All
 
|
 
 


About the Naked Mole Rat Lymphoid Tissues
 
PIIS102872210005015-1-1
DOI10.31857/S102872210005015-1
Publication type Article
Status Published
Authors
E. Gorshkova 
Occupation: PhD student, Department of Immunology, Biological Faculty, Lomonosov Moscow State University; Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences; Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology, Lomonosov Moscow State University
Affiliation:
Lomonosov Moscow State University
Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences
Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology, Lomonosov Moscow State University
Address: Russian Federation, Moscow
E. Gubernatorova
Occupation: PhD student, Department of Immunology, Biological Faculty, Lomonosov Moscow State University; Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences
Affiliation:
Lomonosov Moscow State University
Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences
Address: Russian Federation, Moscow
A. Medvedovskaya
Occupation: Student, Department of Immunology, Biological Faculty, Lomonosov Moscow State University
Affiliation: Lomonosov Moscow State University
Address: Russian Federation, Moscow
M. Vyssokikh
Occupation: Head of laboratory, Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology, Lomonosov Moscow State University
Affiliation: Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology, Lomonosov Moscow State University
Address: Russian Federation, Moscow
S. Holtze
Occupation: Scientist, Department of Reproduction Management, Leibniz-Institute for Zoo and Wildlife Research
Affiliation: Leibniz-Institute for Zoo and Wildlife Research
Address: Germany, Berlin
T. B. Hildebrandt
Occupation: Head of Reproduction Management Department, Leibniz-Institute for Zoo and Wildlife Research
Affiliation: Leibniz-Institute for Zoo and Wildlife Research
Address: Germany, Berlin
M. Drutskaya
Occupation: Leading researcher, Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences
Affiliation: Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences
Address: Russian Federation, Moscow
S. Nedospasov
Occupation: Head of Department of Immunology, Biological Faculty, Lomonosov Moscow State University; head of laboratory, Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences; head of laboratory, Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology, Lomo
Affiliation:
Engelhardt Institute of Molecular Biology, RAS
Lomonosov Moscow State University
Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology, Lomonosov Moscow State University
Address: Russian Federation, Moscow
Journal nameRossiiskii immunologicheskii zhurnal
EditionVolume 13 (22) Issue 1
Pages5-12
Abstract

The naked mole-rat (Heterocephalus glaber) is an eusocial rodent living underground, known for its unusually high life expectancy. Biochemical markers of age associated diseases (cancer, neurodegenerative diseases) in naked mole-rat are less pronounced than in other laboratory rodents. The immune system is involved in the aging and carcinogenesis regulation, however, the immune system in the naked mole-rats is yet not investigated well. We found that the immune system of naked mole-rats has structural diff erences compared to a mouse immune system: a smaller number of the bone marrow cells and splenocytes, the small size of the lymphoid follicles of the spleen and lymph nodes, a higher proportion of myeloid cells in the periphery. Taken together, these data provide a basis for studying the fundamental immunity patterns of the naked mole rat, and their contribution to the extraordinary longevity.

Keywordsnaked mole rat, immunomorphology, myeloid cells, model of healthy aging
Publication date28.08.2019
Number of characters15181
Cite  
100 rub.
When subscribing to an article or issue, the user can download PDF, evaluate the publication or contact the author. Need to register.
Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной

Table of contents

ВВЕДЕНИЕ
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Животные
Гистология
Выделение иммунных клеток и проточная цитофлуориметрия
РЕЗУЛЬТАТЫ
Первичные лимфоидные органы голого землекопа
Вторичные лимфоидные органы голого землекопа
ОБСУЖДЕНИЕ
1

