抗σ因子であるBSPR/BTRAは、ラットで咳を引き起こすBordetella bronchisepticaの能力を調節します

Bordetella Pertussis、B。parapertussis、およびB. bronchisepticaは呼吸器感染を引き起こします。その多くは、感染した宿主の咳が特徴です。主にボルデテラ感染後に咳を再現する小動物の便利な感染モデルがなかったため、咳の病因は分析されていません。ここでは、B。bronchisepticaの自然な宿主の1つであるB. bronchisepticaラットに感染したラットの咳モデルを提示し、生物に容易に感染し、頻繁に咳をしました。B.百日咳もラットで咳を引き起こしましたが、これは以前の報告と一致していますが、咳反応はB.気管支誘発咳よりも明らかではありませんでした。ラットモデルを使用することにより、アデニル酸シクラーゼ毒素、皮膚誘発性毒素、およびIII型分泌系が咳産生に関与していないことを実証しましたが、抗σ因子であるBSPR/BTRA（同じタンパク質の異なる名前）が調節することを実証しました。咳を引き起こす未知の因子の生産。ラットの咳は、生きている細菌だけでなく細菌溶解物の接種によって観察されました。BSPR（BTRA）欠損株の感染により、野生型よりも頻繁に咳が大幅に低下しました。しかし、BSPR（BTRA）欠損株からの溶解物の鼻腔内接種は、野生型と同様に咳を引き起こし、BSPR/BTRAが咳因子の産生を調節することを示唆しています。さらに、咳因子は熱の不安定であることがわかり、BVG+相でB. bronchisepticaによって生成されました。私たちのラットモデルは、ボルデテラ感染によって誘発される咳の病因についての洞察を提供すると考えています。不安定性咳は、ボルデラ首脳症によって引き起こされる伝染性呼吸器疾患であり、この疾患は重度の発作性咳によって特徴付けられ、患者にとって大きな負担になり、時折結果になります。死んでいる;しかし、その病因はほとんど不明のままです。Bordetellaによって誘発された咳を分析する主な障害は、咳を複製する従来の動物モデルがないことです。Bordetella Pretussisは人間に非常に適応しているため、実験動物の感染モデルは十分に確立されているとは考えられていません。本研究では、B。bronchisepticaに感染したラットの咳を調べました。これは、このラットモデルを使用してB. pertussisと多くの病原性因子を共有しているため、ボルデテラの主要な病原性因子のいくつかが咳産生に関与していないことを実証しました。B. bronchisepticaの抗σ因子、BSPR/Btraは、未知の咳を引き起こす細菌因子の産生を調節しています。私たちの結果は、ボルデテラが咳を誘発するメカニズムを理解するための重要な手がかりを提供します。

Bordetella pertussis, B. parapertussis, and B. bronchiseptica cause respiratory infections, many of which are characterized by coughing of the infected hosts. The pathogenesis of the coughing remains to be analyzed, mainly because there were no convenient infection models of small animals that replicate coughing after Bordetella infection. Here, we present a coughing model of rats infected with B. bronchiseptica Rats, which are one of natural hosts of B. bronchiseptica, were readily infected with the organisms and showed frequent coughing. B. pertussis also caused coughing in rats, which is consistent with previous reports, but the cough response was less apparent than the B. bronchiseptica-induced cough. By using the rat model, we demonstrated that adenylate cyclase toxin, dermonecrotic toxin, and the type III secretion system are not involved in cough production, but BspR/BtrA (different names for the same protein), an anti-σ factor, regulates the production of unknown factor(s) to cause coughing. Rat coughing was observed by inoculation of not only the living bacteria but also the bacterial lysates. Infection with bspR (btrA)-deficient strains caused significantly less frequent coughing than the wild type; however, intranasal inoculation of the lysates from a bspR (btrA)-deficient strain caused coughing similarly to the wild type, suggesting that BspR/BtrA regulates the production of the cough factor(s) only when the bacteria colonize host bodies. Moreover, the cough factor(s) was found to be heat labile and produced by B. bronchiseptica in the Bvg+ phase. We consider that our rat model provides insight into the pathogenesis of cough induced by the Bordetella infection.IMPORTANCE Whooping cough is a contagious respiratory disease caused by Bordetella pertussis This disease is characterized by severe paroxysmal coughing, which becomes a heavy burden for patients and occasionally results in death; however, its pathogenesis remains largely unknown. The major obstacle to analyzing Bordetella-induced coughing is the lack of conventional animal models that replicate coughing. As Bordetella pertussis is highly adapted to humans, infection models in experimental animals are not considered to be well established. In the present study, we examined coughing in rats infected with B. bronchiseptica, which shares many virulence factors with B. pertussis Using this rat model, we demonstrated that some of the major virulence factors of Bordetella are not involved in cough production, but an anti-σ factor, BspR/BtrA, of B. bronchiseptica regulates the production of unknown cough-causing bacterial factor(s). Our results provide important clues to understand the mechanism by which Bordetella induces cough.