Os grupos foram: CTRL, recebeu apenas ringer lactato; NPS recebeu ringer lactato com nitroprussiato de sódio; NA recebeu ringer lactato com noradrenalina e LEV, recebeu ringer lactato com levosimendan. Foram avaliados parâmetros sistêmicos, assim como parâmetros microcirculatórios (comparados como percentual em relação ao momento basal). Além disso, foi avaliada a expressão gênica renal de eNOS, HIF-1α, ICAM e caspase-3. O grupo NPS apresentou uma recuperação sustentada do diâmetro arteriolar ( 89 12 %) e DCF (125 114 %) ao final do tratamento. Houve recuperação da velocidade de hemácias nos grupos CTRL e NPS. Não houve diferença em relação ao número de leucócitos aderidos e/ou rolantes ao final do tratamento. A expressão gênica renal de eNOS e caspase-3 entre os grupos não apontou diferenças, entretanto houve diferença significativa na expressão renal de HIF- 1α no grupo NA (0,65 0,08, UA) em relação ao grupo CTRL (0,44 0,06, UA) e LEV (0,45 0,06, UA). Todos os grupos tiveram uma maior expressão de ICAM (0,65 0,12; 0,7 0,12; 0,069 0,06; 0,65 0,12, UA) em relação ao grupo SHAM (0,50 0,05, UA). Ringer lactato puro ou associado com noradrenalina ou levosimendan não foram suficientes para recuperar e sustentar os parâmetros microvasculares. O tratamento com nitroprussiato de sódio foi o que apresentou os melhores resultados, com recuperação dos diâmetros arteriolar, da DCF e velocidade de hemácias.

Avaliação das alterações macro-hemodinâmicas, microcirculatórias, gasométricas, metabólicas e inflamatórias secundárias à sedação com dexmedetomidina em um modelo experimental de endotoxemia em hamsters

Pela sua alta incidência, morbidade, mortalidade e custos ao sistema de saúde, a sepse se destaca entre as diversas indicações de internação em unidade de terapia intensiva (UTI). A disfunção da microcirculação tem papel central na gênese e manutenção da síndrome séptica, sendo um marco fisiopatológico desta síndrome. Pacientes críticos invariavelmente estão ansiosos, agitados, confusos, desconfortáveis e/ou com dor. Neste contexto, drogas sedativas são amplamente utilizadas na medicina intensiva. A dexmedetomidina, um agonista potente e altamente seletivo dos receptores alfa-2 adrenérgicos, vem conquistando espaço como o sedativo de escolha nas UTIs por seus efeitos de sedação consciente, redução da duração e incidência de delirium e preservação da ventilação espontânea. Apesar destas possíveis vantagens, a indicação de uso da dexmedetomidina na síndrome séptica ainda carece de conhecimentos sobre seus efeitos na microcirculação e perfusão orgânica. Com o intuito de caracterizar os efeitos microcirculatórios da dexmedetomidina em um modelo murino de endotoxemia que permite estudos in vivo da inflamação e disfunção da perfusão microvascular, hamsters Sírios dourados submetidos à endotoxemia induzida por administração intravenosa de lipopolissacarídeo de Escherichia coli (LPS, 1,0 mg.kg-1) foram sedados com dexmedetomidina (5,0 μg.kg.h-1). A microscopia intravital da preparação experimental (câmara dorsal) permitiu a realização de uma análise quantitativa das variáveis microvasculares e do rolamento e adesão de leucócitos à parede venular. Também foram analisados os parâmetros macro-hemodinâmicos e gasométricos (arterial e venoso portal), as concentrações de lactato arterial e venoso portal, a água pulmonar total e a sobrevivência do animal. Animais não-endotoxêmicos e/ou tratados com solução salina a 0,9% serviram como controles neste experimento. O LPS aumentou o rolamento e a adesão de leucócitos à parede venular, diminuiu a densidade capilar funcional e a velocidade das hemácias nos capilares e induziu acidose metabólica. O tratamento com dexmedetomidina atenuou significativamente estas respostas patológicas (p < 0,05). A frequência de pulso dos animais foi significativamente reduzida pela droga (p < 0,05). Outros resultados não foram tão expressivos (estatisticamente ou clinicamente). Estes resultados indicam que a utilização de dexmedetomidina produz um efeito protetor sobre a microcirculação da câmara dorsal de hamsters endotoxêmicos. Efeitos anti-inflamatórios da dexmedetomidina sobre os leucócitos e o endotélio poderiam melhorar a perfusão capilar e representar o mecanismo in vivo de ação da droga na microcirculação.

