Research Article

iTRAQ-based comparative proteomic analysis of cells infected with Eimeria tenella sporozoites

Analyse protéomique comparative basée sur iTRAQ de cellules infectées par les sporozoïtes d’Eimeria tenella

Key Laboratory of Animal Parasitology of Ministry of Agriculture, Shanghai Veterinary Research Institute, Shanghai 200241, PR China

^* Corresponding authors: hhysh@shvri.ac.cn; donghui@shvri.ac.cn

Received: 1 August 2018
Accepted: 11 February 2019

Abstract

Eimeria tenella is an obligate intracellular parasite that actively invades cecal epithelial cells of chickens. When E. tenella infects a host cell, the host produces a corresponding change to deal with damage caused by this infection. To date, our knowledge on the mechanism of how the host cell responds to E. tenella infection is highly limited at both the molecular and cellular levels. In this study, isobaric tags for relative and absolute quantitation (iTRAQ) coupled with LC-MS/MS was used to screen the differentially expressed proteins (DEPs) in BHK-21 cells infected with E. tenella sporozoites for 24 h post infection. In total, 6139 non-redundant distinct proteins were identified and 195 of these were found to have a fold change ratio ≥1.3 or ≤0.7 and p < 0.05, including 151 up-regulated proteins and 44 down-regulated proteins. The reliability of the proteomic data was further validated with qPCR and western blot. Gene Ontology enrichment indicated that the up-regulated DEPs were mainly involved in binding and catalytic activity, whereas the down-regulated DEPs were catalytic activity and molecular function regulators. Furthermore, KEGG pathway analysis showed that the DEPs participated in the PI3K-Akt, chemokine, Ras, Wnt, and p53 signaling pathways and so on, and the up-regulated and down-regulated DEPs mainly related to the ribosome and mRNA surveillance pathway, respectively. The data in this study provide an important basis to further analyze E. tenella host cell interactions.

Résumé

Eimeria tenella est un parasite intracellulaire obligatoire qui envahit activement les cellules épithéliales cæcales des poulets. Quand E. tenella infecte une cellule, l’hôte produit un changement correspondant pour traiter les dommages causés par cette infection. À ce jour, nos connaissances sur le mécanisme de réponse de la cellule hôte à l’infection à E. tenella sont très limitées, tant au niveau moléculaire que cellulaire. Dans cette étude, des marqueurs isobares pour la quantification relative et absolue (iTRAQ) couplés à la LC-MS / MS ont été utilisés pour cribler les protéines exprimées de manière différentielle (PED) dans des cellules BHK-21 infectées par des sporozoïtes de E. tenella, 24 h après l’infection. Au total, 6139 protéines distinctes non redondantes ont été identifiées, et 195 d’entre elles présentaient un taux de variation de ≥ 1,3 ou ≤ 0,7 et un p < 0,05, dont 151 protéines régulées positivement et 44 protéines régulées négativement. La fiabilité des données protéomiques a ensuite été validée avec qPCR et Western Blot. L’enrichissement par l’ontologie des gènes a indiqué que les PED régulés positivement étaient principalement impliquées dans la liaison et l’activité catalytique, alors que les PED régulées négativement étaient celles de l’activité catalytique et des régulateurs de la fonction moléculaire. De plus, l’analyse de la voie de KEGG a montré que les PED participaient aux voies de signalisation de PI3K-Akt, de la chémokine, de Ras, de Wnt, de p53, et autres, et que les PED régulées positivement et négativement étaient liées respectivement aux voies de surveillance du ribosome et de l’ARNm, respectivement. Les données de cette étude fournissent une base importante pour une analyse plus poussée des interactions entre les cellules hôtes d’E. tenella.