ВВЕДЕНИЕ
2 Голый землекоп (Heterocephalus glaber, Ruppel,1842) – вид подземных грызунов семейства Bathyergidae, распространенный в Восточной Африке (Кения, Сомали, Эфиопия, Джибути). Для голых землекопов характерна эусоциальность [1], то есть жизнь в колонии, где существует разделение на размножающихся и неразмножающихся (рабочих) особей. Среди млекопитающих описано только два вида, обладающих подобным устройством общества: собственно, голый землекоп, и родственный ему вид – дамарский пескорой (Fukomys damarensis). В колониях присутствует одна фертильная самка (королева) и несколько фертильных самцов, которые на протяжении долгого времени поддерживают размер группы (60–300 особей в дикой природе). Описанная специфичность структуры популяции сказывается на генетическом разнообразии внутри колонии – изолированные популяции землекопов являются высоко инбредными [2]. Переход к подземному образу жизни способствовал уменьшению давления отбора, увеличению продолжительности жизни и снижению темпа эволюции. Вместе с этим, суровые условия дефицита кислорода, пищи и воды, высокие энергетические затраты на строительство тоннелей в твердом грунте, наряду с формирующейся эусоциальностью, привели к тому, что эффективный размер популяций стал небольшим, и, как следствие, в геноме закрепилось большее число несинонимичных замен по сравнению с родственными видами наземных грызунов [3]. Другими словами, благодаря эволюции в экстремальных условиях, голые землекопы приобрели множество удивительных признаков.
3 При секвенировании генома голого землекопа были открыты мутации, ассоциированные с необычными чертами физиологии данного вида. Например, нехарактерную для млекопитающих пойкилотермию связывают с мутациями в гене термогенина (UCP1), отвечающего за несократительный термогенез (non-shivering thermogenesis, NST). Замены в нуклеотидной последовательности гена UCP1 могут приводить к снижению способности термогенина переносить протоны, а также к худшему связыванию регулирующих белок молекул – пуриновых оснований и жирных кислот [4]. Различные компоненты клеточного метаболизма голых землекопов обогащены специфическими молекулярными вариациями белков: системы репарации ДНК [5] и стабилизации трансляции [6], ареста клеточного цикла [7, 8], и клеточного дыхания [9]. Интересно, что гены, ассоциированные с иммунной функцией, также несут следы положительного эволюционного отбора [3].
4 Таким образом, широкая представленность специфических адаптаций молекулярных процессов голого землекопа дает основания полагать, что иммунная система этих животных может также обладать уникальными для млекопитающих свойствами. Поскольку исследования, посвященные проблеме функционирования иммунной системы голых землекопов, находятся на сегодняшний день в зачаточном состоянии, целью работы являлась первичная характеристика морфологии и клеточного состава лимфатической ткани голого землекопа и выявление потенциальных отличий от хорошо изученных лабораторных грызунов. Такие уникальные отличия могли бы выступить объектами для дальнейшего углубленного исследования адаптаций иммунной системы этих удивительных животных.