Efeito do Sistema de Secreção do Tipo VI de Pseudomonas aeruginosa em modelo murino de pneumonia aguda

O Sistema de Secreção do Tipo VI (SST6), o mais recente maquinário de secreção descrito em bactérias Gram-negativas, é amplamente distribuído entre as diversas espécies deste grupo de microrganismos. Esse aparato de secreção é capaz de injetar efetores proteicos em células alvo, eucarióticas e procarióticas. Estudos sobre o papel do SST6 na virulência microbiana revelaram que este sistema secretório participa ativamente do estabelecimento de infecções, contribuindo para a sobrevivência das bactérias no interior de fagócitos. O genoma da cepa PAO1 de Pseudomonas aeruginosa apresenta três loci que codificam aparatos de SST6, denominados de H1-SST6, H2-SST6 e H3-SST6, Porém, pouco se sabe sobre a participação do SST6 na patogênese de infecções por P. aeruginosa. Assim, o presente estudo investigou o papel de H1-SST6, H2-SST6 e H3-SST6 durante a infecção pulmonar aguda de camundongos. Para isso, camundongos C57/BL6 foram infectados com diferentes doses de bactérias da cepa selvagem PAO1 ou das cepas mutantes PAO1∆H1, PAO1∆H2, PAO1∆H3 ou PAO1∆H1∆H2∆H3. Após 24 horas, os lavados broncoalveolares (LBAs) de animais controle e infectados foram recuperados para a contagem de leucócitos totais e polimorfonucleares e para a quantificação, por ELISA, da quimiocina para neutrófilos, KC, e das citocinas pró-inflamatórias IL-1β e TNF-α. Em outros experimentos, os pulmões, fígados, baços e rins dos animais foram macerados para a pesquisa da carga bacteriana e da disseminação sistêmica das bactérias. A citotoxicidade do SST6 foi determinada, in vitro, em neutrófilos humanos, pela marcação com iodeto de propídeo (PI) e anexina-V seguida da análise em citometria de fluxo. Os resultados mostraram que a inativação dos três SST6 reduziu significativamente a concentração de neutrófilos nos LBAs quando os animais foram infectados com 10⁷ Unidades Formadoras de Colônias de P. aeruginosa. Nesta dose, foi observado que as medianas do número de bactérias detectadas nos animais infectados com as mutantes no SST6 foram menores do que as detectadas nos animais infectados com a cepa parental PAO1. As mutações no SST6 não afetaram a disseminação sistêmica da bactéria. A pesquisa da secreção de citocinas pró-inflamatórias mostrou que, embora tenha sido observada uma redução nas medianas das concentrações de TNF-α nos LBAs de camundongos infectados com a cepa PAO1∆H1∆H2∆H3, em relação aos LBAs de camundongos infectados com a cepa parental, essa diferença não foi significativa. Como a pesquisa de IL-1β e KC não contribuiu para a elucidação dos mecanismos envolvidos na redução da concentração de neutrófilos nos LBAs dos camundongos infectados pela cepa tripla mutante, foi pesquisado o possível efeito do SST6 na morte de neutrófilos humanos. Os resultados mostraram que não houve diferenças significativas quando as diferentes amostras de células infectadas foram comparedas entre si. Em conclusão, os resultados do presente estudo mostraram que o SST6 pode interferir na resposta de neutrófilos durante a pneumonia aguda, mas estudos adicionais são necessários para determinar o papel deste mecanismo de secreção na patogênese de P. aeruginosa.

