弓形虫表面抗原SAG1互作蛋白筛选及调控虫株入侵、宿主细胞免疫的机制研究
批准号:
32102693
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
周丽娟
依托单位:
学科分类:
兽医寄生虫学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
周丽娟
中文摘要
刚地弓形虫是重要的人兽共患原虫,其依赖虫株表面抗原SAG1(TgSAG1)粘附宿主细胞,而后TgSAG1调控虫株分泌细胞器分泌入侵相关蛋白启动虫株入侵;TgSAG1抗原表位被封闭后,虫株的宿主细胞粘附率、入侵率均显著降低。前期我们鉴定了与RH-WT株相比,RH-∆sag1株的差异表达基因及虫株感染过程中TgSAG1宿主及虫株互作蛋白质组,提示TgSAG1在虫株粘附与感染细胞过程中发挥重要作用。综合以上研究背景我们提出:TgSAG1结合宿主细胞膜蛋白使虫株粘附于宿主细胞,而后TgSAG1调节其下游基因表达或直接结合虫株入侵相关蛋白启动虫株入侵过程;TgSAG1作为强免疫原,依赖宿主蛋白调节宿主免疫。本研究以虫株与宿主为研究对象,阐明TgSAG1调控虫株粘附、入侵及诱导宿主免疫的作用机制,为开发抑制虫株入侵的特异性小分子抑制剂及疫苗研究提供理论基础,对抑制或预防虫株感染具有重要意义。
英文摘要
Toxoplasma gondii (T. gondii) is an important zoonotic protozoan. It depends on the surface antigen 1 (TgSAG1) for attaching to the infected cells, then TgSAG1 regulate the secretory organelle to secrete invasion related proteins and initiate the T. gondii invasion. when the TgSAG1 epitope blocked, the attachment and invasion rate of T. gondii are significantly decreased. We identified the Differential expression genes (DEGs) in RH-∆sag1 strain compared with RH-WT strain. Meanwhile, TgSAG1 interacting proteome of hosts and parasites were screened out, which clarified the importance of TgSAG1 in regulation of the parasite’s invasion. According to the results we obtained, we propose that: TgSAG1 binds to the host cell membrane protein for T. gondii attach to the host cell, then TgSAG1 initiate the parasite invasion by regulating its downstream genes expression or bind with invasion related proteins. In addition, as an immunogen, TgSAG1 could stimulates the host's immunity by binding to the host protein. In this study, we intend to explore the mechanism of TgSAG1 regulating the attachment, invasion of T. gondii and inducing host immune response from the perspective of T. gondii and host, to provide a theoretical basis for the development of specific small molecule inhibitors and vaccine development against T. gondii invasion, which is of great significance for inhibiting or preventing the infection of T. gondii.
弓形虫利用表面抗原SAG1粘附并入侵宿主细胞。本研究利用生物素临近标记技术TurboID筛选SAG1的虫株及宿主互作蛋白。从宿主角度,检测到SAG1结合宿主S100A6,S100A6可有效促进弓形虫粘附、入侵。为检测SAG1通过S100A6调节弓形虫感染作用机制,免疫共沉淀发现RH-Δsag1感染细胞30min, S100A6与细胞骨架蛋白Vimentin的相互结合被明显抑制;但这种现象并不持续存在,当RH-Δsag1感染3h,S100A6与Vimentin的相互结合与RH-WT组相比无明显变化。SAG1作为强免疫原,依赖宿主蛋白调节宿主免疫;研究验证了SAG1可通过S100A6-Vimentin/PKCθ-NF-κb-TNF-α通路促进炎症因子TNF-α转录及分泌。S100A6被进一步证明可促进弓形虫胞内增殖,细胞迁移;感染弓形虫的细胞及小鼠脾、肺组织S100A6蛋白表达显著上调,该过程是弓形虫通过促进胞内钙释放及P65实现的;利用TurboID及RNAi技术发现弓形虫通过S100A6-Filamin A促进细胞迁移,S100A6-KO鼠的弓形虫脑包囊数量及体积显著降低。进一步的,本研究检测发现S100A6可结合并通过溶酶体路径降解寨卡病毒非结构蛋白3(NS3),从而抑制寨卡病毒的胞内复制。从弓形虫角度,检测到SAG1下游基因致密颗粒蛋白5(GRA5),本研究检测发现Δgra5 的胞内增殖率、毒力及成囊均显著降低;进一步的,ME49-Δgra5可有效抑制强毒株RH,中等毒力虫株ME49及弱毒株VEG的再感染;ME49-Δgra5 速殖子可以抑制小鼠乳腺瘤(4T1)的生长及肺转移。进一步,ME49-Δgra5通过促进肿瘤免疫微环境中的细胞因子及上调脾组织免疫细胞如T细胞,B细胞数量从而促发抗肿瘤免疫反应。本研究有助于掌握S100A6在胞内病原的作用及减毒虫株作为疫苗的可能性。
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