published_or_final_version / Biochemistry / Doctoral / Doctor of Philosophy

Thesis (Ph. D.)--University of Hong Kong, 1998. / Includes bibliographical references (leaf 117-143).

In insects, hemocytes are considered as the only source of plasma prophenoloxidase (PPO). PPO also exists in the hemocytes of the hematopoietic organ that is connected to the wing disc of Bombyx mori. It is unknown whether there are other cells or tissues that can produce PPO and release it into the hemolymph besides circulating hemocytes. In this study, we use the silkworm as a model to explore this possibility. Through tissue staining and biochemical assays, we found that wing discs contain PPO that can be released into the culture medium in vitro. An in situ assay showed that some cells in the cavity of wing discs have PPO1 and PPO2 mRNA. We conclude that the hematopoietic organ may wrongly release hemocytes into wing discs since they are connected through many tubes as repost in previous paper. In wing discs, the infiltrating hemocytes produce and release PPO probably through cell lysis and the PPO is later transported into hemolymph. Therefore, this might be another source of plasma PPO in the silkworm: some infiltrated hemocytes sourced from the hematopoietic organ release PPO via wing discs.

Alterations of immune parameters were investigated in fish exposed to non-overtly toxic levels of three different environmentally relevant chemicals, 7,12-dimethylbenzanthracene (DMBA), hexachlorocyclohexane (lindane), and 2,3,7,8- tetrachlorodibenzo-p -dioxin (TCDD). Each chemical agent was administered to tilapia in separate experiments by intraperitoneal injection for five consecutive days. Following the final dose, total cellularity and histology of the spleen and pronephros were assessed, as were activity of phagocytic celis contained in these hematopoietic organs. <p>Using chemical doses which produced no clinical toxicity, tilapia exposed to each chemical agent displayed a significant reduction in total cell number of both spleen and pronephros, in most cases in a dose-related manner. Consistent with this observation, splenic and pronephric hypocellularity was confirmed upon histological examination of chemical-treated fish. However, neither superoxide radical production or phagocytosis of splenic or pronephric macrophages was inhibited in either DMBA, lindane, or TCDD exposed fish. Results of this study indicate that depressed total cell number in fish hematopoietic organs may be a more sensitive indicator of exposure to these environmental contaminants than is the activity of macrophages contained within these organs. / Master of Science

A síndrome de emagrecimento progressivo (SEP) é responsável por elevada morbidade e mortalidade de calitriquídeos mantidos em cativeiro em diferentes instituições. Essa síndrome representa um desafio aos médicos veterinários por suas características ainda pouco esclarecidas e são poucos os estudos multidisciplinares que visam à avaliação dos diferentes sistemas, como os órgãos linfo-hematopoiéticos. O objetivo foi caracterizar a evolução e duração da SEP, associando os dados clínicos, laboratoriais e anatomopatológicos dos órgãos linfo-hematopoiéticos de saguis naturalmente acometidos por SEP no cativeiro. Foram analisadas as fichas clínicas, necroscópicas e os resultados das amostras de sangue e urina de 47 saguis doentes, Callithrix spp., machos e fêmeas, que foram a óbito devido a SEP e eram provenientes de dois criadouros diferentes do estado de São Paulo. Os fragmentos dos órgãos linfo-hematopoiéticos, intestino delgado e do fígado foram processados e avaliados. Os resultados caracterizaram que a SEP acomete calitriquídeos de espécies diferentes, adultos, sem predisposição sexual, mantidos sob condições estáveis de manejo por em média 42 meses e a duração clínica varia de 41 dias a 1 ano e 7 meses. As características clínicas na fase inicial foram predominantemente sinais gastrintestinais e na fase terminal, sinais gastrintestinais e extra-intestinais. A anemia macrocítica normo ou hipocrômica com policromasia, esferocitose, presença de corpúsculos de Heinz e hemoglobinúria foi a alteração hematológica mais frequente. As lesões dos órgãos linfo-hematopoiéticos foram características de anemia hemolítica ou foram inespecíficas e reacionais caracterizadas por hiperplasia ou depleção das células da medula óssea, baço e linfonodo e lesões degenerativas no fígado. Na SEP, a associação clínica, laboratorial e anatomopatológica possibilitou a caracterização da evolução e duração clínica, da anemia e das alterações dos órgãos linfo-hematopoiéticos, cujas lesões foram consideradas secundárias à desnutrição crônica e progressiva decorrente da severa enterite atrófica. / Wasting marmoset syndrome (WMS) causes high morbidity and mortality of marmosets and tamarins kept in captivity in different colonies. WMS challenges the veterinarian due to its unclear and not established features and there are few multidisciplinary studies that carried out an evaluation of different systems, such the lymphohematopoietic system. The aim was described the duration and evolution of illness based on an association of clinical, laboratory and pathological aspects of WMS. Medical record, laboratory data and pathological findings were analyzed of 47 Callithrix spp., males and females, sick marmosets that died due to WMS in two different colonies in São Paulo state. Tissue samples of small intestine, lymphohematopoietc system and liver were histological processed and evaluated. The results showed that WMS affects adult marmosets of different species; there are no sex-related differences, and the marmosets are at least 42 months under similar general management at colony. The clinical duration of WMS is from 41 days to 1 year and 7 months. The clinical features were gastrointestinal symptoms in the beginning and extra-gastrointestinal and gastrointestinal signs in the end. Normochromic or hypochromic macrocytic anemia with polychromasia, spherocytes, Heinz bodies, and hemoglobinuria is the common hematological result. The lymphohematopoietic system lesions were the common findings of hemolytic anemia or unspecific and reacting features such as hyperplasia or depletion of cell numbers of bone marrow, spleen and lymph node, and degenerative lesions of liver. The clinical, laboratory and pathological association allowed the characterization of evolution and duration of the WMS, the anemia and the lesions of lymphohematopoietic organs which lesions were considered secondary to chronic and progressive malnutrition as a result of severe atrophic.

A indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO) é uma enzima que cataboliza o aminoácido triptofano, levando à inibição da proliferação de linfócitos T, seja pela exaustão desse aminoácido no ambiente, ou pela indução via catabólitos induzindo-os a apoptose. Em mamíferos, esta enzima atua em diversas condições do organismo como a gestação, infecções, inflamações crônicas, transplantes e tumores, sendo reconhecida como uma autêntica reguladora imunológica. Estudos recentes identificaram a presença de moléculas homólogas a IDO em espécies filogeneticamente mais antigas que os mamíferos placentados, sendo que o papel da IDO primitiva não está totalmente elucidada. Sabe-se que em fungos e bactérias a IDO limita-se ao metabolismo do triptofano para obtenção de energia e que em vertebrados inferiores sua função ainda não é bem esclarecida. Desta forma, este estudo teve por objetivo averiguar a presença da IDO em células sanguíneas e órgãos hematopoiéticos de trutas arco-íris, colaborando para o estudo filogenético do sistema imune nos vertebrados, particularmente dos peixes. A expressão de IDO foi observada em todos os órgãos hematopoiéticos estudados incluindo os leucócitos e também foi observada marcação positiva para a enzima em pequenos vasos sanguíneos do rim cefálico, baço e fígado. Os resultados obtidos, apresentando marcações positivas da IDO restritas em leucócitos e tecidos hematopoiéticos de trutas arco-íris, poderiam significar a primeira evidência de que a IDO, à semelhança do que ocorre nos mamíferos, possa estar relacionada ao sistema imunológico nesta espécie. / The indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) is an enzyme that catabolizes the amino acid tryptophan, leading to inhibition of T lymphocyte proliferation by exhaustion of this amino acid in the environment, or by induction via the catabolites inducing apoptosis. In mammals, this enzyme acts on various conditions such as pregnancy, infections, chronic inflammation, transplantation and tumors, being recognized as an authentic immune regulator. Recent studies have identified the presence of homologous IDO in older phylogenetically related species molecules, the placental mammals, and the role of early IDO is not fully elucidated, it is known that in fungi and bacteria the role of IDO is limited to tryptophan metabolism for energy, and is function in lower vertebrates is still not well understood. This study aims to investigate the presence of IDO in peripheral blood cells and hematopoietic organs of rainbow trout, thereby contributing to the phylogenetic study of the immune system in vertebrates, particularly in fish. The expression of IDO was observed in the inner region of small blood vessels in the head kidney, spleen, liver and peripheral blood cells, mainly in monocytes and lymphocytes. The restricted localized expression of IDO in these tissues and cells, as occurred in mammals, may suggest a first evidence for a putative role of this enzyme in the immune system in rainbow trout.