Alterações da expressão da proteína PHEX na Hanseníase

A hanseníase é uma doença infecciosa causada pelo Mycobacteruim leprae, um bacilo intracelular obrigatório, que prolifera principalmente na pele e nos nervos periféricos no interior de células como macrófagos e células de Schwann. A transmissão ocorre por meio das mucosas das vias respiratórias, provavelmente por aerossóis expelidos por indivíduos infectados. O homem é o seu hospedeiro natural sendo a multiplicação do bacilo muito lenta, com um período de geração estimado de 14 dias. Apesar da mínima variação no genoma do M. leprae, a doença é caracterizada por um espectro de formas clínicas bem definido, decorrente da capacidade de resposta imune do hospedeiro. Em pacientes classificados como multibacilares (MB) a doença é disseminada, com inúmeras lesões de pele e proliferação bacilar considerável. Nesses indivíduos ocorre hiporresponsividade celular ao M. leprae. Nas formas paucibacilares (PB), os pacientes apresentam uma ou poucas lesões, a carga bacilar é pequena e, às vezes não observada por meio da baciloscopia tradicional e ocorre resposta imune patógeno-específica. As incapacidades físicas nos pacientes decorrem da neuropatia e osteopatia e podem ser irreversíveis. Essas deformidades podem avançar mesmo após a diminuição da carga bacilar com o final do tratamento poliquimioterápico. A presente tese teve por objetivo estudar as implicações da proteína PHEX nas alterações fisiopatológicas da hanseníase, em especial as alterações ósseas. A proteína PHEX (Phosphate-regulating gene with Homologies to Endopeptidase on the X chromosome) é expressa em várias células humanas e, no primeiro artigo que compõe essa tese, demonstramos que o M.leprae leva à diminuição da expressão de PHEX em linhagens de células de Schwann e osteoblastos humanos. Este efeito foi igualmente causado por outras espécies de micobactérias. No segundo manuscrito ora submetido, observamos que em leucócitos sanguíneos de pacientes hansenianos também ocorreu modulação negativa de PHEX. Este efeito não se relacionou com a capacidade de produção de citocinas inflamatórias frente ao M. leprae in vitro ou com alterações bioquímicas. O efeito inibidor da mineralização ocasionado pela modulação negativa de PHEX talvez contribua para a doença óssea da hanseníase, auxiliando a explicar a capacidade do M. leprae de penetrar e sobreviver no osso.

Immunomodulatory effects of domoic acid differ between In vivo and In vitro exposure in mice

The immunotoxic potential of domoic acid (DA), a well-characterized neurotoxin, has not been fully investigated. Phagocytosis and lymphocyte proliferation were evaluated following in vitro and in vivo exposure to assay direct vs indirect effects. Mice were injected intraperitoneally with a single dose of DA (2.5 µg/g b.w.) and sampled after 12, 24, or 48 hr. In a separate experiment, leukocytes and splenocytes were exposed in vitro to 0, 1, 10, or 100 µM DA. In vivo exposure resulted in a significant increase in monocyte phagocytosis (12-hr), a significant decrease in neutrophil phagocytosis (24-hr), a significant decrease in monocyte phagocytosis (48-hr), and a significant reduction in T-cell mitogen-induced lymphocyte proliferation (24-hr). In vitro exposure significantly reduced neutrophil and monocyte phagocytosis at 1 µM. B- and T-cell mitogen-induced lymphocyte proliferation were both significantly increased at 1 and 10 µM, and significantly decreased at 100 µM. Differences between in vitro and in vivo results suggest that DA may exert its immunotoxic effects both directly and indirectly. Modulation of cytosolic calcium suggests that DA exerts its effects through ionotropic glutamate subtype surface receptors at least on monocytes. This study is the first to identify DA as an immunotoxic chemical in a mammalian species.

