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イラン人患者から分離されたジアルジア・デュオデナリスのアイソザイムプロファイルと系統解析
Isoenzyme profiles and phylogenetic analysis of Giardia duodenalis isolates from Iranian patients.
PMID: 32671708 DOI: 10.1007/s11356-020-10062-1.
抄録
本研究の主な目的は，イラン南部のファース県の患者から分離されたG. デュオデナリス分離株を生化学的・分子生物学的手法により特徴づけることであった。修正TYI-S-33培地で大量培養した15株のG. duodenalis分離株をアイソザイム電気泳動法とPCRによる遺伝子型解析を行った。5種類の酵素系のポリアクリルアミドゲル電気泳動（PAGE）を用いて分離株の特徴付けを行った。(i)グルコース-６-リン酸デヒドロゲナーゼ、(ii)グルコースリン酸イソメラーゼ、(iii)リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、(iv)リンゴ酵素、および(v)ホスホグルコムターゼである。同様に、プライマーRH11およびRH4を用いて、SSU-rDNA（292bp）遺伝子の断片をPCRにより増幅した。PCR産物の配列決定と系統樹を行った。等酵素電気泳動プロファイルは、15株のG. duodenalisを4つのザイモデームに分けた。G6PD、GPI、MDH、ME、PGMの酵素系はそれぞれ1、2、2、3、3の酵素パターンを示した。G6PDのアイソザイムパターンは最も均質であったが、MEとPGMのアイソザイムパターンは最も不均質であった。遺伝子型解析の結果、ザイモデーム1～4はSSU-rDNA遺伝子に基づいて集合体Aに分類された。系統解析の結果、4つのザイモデームはすべて集合体Aのクラスター内に分布していることがわかった。これらの結果から，G. duodenalisのアイソザイムプロファイルの遺伝的多様性は，ヒトのジアルジア症の臨床症状，病原性，宿主反応，薬剤感受性，治療効果の多様性を説明している可能性が示唆された。
The main objective of this study was to characterize the Giardia duodenalis isolates from Iranian patients in Fars Province, south of Iran by biochemical and molecular methods. Fifteen mass cultivated of G. duodenalis isolates in modified TYI-S-33 medium were analyzed using isoenzyme electrophoresis and PCR genotyping. Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) of five different enzyme systems was used to characterize isolates: (i) glucose-6-phosphate dehydrogenase, (ii) glucose phosphate isomerase, (iii) malate dehydrogenase, (iv) malic enzyme, and (v) phosphoglucomutase. As well, a fragment of the SSU-rDNA (292 bp) gene was amplified by PCR using the primers RH11 and RH4. The sequencing of the PCR products and phylogenetic tree were performed. The isoenzyme electrophoretic profiles divided fifteen G. duodenalis isolates into four zymodemes. G6PD, GPI, MDH, ME, and PGM enzyme systems showed 1, 2, 2, 3, and 3 enzyme pattern, respectively. G6PD isoenzyme pattern had the most homogeneity, while isoenzyme patterns of ME and PGM had the most heterogeneity in our study. Genotyping results indicated that the zymodemes 1-4 were categorized in assemblage A based on the SSU-rDNA gene. Phylogenetic analysis showed that all four zymodemes were distributed within the cluster of assemblage A. Our results indicated that both isoenzyme and DNA analyses were useful to characterize the isolates of Giardia and distinguishing various zymodemes and assemblages. It could be suggested that the genetic diversity among isoenzymes profiles of G. duodenalis may explain the variable clinical manifestations, pathogenicity, host response, drug susceptibility, and treatment efficacy of human giardiasis.