由Maria Manuel Mota領導的一項新研究表明,蛋白質EXP2是瘧原蟲進入肝細胞所必需的。11月6日發表在科學雜誌《Nature Communications》上的這些發現為預防性抗瘧疾策略開闢了一條新的途徑,因為阻斷或減少肝臟感染可以預防這種疾病。
瘧原蟲,是一類單細胞、寄生性的原生動物。有四種諾原蟲會使人感染瘧疾,包括惡性瘧原蟲(Plasmodium falciparum)、間日瘧原蟲(Plasmodium vivax)、三日瘧原蟲(Plasmodium malariae)和卵形瘧原蟲(Plasmodium ovale)。這是瘧原蟲有蚊蟲和人兩個宿主,包括蚊體內的有性繁殖和人體內的無性繁殖,攜帶瘧原蟲的按蚊通過叮咬人而傳播,引起虐寒熱往來發作,俗稱「打擺子」。而其他種類的瘧原蟲感染它種動物,包括其他靈長目動物、齧齒目動物、鳥類及爬蟲類。我國主要感染為惡性和間日瘧疾,偶爾有傳入三日和卵形瘧疾。
瘧原蟲是瘧疾的病原體,每年仍有2億多人感染瘧原蟲,可見瘧疾的普遍性。瘧原蟲在傳播後,會傳播到肝臟,在那裡感染肝臟細胞。目前還不清楚寄生蟲是如何侵入肝細胞的,因此,很少有治療方法可以阻止這一最初的步驟。現在,由Maria Manuel Mota領導的一個研究小組發現,這些寄生蟲在侵入肝細胞之前會分泌一種名為EXP2的蛋白質,在宿主細胞膜上形成孔隙。「我們觀察到瘧原蟲在這個被稱為孢子體(sporozoites )的階段,分泌EXP2分子,這種蛋白在肝細胞外膜上形成孔隙,促進寄生蟲進入。如果你把肝細胞想像成一個房子,寄生蟲就會打破窗戶——在本例中是EXP2蛋白——從而觸發肝細胞的警報系統」,本問第一作者João Mello Vieira解釋道。
之前,EXP2在血液感染階段被廣泛研究。然而,它在肝臟感染中的作用尚不清楚。這項工作的資深作者Vanessa Zuzarte Luis解釋說:「我們觀察到缺乏EXP2的孢子體不能侵入肝細胞。但是,如果我們產生這種蛋白質並將其添加到細胞中,缺乏EXP2的寄生蟲現在可以正常進入細胞。這就產生了另一個問題:由於EXP2產生的毛孔不夠大,寄生蟲無法通過,那麼,EXP2是如何幫助入侵的呢。
其他病原體,如腺病毒、細菌和另一種寄生蟲(克氏錐蟲)已經被證明利用這種孔形成蛋白入侵。在這種情況下,分泌的造孔蛋白會在細胞膜上引起損傷,使細胞主動吞噬病原體,因為它正在修復毛孔。 「如果我們回到房子的形象,寄生蟲會打破窗戶,引誘房主出來看看是誰幹的,然後從門進去。我們假設瘧原蟲孢子體也能引起類似的反應。結果,我們通過阻斷這一修復過程的關鍵酶酸性鞘磷脂酶,成功減少了孢子蟲對肝細胞的侵襲」,Vanessa Zuzarte Luis補充道。
關於這些結果的重要性,Maria Manuel Mota說:「我們的研究結果暗示了不同病原體的融合進化,進化出了一種共同的策略,即搭便車進入細胞。它也為預防性幹預創造了機會。如果我們能夠阻斷瘧原蟲的蛋白質或修復過程,我們就能夠防止瘧原蟲感染肝臟,在瘧原蟲造成任何危害之前預防瘧疾。此外,如果我們能夠阻斷EXP2,我們可能能夠在隨後的血液階段阻止寄生蟲的發展。」
原文檢索:Plasmodium translocon component EXP2 facilitates hepatocyte invasion