Cell types in the peripheral blood of waking catfish Clarias batrachus (Lin.)

Different types of haematocytes found in the peripheral blood of walking catfish Clarias batrachus, have been characterized and identified using morphological, morphometric and cytochemical techniques. These cells are: erythrocytes, reticulocytes, large and small lymphocytes, thrombocytes, monocytes and polymorphonuclear leucocytes (neutrophils).

Evaluate the efficiency of hydrogen peroxide and levaemisole hydrochloride in the treatment of Persian sturgeon, Chinese carp eggs and juveniles

During a two years research hydrogen peroxide efficacy evaluated for Persian sturgeon, Chinese carps and common carp eggs. These series of the experiments conducted in various conditions different concentration of hydrogen peroxide include 250, 500, 750, 1,000 1,500 2,000 3,000 and 9,000 PPM used as ten and fifteen minutes baths, compared with Malachite green and natural control . In the next phase effect of Levaemisole hydrochloride as an immunostimulator which applied as 5 mg/I in twenty minutes baths from day sixth after hatch evaluated by daily mortality rate and leukocytes counts. The results shown that according fertilization percent and temperature condition hydrogen peroxide at 1,000 and 1,500 PPM concentrations is a effective antifungal agent during incubation periods of Persian sturgeon and even sometimes increasing hatching rates significantly comparing with natural controls and Malachite green. In Chinese carps although hydrogen peroxide controls water molds but it is not recommended in high temperatures because it make shortened incubation time and mold infections will decrease. Also the results shown 750 PPM concentration of hydrogen peroxide in common carp eggs controls water moulds infections and increase hatching rate significantly comparing with Malachite green and natural control. Daily mortality rates accessing of Persian sturgeon fries show that 20 minutes baths of 5mg/1 levamisole hydrochloride decreases daily mortality rate during yolk sac absorption. Nitrogenous compounds: nitrate and ammonium differ significantly between treated tanks with control. Blood leucocytes concentrations as an immune index was different significantly in treated fishes by levamisole hydrochloride comparing with controls. In Chinese carps because yolks sac absorption time is short there is not necessary to use the levamisole hydrochloride. Although treated larvae were more active than controls. As a result our suggestions is to use hydrogen peroxide in Persian sturgeon and common carp artificial propagation and also suggest the use levamisole hydrochloride for Persian sturgeon beside management method in stress and pollution condition

淋巴细胞免疫治疗原发性习惯性流产

对49例确诊为原发性习惯性流产(41.76%)中的29例采用丈夫肘静脉血40ml分离淋巴细胞行主动免疫治疗(一般妊娠前治疗两次,妊娠后治疗两次),现有17例妊娠,其中11例已分娩;5例在中期妊娠;1例失败。妊娠成功率为94.12%(16/17)。另20例未经主动免疫治疗作为对照组,妊娠成功率为27.78%(5/18),两组相比差异有显著性(P<0.05),对部分病例进行了治疗前免疫状态检测,包括微淋巴细胞毒抗体阴性,杀伤淋巴细胞低下改变的检测。结果提示丈夫淋巴细胞主动免疫法的有效性及可提高患者免疫反应性,有较可靠的临床效果及应用价值。

Physiological responses to capture and handling of free-ranging male Yangtze finless porpoises (Neophocaena phocaenoides asiaeorientalis)

We captured free-ranging male Yangtze finless porpoises over three seasons and assayed leukocytes and serum biochemistry to investigate physiological responses to the capture and handlings. Serum thyroid hormones (THs) declined sharply in those porpoises compared with hormone variation in a captive male finless porpoise. Hypernatremia and hypokalemia were also significant in the free-ranging animals suggesting that conservation of serum sodium might be acutely vital for this freshwater subspecies. The animals captured in spring showed more significant neutrophilia and eosinopenia than those captured in autumn suggesting that they may be more affected by capture during the breeding season. Furthermore, physical examination of porpoises when out of the water was apparently stressful, particularly when they were kept out of the water for longer periods. However, an increase in circulating THs may be an adaptive response to accommodate these short-term stresses.