Number of purchasers: 2, views: 1653

Readers community rating: votes 0 

1. Jarvis J. U. Eusociality in a mammal: cooperative breeding in naked mole-rat colonies. Science 1981, 212(4494), 571–573.
2. Reeve H. K., Westneat D. F., Noon W. A., Sherman P. W., Aquadro C. F. DNA “fi ngerprinting” reveals high levels of inbreeding in colonies of the eusocial naked mole-rat. Proc Natl Acad Sci U S A 1990, 87(7), 2496–2500.
3. Du K., Yang L., He S. Phylogenomic analyses reveal a molecular signature linked to subterranean adaptation in rodents. BMC Evol Biol, 2015. 15: p. 287.
4. Kim E.B., Fang X., Fushan A. A., Huang Z., Lobanov A. V., Han L., Marino S. M., Sun X., Turanov A. A., Yang P., Yim S. H., Zhao X., Kasaikina M. V., Stoletzki N., Peng C., Polak P., Xiong Z., Kiezun A., Zhu Y., Chen Y., Kryukov G. V., Zhang Q., Peshkin L., Yang L., Bronson R. T., Buff enstein R., Wang B., Han C., Li Q., Chen L., Zhao W., Sunyaev Sh. R., Park T. J., Zhang G., Wang J., Gladyshev V. N. Genome sequencing reveals insights into physiology and longevity of the naked mole rat. Nature 2011, 479(7372), 223–227. DOI:10.1038/nature10533.
5. Evdokimov A., Kutuzov M., Petruseva I., Lukjanchikova N., Kashina E., Kolova E., Zemerova T., Romanenko S., Perelman P., Prokopov D., Seluanov A., Gorbunova V., Graphodatsky A., Trifonov V., Khodyreva S., Lavrik O. Naked mole rat cells display more effi cient excision repair than mouse cells. Aging (Albany NY), 2018, 10(6), 1454–1473; doi:10.18632/aging.101482
6. Azpurua J., Ke Z., Chen I. X., Zhang Q., Ermolenko D. N., Zhang Z. D., Gorbunova V., Seluanov A. Naked mole-rat has increased translational fi delity compared with the mouse, as well as a unique 28S ribosomal RNA cleavage. Proc Natl Acad Sci U S A 2013, 110(43), 17350–17355. DOI:10.1073/pnas.1313473110.
7. Tian X., Azpurua J., Hine C., Vaidya A., Myakishev-Rempel M., Ablaeva J., Mao Z., Nevo E., Gorbunova V., Seluanov A. High-molecular-mass hyaluronan mediates the cancer resistance of the naked mole rat. Nature 2013, 499(7458), 346–349.
8. Tian X., Azpurua J., Ke Z. H., Augereau A., Zhang Z. D. D., Vij g J., Gladyshev V. N., Gorbunova V., Seluanov A. INK4 locus of the tumor-resistant rodent, the naked mole rat, expresses a functional p15/p16 hybrid isoform. Proc Natl Acad Sci USA 2015,112(4),1053–1058.
9. Park T. J., Reznick J., Peterson B. L., Blass G., Omerbasic D., Bennett N. C., Kuich P. H. J. L., Zasada C., Browe B. M., Hamann W., Applegate D. T., Radke M. H., Kosten T., Lutermann H., Gavaghan V., Eigenbrod O., Begay V., Amoroso V. G., Govind V., Minshall R. D., Smith E. S.J., Larson J., Gotthardt M., Kempa S., Lewin G. R. Fructose-driven glycolysis supports anoxia resistance in the naked mole-rat. Science 2017, 356(6335), 307–311.
10. Manskikh V. N., Averina O. A., Nikiforova A. I. Spontaneous and Experimentally Induced Pathologies in the Naked Mole Rat (Heterocephalus glaber). Biochemistry (Mosc) 2017, 82(12), 1504–1512.
11. Delaney M. A., Nagy L., Kinsel M. J., Treuting P. M. Spontaneous histologic lesions of the adult naked mole rat (Heterocephalus glaber): a retrospective survey of lesions in a zoo population. Vet. Pathol. 2013, 50(4), 607–621.
12. Delaney M. A., Kinsel M. J., Treuting P. M. Renal Pathology in a Nontraditional Aging Model: The Naked Mole-Rat (Heterocephalus glaber). Vet Pathol, 2016, 53(2), 493–503.
13. Artwohl J., Ball-Kell S., Valyi-Nagy T., Wilson S. P., Lu Y., Park T. J. Extreme susceptibility of African naked mole rats (Heterocephalus glaber) to experimental infection with herpes simplex virus type 1. Comp Med, 2009, 59(1), 83–90.
14. Ross-Gillespie A., O’Riain M. J., Keller L. F. Viral epizootic reveals inbreeding depression in a habitually inbreeding mammal. Evolution 2007, 61(9), 2268–2273.
15. Ingram C. M., Troendle N. J., Gill C. A., Braude S., Honeycutt R. L. Challenging the inbreeding hypothesis in a eusocial mammal: population genetics of the naked mole-rat, Heterocephalus glaber. Mol Ecol, 2015, 24(19), 4848–4865.
16. Bens M., Szafranski K., Holtze S., Sahm A., Groth M., Kestler H. A., Hildebrandt T. B., Platzer M. Naked molerat transcriptome signatures of socially suppressed sexual maturation and links of reproduction to aging. BMC Biology 2018, 16(1), 77. Naked mole-rat transcriptome signatures of socially suppressed sexual maturation and links of reproduction to aging. doi.org/10.1186/s12915–018–0546-z
17. Swift-Gallant A., Mo K., Peragineet D., Monks D. A., Holmes M. M. Removal of reproductive suppression reveals latent sex diff erences in brain steroid hormone receptors in naked mole-rats, Heterocephalus glaber. Biol Sex Diff er, 2015, 6, 31.
18. Taneja V. Sex Hormones Determine Immune Response. Front Immunol., 2018, 9, 1931.
19. Abolins S., King E. C., Lazarou L., Weldon L., Hughes L., Drescher P., Raynes J. G., Hafalla J. C.R., Viney M. E., Riley E. M. The comparative immunology of wild and laboratory mice, Mus musculus domesticus. Nat Commun, 2017, 8, 14811.
20. Cheng J., Yuan Z., Yang W., Xu C., Cong W., Lin L., Zhao S., Sun W., Bai X., Cui S. Comparative study of macrophages in naked mole rats and ICR mice. Oncotarget 2017, 8(57), 96924–96934.
21. Yasuda M., Jenne C. N., Kennedy L. J., Reynolds J. D. The sheep and cattle Peyer’s patch as a site of B-cell development. Vet. Res. 2006, 37(3), 401–415.
22. Suckow M., Stevens K., Wilson R. The Laboratory Rabbit, Guinea Pig, Hamster, and Other Rodents. American College of Laboratory Animal Medicine. 2012: Academic Press.
23. Cong W., Xing J., Feng Y., Wang J., Fu R., Yue B., He Z., Lin L., Yang W., Cheng J., Sun W., Cui S. The microbiota in the intestinal and respiratory tracts of naked molerats revealed by high-throughput sequencing. BMC Microbiol. 2018, 18(1), 89.

Система Orphus

Loading...
Up