The roles of Anaplasma phagocytophilum surface proteins in infection

嗜吞噬细胞无形体表面蛋白在感染中的作用

• 批准号: 9377350
• 负责人: Jason A Carlyon
• 金额: $ 40.38万
• 依托单位: VIRGINIA COMMONWEALTH UNIVERSITY
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2007-07-15 至 2022-06-30
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/9377350
• 关键词: Adherence; Adhesions; Agonist; Amino Acids; Anaplasma phagocytophilum; Animals; Antibodies; Asia; Bacteria; Bacterial Adhesins; Binding; Biochemical; Biological; Blocking Antibodies; Blood Vessels; Bovine Anaplasmosis; Case Study; Cell Surface Proteins; Cell surface; Cells; Data; Disease; Endothelial Cells; Ensure; Enzymes; Equus caballus; Etiology; Europe; Fucose; Funding; Health; Human; Immunize; In Vitro; Incidence; Infection; Infection prevention; Invaded; Knockout Mice; Leukocytes; Mammals; Mediating; Membrane Proteins; Modeling; Molecular; Morbidity - disease rate; Mus; Myelogenous; Opportunistic Infections; Oryctolagus cuniculus; Outcome; Pathogenesis; Predisposition; Process; Protein Disulfide Isomerase; Receptor Cell; Reporting; Research; Role; Sialic Acids; Site-Directed Mutagenesis; Sulfhydryl Compounds; Syringes; Tick-Borne Infections; Ticks; antimicrobial; cell type; design; granulocyte; in vivo; mouse model; neutralizing antibody; neutrophil; novel strategies; pathogen; prevent; receptor; receptor binding; response; sialyl Lewis x; sound

Human granulocytic anaplasmosis (HGA) is a potentially fatal tick-­borne infection. The steep rise in the  number of reported cases in recent years, evidence that the true number is grossly underreported, and  its  potential  for  severe  outcome  make  HGA  an  emerging  disease  and  serious  health  concern.  The  etiologic  agent  is  Anaplasma  phagocytophilum  (Ap),  an  obligate  intracellular  bacterium  that  invades  neutrophils  and  endothelial  cells.  Like  all  obligate  intracellular  bacteria,  Ap  must  enter  host  cells  to  survive. Identifying the bacterial adhesins and host cell receptors that mediate this essential process is  fundamental  to  understanding  Ap  pathogenesis  and  for  preventing  infection.  We  have  made  great  progress on this front during the previous funding period. We identified three Ap adhesins called OmpA,  Asp14, and AipA that are sufficient and necessary for optimal invasion of myeloid and endothelial cells.  Ap upregulates each of these at two critical stages of the infection cycle that make them ideal targets  for neutralizing antibodies: when it converts to the infectious form that invades host cells and during the  tick bloodmeal that transmits Ap into mammals. The three adhesins are highly conserved among Ap  strains. We delineated the adhesins’ essential binding domains as OmpA residues 59 to 74 (OmpA59-­ 74), Asp14 residues 113 to 124 (Asp14113-­124), and AipA residues 9 to 21 (AipA9-­21). An antibody cocktail  targeting  only  these  three  binding  domains  blocks  Ap  infection  of  host  cells  in  vitro.  In  terms  of  comprehensively  dissecting  each  adhesin’s  role  in  invasion,  we  achieved  this  first  for  OmpA  by  identifying its receptor and delineating the two OmpA amino acids that mediate the interaction. We are  now  focused  on  Asp14  and  AipA.  We  identified  the  Asp14  receptor  as  a  host  cell  surface  localized  enzyme and confirmed that this interaction requires Asp14113-­124. While the Asp14 receptor contributes  to Ap adhesion, its cell surface enzymatic activity is important for invasion. The mechanism by which it  does so is undefined. We also identified two promising AipA receptor candidates. For our competitive  renewal, we will build on these exciting data. In Aim 1, we will dissect the Asp14-­receptor interaction  and its role in Ap infection in vitro and in vivo. In Aim 2, we will pinpoint the AipA receptor and define its  relevance  to  infection.  In  Aim  3,  we  will  establish  the  importance  of  OmpA,  Asp14,  and  AipA  for  Ap  infectivity in vivo using the mouse model of granulocytic anaplasmosis. Specifically, we will determine  if immunizing against the adhesins’ binding domains protects against syringe-­ and tick-­transmitted Ap  challenge. Doing so will yield a comprehensive understanding of Ap infection and establish a sound  rationale for developing approaches for preventing HGA.

人粒细胞无形体病（HGA）是一种潜在的致命性蜱虫传播感染。 近年来报告的案件数量，有证据表明真实数字严重低估， 它潜在严重后果使HGA成为一种新兴疾病和严重的健康问题。 病原体是嗜吞噬细胞无形体（Ap），一种专性细胞内细菌， 与所有专性细胞内细菌一样，Ap必须进入宿主细胞， 生存。识别介导这一重要过程的细菌粘附素和宿主细胞受体， 了解Ap发病机制和预防感染的基础。我们已经取得了很大的进展， 在上一个资助期内，我们在这方面取得了进展。我们鉴定了三种称为OmpA的Ap粘附素， Asp 14和AipA是骨髓和内皮细胞的最佳侵袭所必需的。 Ap在感染周期的两个关键阶段上调每一个，使它们成为理想的目标 用于中和抗体：当它转化为侵入宿主细胞的感染性形式时， 蜱血粉，将Ap传播到哺乳动物中。这三种粘附素在Ap中高度保守 我们将粘附素的必需结合结构域描述为OmpA残基59至74（OmpA 59 - 54）。 74）、Asp 14残基113至124（Asp 14113-Asp 124）和AipA残基9至21（AipA 9-Asp 121）。 仅靶向这三个结合结构域在体外阻断Ap感染宿主细胞。 全面剖析每种粘附素在侵袭中的作用，我们首先实现了OmpA的这一点， 鉴定其受体并描绘介导相互作用的两个OmpA氨基酸。 我们将Asp 14受体定位于宿主细胞表面， 这种相互作用需要Asp 14113-Asp 124。 对Ap粘附，其细胞表面酶活性对于侵袭是重要的。 我们还确定了两个有希望的AipA受体候选者。对于我们的竞争性研究， 更新，我们将建立在这些令人兴奋的数据。在目标1，我们将剖析Asp 14-β受体相互作用 目的2：明确AipA受体，并确定其在Ap感染中的作用。 在目标3中，我们将确定OmpA、Asp 14和AipA对Ap 使用粒细胞无形体病小鼠模型进行体内感染性研究。具体而言，我们将确定 如果针对粘附素结合域的免疫可以保护免受注射器和蜱虫传播的Ap 这样做将产生对Ap感染的全面了解，并建立一个健全的 制定预防HGA方法的基本原理。