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TgROPs介导Raf/MEK/ERK信号通路诱导细胞自噬促进弓形虫增殖的分子机制
结题报告
批准号:
31672543
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
杜爱芳
依托单位:
学科分类:
C1805.兽医寄生虫学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨怡、陈学秋、孙洪超、阳毅敏、潘灵韬、施宇
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中文摘要
弓形虫可感染几乎所有有核细胞,其引起的弓形虫病尚无理想的治疗药物。宿主细胞被侵袭后能通过自噬降解病原并激活免疫反应。但弓形虫能够逃避细胞自噬甚至利用自噬产生的能量用于自身增殖,目前关于弓形虫与细胞自噬互作的分子机制仍不清楚。本团队前期研究发现弓形虫可激活细胞Raf/MEK/ERK信号通路进而引起自噬,雷帕霉素和氯喹分别对细胞进行处理后,弓形虫胞内增殖也相应地增加和减少,提示其胞内增殖与细胞自噬有密切联系。基于此,本研究拟通过免疫共沉淀、免疫印迹、蛋白质谱、基因条件性沉默等方法进一步研究弓形虫ROPs与Raf/MEK/ERK通路的互作方式,阐明ROPs诱导细胞自噬的信号通路,解释自噬溶酶体对弓形虫增殖的影响,验证Rabs蛋白的表达及定位对弓形虫转运能量的作用。研究结果不仅对探明Raf/MEK/ERK通路调控弓形虫胞内增殖的分子机制具有重要意义,也将为发现新抗虫药靶、研发创新药物等提供新思路。
英文摘要
Toxoplasma gondii (T. gondii) is able to infect almost all nucleated cells and there is no effective therapy for toxoplasmosis right now. After being invaded, cell-autophagy would be induced to degrade pathogens and host immune responses could also be activated at the same time. However, T. gondii could escape cell-autophagy and even use the energy generated for self-proliferation. In previous study, we confirmed that T. gondii invasion could induce cell-autophagy through Raf/MEK/ERK pathway, in addition, after being treated with rapamycin and chloroquineor, the intracellular proliferation of T. gondii increased and decreased respectively. All these results indicated that the proliferation of T. gondii was closely related with the process of cell-autophagy. In this research, co-immunoprecipitation, western blot, protein spectrum analysis and knockdown-strain screening will be applied to verify the specific interaction between T. gondii ROPs and Raf/MEK/ERK pathway. Moreover, we will explore the influences of autolysosome on T. gondii proliferation and illustrate the role of Rabs on energy transportation of T. gondii through western blot, quantitative real-time PCR, immunofluorescence, electron microscope and so on. All together, we will try to paint a blueprint of the whole molecular mechanism of T. gondii proliferation regulated by Raf/MEK/ERK pathway. The results of our study will provide new thoughts for anti-T. gondii drug targets discovery and therapy development.
弓形虫能感染包括人类在内的几乎所有温血动物,其引起的弓形虫病尚无理想的治疗药物。弓形虫的寄生方式为胞内寄生,研究发现某些活化的细胞能诱导产生IFN-γ控制弓形虫的增殖,甚至通过自噬清除弓形虫感染,另一方面弓形虫在长期进化过程中也获得了逃避宿主免疫的能力,甚至能够利用自噬产生的能量促进自身增殖。探明参与该机制的关键因子,对掌握弓形虫与宿主细胞的互作机制进而实现该病的防控有重大意义。本课题研究发现,弓形虫侵染后宿主细胞自噬标志物LC3-II蛋白水平显著上升,自噬流增强,电镜下自噬相关膜结构增多,明确弓形虫侵染引起宿主细胞发生自噬;利用基因编辑技术敲除宿主细胞自噬相关蛋白ATG5或ATG7,发现弓形虫在胞内的增殖变慢,证实弓形虫的增殖与宿主细胞自噬密切相关;进一步分析LC3蛋白水平与溶酶体信号,发现弓形虫感染引起宿主细胞LC3蛋白的表达增强,但溶酶体信号减弱,揭示弓形虫引起宿主细胞自噬并利用自噬产物;为明确弓形虫调控宿主细胞自噬的关键因子,通过在多种细胞系中过表达弓形虫毒力因子ROP5和ROP18,检测宿主细胞自噬水平,同时构建弓形虫ROP5和ROP18缺失株并进行表型分析,发现弓形虫引起未活化细胞的自噬与这两种毒力蛋白相关性不明显;本研究利用CRISPR/CAS9系统成功构建了多种弓形虫毒力因子缺失株,发现致密颗粒蛋白GRA2和GRA12缺失后弓形虫增殖变快,宿主细胞自噬水平显著增强,表明GRA2和GRA12参与调控宿主细胞自噬;同时为研究宿主细胞自噬的信号通路,建立慢病毒介导的敲除/敲降体系,探明Rab11蛋白参与弓形虫引起宿主细胞自噬。本项目立足于本领域国际前沿开展研究,研究结果不仅对阐释弓形虫感染与细胞自噬互作的分子机制提供了理论依据,也为弓形虫新药物靶标筛选和疫苗研发等提供了新思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1186/s13071-020-04324-7
发表时间:2020-09-25
期刊:Parasites & vectors
影响因子:3.2
作者:Zhuang H;Yao C;Zhao X;Chen X;Yang Y;Huang S;Pan L;Du A;Yang Y
通讯作者:Yang Y
The heat shock protein 90 of Toxoplasma gondii is essential for invasion of host cells and tachyzoite growth.
弓形虫的热休克蛋白90对于宿主细胞的侵袭和速殖子的生长至关重要
DOI:10.1051/parasite/2017023
发表时间:2017
期刊:Parasite (Paris, France)
影响因子:--
作者:Sun H;Zhuo X;Zhao X;Yang Y;Chen X;Yao C;Du A
通讯作者:Du A
DOI:10.16303/j.cnki.1005-4545.2018.06.18
发表时间:2018
期刊:中国兽医学报
影响因子:--
作者:孙洪超;黄冶川;杨怡;庄浩瀚;陈学秋;杜爱芳
通讯作者:杜爱芳
DOI:--
发表时间:2020
期刊:中国兽医学报
影响因子:--
作者:黄冶川;阳毅敏;潘灵韬;庄浩瀚;陈学秋;杨怡;杜爱芳
通讯作者:杜爱芳
DOI:--
发表时间:--
期刊:中国兽医学报
影响因子:--
作者:庄浩瀚;潘灵韬;姚晨倩;陈学秋;阳毅敏;赵明秀;林蜜;杨怡;杜爱芳
通讯作者:杜爱芳
内源性和外源性INS/ILPs参与捻转血矛线虫感染-寄生过程的分子机制
  • 批准号:
    32172877
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    杜爱芳
  • 依托单位:
捻转血矛线虫Hc-dhs-28基因调控虫体发育的作用机制
  • 批准号:
    31372426
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    杜爱芳
  • 依托单位:
捻转血矛线虫感染诱导宿主T淋巴细胞基因表达谱的差异分析
  • 批准号:
    30972174
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    杜爱芳
  • 依托单位:
捻转血矛线虫滞育期幼虫差异表达基因的研究
  • 批准号:
    30771618
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    杜爱芳
  • 依托单位:
利用转基因秀丽线虫研究H11蛋白的生物学功能
  • 批准号:
    30571395
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    杜爱芳
  • 依托单位:
国内基金
海外基金