Impact of Toll-like receptor 4 polymorphism on pro-inflammatory responsiveness in great tit (Parus major)

Abstract

Toll-like receptor 4 (TLR4) je jedním z nejdůležitějších Pattern recognition receptorů, jehož úkolem je včasné rozpoznání bakteriální infekce. Po navázání endotoxinu (lipopolysacharidu, LPS) na TLR4 dochází ke spuštění signální kaskády vedoucí k produkci imunomodulčaních molekul, cytokinů. Jednou z funkcí cytokinů je řídit infiltraci leukocytů z krevního řečiště do místa zánětu, která vede ke vzniku otoku. Patogen je následně eliminován těmito buňkami fagocytózou a oxidačním vzplanutím. Je známo, že polymorfismus v TLR4 může ovlivňovat resistenci hostitelského organismu k některým chorobám. TLR4 by tak mohl hrát důležitou roli v koevoluci hostitele a parazita. Ve své diplomové práci jsem se zaměřila na aminokyselinovou substituci Q549R v TLR4, která je u sýkory koňadry asociovaná s mírou exprese ornamentálního zbarvení. U jedinců, kterým bylo injikováno LPS, došlo k poklesu poměru heterofilů a lymfocytů (H/L) v krvi. Tento pokles mohla způsobit infiltrace krevních buněk do zanícené tkáně. Naopak u zvířat, kterým bylo injikováno pouze PBS, došlo k nárůstu H/L, patrně v důsledku stresu. Prokázala jsem, že substituce Q549R nemá vliv na celkovou kondici či hematologické parametry jedince. Zjistila jsem však vliv interakce mezi genotypem Q549R hostitele a typem LPS (Escherichia coli / Salmonella...

Toll-like receptor 4 (TLR4) belongs among chief bacteria-sensing Pattern recognition receptors. Endotoxin (lipopolysaccharide, LPS) recognition by TLR4 triggers signalling leading to release of cytokines that direct leukocyte infiltration into the inflammatory site and cause swelling. Effector mechanisms that ensure pathogen elimination include phagocytosis and oxidative burst. It has been repeatedly reported that the polymorphism in TLR4 may affect host resistance to various diseases. TLR4 may be, therefore, an important molecule in host-parasite co-evolution. Herein, I focused on TLR4 amino acid substitution Q549R which is associated with ornamentation in great tits. In tits I describe immune responsiveness to LPS stimulation on morphological and molecular level and examine effects of the Q549R substitution on inflammation and general body condition. In LPS- treated individuals I found decrease in heterophil-lymphocyte ratio (H/L) that might be caused by attraction of the blood-borne cells into the inflamed tissue. This is in striking contrast with increase in H/L in PBS-treated animals resulting from the stress response. There was no effect of Q549R on general condition and haematological parameters but I revealed a significant effect of the interaction between host Q549R genotype and the type...