The biological effects of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) recombinant interleukin-8

In this report, recombinant interieukin-8 (rIL-8) was produced and its activity tested for the first time in fish. The rainbow trout rIL-8 was produced in Escherichia coli and purified using a 6xHis tag at the N-terminus. The rIL-8 induced a dose-dependent migration of head kidney leukocytes at concentrations from 0.1 to 10 ng/ml, with a peak response at 1 ng/ml. Trout rIL-8 also had a significant effect on superoxide production by head kidney cells, with maximal, activity at 0.1 and 1 ng/ml. When injected intraperitoneally into trout, rIL-8 had a clear effect on total leukocyte number in the peritoneal cavity, with increasing doses (up to 5 mu g) eliciting more cells. Of three leukocyte types distinguished, neutrophils were the dominant cell type, especially at higher rIL-8 concentrations. In contrast, the proportion of macrophages and lymphocytes decreased with rIL-8 administration, suggesting that they were not attracted at the same rate as neutrophils. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Subcellular localization and characterization of G protein-coupled receptor homolog from lymphocystis disease virus isolated in China

G protein-coupled receptors (GPCRs) constitute a large superfamily involved in various types of signal transduction pathways, and play an important role in coordinating the activation and migration of leukocytes to sites of infection and inflammation. Viral GPCRs, on the other hand, can help the virus to escape from host immune surveillance and contribute to viral pathogenesis. Lymphocystis disease virus isolated in China (LCDV-C) contains a putative homolog of cellular GPCRs, LCDV-C GPCR. In this paper, LCDV-C GPCR was cloned, and the subcellular localization and characterization of GPCR protein were investigated in fish cells. LCDV-C GPCR encoded a 325-amino acid peptide, containing a typical seven-transmembrane domain characteristic of the chemokine receptors and a conserved DRY motif that is usually essential for receptor activation. Transient transfection of GPCR-EGFP in fathead minnow (FHM) cells and epithelioma papulosum cyprini (EPC) cells indicated that LCDV-C GPCR was expressed abundantly in both the cytoplasm and nucleoplasm. Transient overexpression of GPCR in these two cells cannot induce obvious apoptosis. FHM cells stably expressing GPCR showed enhanced cell proliferation and significant anchorage-independent growth. The effects of GPCR protein on external apoptotic stimuli were examined. Few apoptotic bodies were observed in cells expressing GPCR treated with actinomycin D (ActD). Quantitative analysis of apoptotic cells indicated that a considerable decrease in the apoptotic fraction of cells expressing GPCR, compared with. the control cells, was detected after exposure to ActD and cycloheximide. These data suggest that LCDV-C GPCR may inhibit apoptosis as part of its potential mechanism in mediating cellular transformation.

The first non-mammalian CXCR3 in a teleost fish: Gene and expression in blood cells and central nervous system in the grass carp (Ctenopharyngodon idella)

