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本文揭示了节肢动物囊泡相关膜蛋白 VAMP3 和 VAMP4 在嗜吞噬细胞无形体（A. phagocytophilum）感染蜱细胞及传播中的重要作用。
### 嗜吞噬细胞无形体感染研究的新突破：VAMP3 和 VAMP4 的关键作用
在生命科学的微观世界里，病原体与宿主细胞的相互作用一直是科学家们探索的重要领域。嗜吞噬细胞无形体（
Anaplasma phagocytophilum）作为一种能感染人类和动物的专性细胞内立克次氏体病原体，其感染过程充满了奥秘。它主要通过黑腿蜱（
Ixodes scapularis）传播，给人类和动物的健康带来了严重威胁。一直以来，关于该病原体进入蜱细胞并形成感染性结构的分子机制尚不清楚，而近期的一项研究为揭开这一谜团带来了重要进展，发现蜱的囊泡相关膜蛋白 VAMP3 和 VAMP4 在其中发挥了关键作用。
嗜吞噬细胞无形体的感染 “旅程”
嗜吞噬细胞无形体是人类粒细胞无形体病的病原体，主要感染粒细胞，如中性粒细胞。被感染后，患者会出现不适、头痛、血小板减少和发热等症状。目前，针对这种疾病还没有获批的疫苗，多西环素抗生素是推荐的早期治疗药物。在感染过程中，嗜吞噬细胞无形体存在双相发育阶段，即致密核心（DC）形式和网状核心（RC）形式。DC 形式的细菌较小，具有致密的类核，它负责感染宿主细胞。当 DC 形式进入宿主细胞后，会创建一个充满 DC 形式细菌的宿主来源液泡，即桑葚体（morulae）。在桑葚体内，DC 形式转变为 RC 形式并开始复制，从而建立感染。当细菌准备逃离感染的宿主细胞时，RC 形式又会转变回 DC 形式。
黑腿蜱在嗜吞噬细胞无形体的传播中扮演着至关重要的角色。其生命周期包括卵、幼虫、若虫和成虫四个阶段，嗜吞噬细胞无形体的感染在蜱的发育阶段中能够经变态维持。蜱通过叮咬感染的脊椎动物宿主获取病原体，病原体首先进入蜱的中肠，然后穿过中肠上皮屏障，感染血细胞，最后在蜱的唾液腺中定植。在哺乳动物细胞中，含有嗜吞噬细胞无形体的液泡富含可溶性N- 乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白受体（SNARE）蛋白，其中 VAMP3 和 VAMP4 属于 SNARE 蛋白中的囊泡 SNARE（v - SNARE），也被称为囊泡相关膜蛋白。然而，在蜱细胞中，关于嗜吞噬细胞无形体进入和形成桑葚体的分子机制却知之甚少。
VAMP3 和 VAMP4 的 “神秘面纱” 被揭开
为了探究嗜吞噬细胞无形体在蜱细胞中的感染机制，研究人员将目光聚焦在了蜱的 VAMP 蛋白上。他们发现，在嗜吞噬细胞无形体感染蜱细胞的早期，vamp3和vamp4的转录本水平显著上调。通过定量实时聚合酶链反应（QRT - PCR）分析多个时间点（感染后 4 小时、8 小时、24 小时、48 小时和 72 小时）蜱细胞中vamp基因的表达情况，发现vamp3在感染后 4 小时和 48 小时，vamp4在感染后 4 小时和 24 小时，其转录本表达量与未感染对照组相比显著增加。而vamp2的转录本在所有测试时间点均未发生改变，vamp7和vamp33在感染后 24 小时转录本显著下调。
进一步对 VAMP3 和 VAMP4 进行研究发现，它们在蜱的不同发育阶段表达存在差异。通过 CLUSTALW 比对分析Ixodes scapularis VAMP3 和 VAMP4 与其他物种同源蛋白的氨基酸序列，发现 VAMP3 与人类、小鼠等物种的同源蛋白有较高的序列相似性，VAMP4 也与部分物种存在一定的序列保守性。同时，生物信息学分析表明，VAMP3 和 VAMP4 都具有多个翻译后修饰位点，如蛋白激酶 C 磷酸化位点和酪蛋白激酶 II 磷酸化位点等。QRT - PCR 分析显示，若虫阶段的vamp3表达水平显著低于雌蜱，而幼虫阶段的vamp4表达水平显著高于若虫和成虫阶段。