A síndrome de emagrecimento progressivo (SEP) é responsável por elevada morbidade e mortalidade de calitriquídeos mantidos em cativeiro em diferentes instituições. Essa síndrome representa um desafio aos médicos veterinários por suas características ainda pouco esclarecidas e são poucos os estudos multidisciplinares que visam à avaliação dos diferentes sistemas, como os órgãos linfo-hematopoiéticos. O objetivo foi caracterizar a evolução e duração da SEP, associando os dados clínicos, laboratoriais e anatomopatológicos dos órgãos linfo-hematopoiéticos de saguis naturalmente acometidos por SEP no cativeiro. Foram analisadas as fichas clínicas, necroscópicas e os resultados das amostras de sangue e urina de 47 saguis doentes, Callithrix spp., machos e fêmeas, que foram a óbito devido a SEP e eram provenientes de dois criadouros diferentes do estado de São Paulo. Os fragmentos dos órgãos linfo-hematopoiéticos, intestino delgado e do fígado foram processados e avaliados. Os resultados caracterizaram que a SEP acomete calitriquídeos de espécies diferentes, adultos, sem predisposição sexual, mantidos sob condições estáveis de manejo por em média 42 meses e a duração clínica varia de 41 dias a 1 ano e 7 meses. As características clínicas na fase inicial foram predominantemente sinais gastrintestinais e na fase terminal, sinais gastrintestinais e extra-intestinais. A anemia macrocítica normo ou hipocrômica com policromasia, esferocitose, presença de corpúsculos de Heinz e hemoglobinúria foi a alteração hematológica mais frequente. As lesões dos órgãos linfo-hematopoiéticos foram características de anemia hemolítica ou foram inespecíficas e reacionais caracterizadas por hiperplasia ou depleção das células da medula óssea, baço e linfonodo e lesões degenerativas no fígado. Na SEP, a associação clínica, laboratorial e anatomopatológica possibilitou a caracterização da evolução e duração clínica, da anemia e das alterações dos órgãos linfo-hematopoiéticos, cujas lesões foram consideradas secundárias à desnutrição crônica e progressiva decorrente da severa enterite atrófica. / Wasting marmoset syndrome (WMS) causes high morbidity and mortality of marmosets and tamarins kept in captivity in different colonies. WMS challenges the veterinarian due to its unclear and not established features and there are few multidisciplinary studies that carried out an evaluation of different systems, such the lymphohematopoietic system. The aim was described the duration and evolution of illness based on an association of clinical, laboratory and pathological aspects of WMS. Medical record, laboratory data and pathological findings were analyzed of 47 Callithrix spp., males and females, sick marmosets that died due to WMS in two different colonies in São Paulo state. Tissue samples of small intestine, lymphohematopoietc system and liver were histological processed and evaluated. The results showed that WMS affects adult marmosets of different species; there are no sex-related differences, and the marmosets are at least 42 months under similar general management at colony. The clinical duration of WMS is from 41 days to 1 year and 7 months. The clinical features were gastrointestinal symptoms in the beginning and extra-gastrointestinal and gastrointestinal signs in the end. Normochromic or hypochromic macrocytic anemia with polychromasia, spherocytes, Heinz bodies, and hemoglobinuria is the common hematological result. The lymphohematopoietic system lesions were the common findings of hemolytic anemia or unspecific and reacting features such as hyperplasia or depletion of cell numbers of bone marrow, spleen and lymph node, and degenerative lesions of liver. The clinical, laboratory and pathological association allowed the characterization of evolution and duration of the WMS, the anemia and the lesions of lymphohematopoietic organs which lesions were considered secondary to chronic and progressive malnutrition as a result of severe atrophic.

A indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO) é uma enzima que cataboliza o aminoácido triptofano, levando à inibição da proliferação de linfócitos T, seja pela exaustão desse aminoácido no ambiente, ou pela indução via catabólitos induzindo-os a apoptose. Em mamíferos, esta enzima atua em diversas condições do organismo como a gestação, infecções, inflamações crônicas, transplantes e tumores, sendo reconhecida como uma autêntica reguladora imunológica. Estudos recentes identificaram a presença de moléculas homólogas a IDO em espécies filogeneticamente mais antigas que os mamíferos placentados, sendo que o papel da IDO primitiva não está totalmente elucidada. Sabe-se que em fungos e bactérias a IDO limita-se ao metabolismo do triptofano para obtenção de energia e que em vertebrados inferiores sua função ainda não é bem esclarecida. Desta forma, este estudo teve por objetivo averiguar a presença da IDO em células sanguíneas e órgãos hematopoiéticos de trutas arco-íris, colaborando para o estudo filogenético do sistema imune nos vertebrados, particularmente dos peixes. A expressão de IDO foi observada em todos os órgãos hematopoiéticos estudados incluindo os leucócitos e também foi observada marcação positiva para a enzima em pequenos vasos sanguíneos do rim cefálico, baço e fígado. Os resultados obtidos, apresentando marcações positivas da IDO restritas em leucócitos e tecidos hematopoiéticos de trutas arco-íris, poderiam significar a primeira evidência de que a IDO, à semelhança do que ocorre nos mamíferos, possa estar relacionada ao sistema imunológico nesta espécie. / The indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) is an enzyme that catabolizes the amino acid tryptophan, leading to inhibition of T lymphocyte proliferation by exhaustion of this amino acid in the environment, or by induction via the catabolites inducing apoptosis. In mammals, this enzyme acts on various conditions such as pregnancy, infections, chronic inflammation, transplantation and tumors, being recognized as an authentic immune regulator. Recent studies have identified the presence of homologous IDO in older phylogenetically related species molecules, the placental mammals, and the role of early IDO is not fully elucidated, it is known that in fungi and bacteria the role of IDO is limited to tryptophan metabolism for energy, and is function in lower vertebrates is still not well understood. This study aims to investigate the presence of IDO in peripheral blood cells and hematopoietic organs of rainbow trout, thereby contributing to the phylogenetic study of the immune system in vertebrates, particularly in fish. The expression of IDO was observed in the inner region of small blood vessels in the head kidney, spleen, liver and peripheral blood cells, mainly in monocytes and lymphocytes. The restricted localized expression of IDO in these tissues and cells, as occurred in mammals, may suggest a first evidence for a putative role of this enzyme in the immune system in rainbow trout.