A novel fish chemokine receptor gene, chemokine (C-X-C motif) receptor 3 (CXCR3)-like was isolated from the grass carp Ctenopharyngodon idella , with its full-length genomic sequence. The cDNA of grass carp CXCR3-like (gcCXCR3-like) consists of 1261 bp with a 49bp 5'-UTR and a 189 bp 3'-UTR. An open reading frame of 1023 bp encodes a 341-amino acid peptide, with seven transmembrane helices. The deduced amino acid sequence showed the same sequence identities (37.8%) with its counterparts in goat and human. The gcCXCR3-like gene consists of two exons, with one intervening intron, spaced over approximately 2 kb of genomic sequence. Phylogenetic analyses clearly demonstrated that the gcCXCR3-like resembles the CXCR3s of other vertebrates. Real-time PCR analysis showed that gcCXCR3-like was expressed in all tested organs except heart and the expression level of gcCXCR3-like was highest in brain. Flow cytometric analyses showed the positive rate of labelled leukocytes from the healthy grass carp was 17.3%, and the labelled leukocytes were divided into three types by cell sorting. Immunohistochemical localization revealed that gcCXCR3-like expressed in whole brain regions including cerebel, diencephalon, medulla oblongata, optic lobe, and rhinencephalon, and that the labelled leukocytes are actually populations of monocyte and/or phagocyte, lymphocyte and the granulocyte. It is considered that fish CXCR expression and their function may need to be investigated in both nervous and immune systems. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Two cathelicidin genes are present in both rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and Atlantic salmon (Salmo salar)

Further to the previous finding of the rainbow trout rtCATH_1 gene, this paper describes three more cathelicidin genes found in salmonids: two in Atlantic salmon, named asCATH_1 and asCATH_2, and one in rainbow trout, named rtCATH_2. All the three new salmonid cathelicidin genes share the common characteristics of mammalian cathelicidin genes, such as consisting of four exons and possessing a highly conserved preproregion and four invariant cysteines clustered in the C-terminal region of the cathelin-like domain. The asCATH_1 gene is homologous to the rainbow trout rtCATH_1 gene, in that it possesses three repeat motifs of TGGGGGTGGC in exon IV and two cysteine residues in the predicted mature peptide, while the asCATH_2 gene and rtCATH_2 gene are homologues of each other, with 96% nucleotide identity. Salmonid cathelicidins possess the same elastase-sensitive residue, threonine, as hagfish cathelicidins and the rabbit CAP18 molecule. The cleavage site of the four salmonid cathelicidins is within a conserved amino acid motif of QKIRTRR, which is at the beginning of the sequence encoded by exon W. Two 36-residue peptides corresponding to the core part of rtCATH_1 and rtCATH_2 were chemically synthesized and shown to exhibit potent antimicrobial activity. rtCATH_2 was expressed constitutively in gill, head kidney, intestine, skin and spleen, while the expression of rtCATH_1 was inducible in gill, head kidney, and spleen after bacterial challenge. Four cathelicidin genes have now been characterized in salmonids and two were identified in hagfish, confirming that cathelicidin genes evolved early and are likely present in all vertebrates.

Identification of a novel cathelicidin gene in the rainbow trout, Oncorhynchus mykiss

We report the cloning of a novel antimicrobial peptide gene, termed rtCATH_1, found in the rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. The predicted 216-residue rtCATH_1 prepropeptide consists of three domains: a 22-residue signal peptide, a 128-residue cathelin-like region containing two identifiable cathelicidin family signatures, and a predicted 66-residue C-terminal cationic antimicrobial peptide. This predicted mature peptide was unique in possessing features of different known (mammalian) cathelicidin subgroups, such as the cysteine-bridged family and the specific amino-acid-rich family. The rtCATH_1 gene comprises four exons, as seen in all known mammalian cathelicidin genes, and several transcription factor binding sites known to be of relevance to host defenses were identified in the 5' flanking region. By Northern blot analysis, the expression of rtCATH_1 was detected in gill, head kidney, and spleen of bacterially challenged fish. Primary cultures of head kidney leukocytes from rainbow trout stimulated with lipopolysaccharide or poly(I (.) C) also expressed riCATH_1. A 36-residue peptide corresponding to the core part of the fish cathelicidin was chemically synthesized and shown to exhibit potent antimicrobial activity and a low hemolytic effect. Thus, rtCATH_1 represents a novel antimicrobial peptide gene belonging to the cathelicidin family and may play an important role in the innate immunity of rainbow trout.