研究人员还通过免疫荧光试验和共聚焦显微镜观察发现，VAMP3 和 VAMP4 主要定位于含有嗜吞噬细胞无形体的液泡上。在感染后的不同时间点（4 小时、24 小时和 48 小时），都能观察到 VAMP3 和 VAMP4 在含有嗜吞噬细胞无形体的液泡周围积累，并且随着感染时间的延长，VAMP3 或 VAMP4 阳性的含有嗜吞噬细胞无形体的桑葚体数量显著增加。通过生成 Z - stack 视频和 3D 成像视频，更直观地展示了 VAMP3 和 VAMP4 与含有嗜吞噬细胞无形体的液泡的共定位情况，在液泡从空泡到被细菌填充的过程中，都能看到 VAMP3 和 VAMP4 的存在。
RNAi 技术助力探究 VAMP3 和 VAMP4 的功能
为了深入了解 VAMP3 和 VAMP4 在嗜吞噬细胞无形体感染中的功能，研究人员利用 RNA 干扰（RNAi）技术沉默vamp3和vamp4的表达。结果发现，无论是单独沉默vamp3或vamp4，还是同时沉默两者，都会影响嗜吞噬细胞无形体在蜱细胞中的感染进程。QRT - PCR 分析显示，在沉默vamp3或vamp4后，嗜吞噬细胞无形体的载量显著降低，表明 VAMP3 和 VAMP4 对于嗜吞噬细胞无形体在蜱细胞中的早期感染和存活至关重要。
在探究 VAMP3 和 VAMP4 对嗜吞噬细胞无形体从感染小鼠宿主获取的影响时，研究人员进行了蜱获取研究。他们让未感染的未进食Ixodes scapularis若虫叮咬感染或未感染嗜吞噬细胞无形体的小鼠，然后在不同时间点收集蜱进行分析。QRT - PCR 结果显示，在叮咬感染小鼠 48 小时的若虫（正在进食的蜱，DF）中，vamp3和vamp4的转录本水平显著增加；而在进食后饱血的若虫（PF）中，vamp3的转录本水平显著降低，vamp4的转录本水平在感染和未感染小鼠来源的蜱中没有显著差异。进一步通过 RNAi 技术处理若虫后，发现沉默vamp3和vamp4显著降低了蜱对嗜吞噬细胞无形体的获取能力，表明这两种蛋白在病原体从感染宿主进入蜱的过程中发挥着重要作用。
在研究 VAMP3 和 VAMP4 在嗜吞噬细胞无形体持续感染中的作用时，研究人员对感染嗜吞噬细胞无形体的未进食若虫进行 RNAi 处理。结果显示，沉默vamp3和vamp4后，嗜吞噬细胞无形体的载量显著降低，再次证明了这两种蛋白对于病原体在蜱体内持续感染的重要性。
研究成果的意义与展望
综合以上研究结果，VAMP3 和 VAMP4 在嗜吞噬细胞无形体感染蜱细胞的早期和后期阶段都发挥着重要作用，它们不仅参与了病原体进入蜱细胞和形成桑葚体的过程，还影响着病原体在蜱细胞中的存活和从感染宿主获取病原体的能力。这一研究成果揭示了嗜吞噬细胞无形体与蜱细胞相互作用的新机制，为理解专性细胞内细菌如何利用宿主 SNARE 蛋白建立感染提供了重要依据。
从更广泛的角度来看，SNARE - VAMPs 可能是细胞内细菌病原体在哺乳动物和媒介宿主中获取生存空间和存活的保守分子。许多其他细胞内细菌，如沙门氏菌（Salmonella sp.）、衣原体（Chlamydia sp.）和贝氏柯克斯体（Coxiella burnetii）等，都利用 SNARE 蛋白来促进自身的感染过程。因此，对 VAMP3 和 VAMP4 的研究有助于深入了解细胞内细菌感染的普遍机制。
此外，研究还发现蜱的 VAMP3 和 VAMP4 具有多个翻译后修饰位点，这些位点可能影响它们在蜱细胞内的功能。未来的研究可以进一步探索这些修饰位点的具体作用，以及它们如何调控 VAMP3 和 VAMP4 在嗜吞噬细胞无形体感染中的功能。同时，鉴于 VAMP3 在雌性蜱中的表达差异，研究其在雌性蜱生物学中的作用，特别是在产卵过程中的作用，也将为蜱的繁殖控制提供新的思路。
在防控方面，深入了解蜱与嗜吞噬细胞无形体的相互作用机制，有助于开发针对该病原体的新型防控策略。例如，通过干扰 VAMP3 和 VAMP4 的功能，可能阻断嗜吞噬细胞无形体在蜱体内的感染和传播，从而减少病原体向人类和动物的传播风险。这对于保障人类和动物的健康具有重要的意义。
这项关于 VAMP3 和 VAMP4 在嗜吞噬细胞无形体感染中作用的研究，为生命科学和健康医学领域对蜱传病原体的研究开辟了新的方向，未来有望在此基础上取得更多的突破，为预防和控制蜱传疾病提供更有效的方法。
