植酸通过钙螯合作用抑制巨噬细胞炎症反应:揭示多房棘球蚴免疫逃逸新机制

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Communications Biology 5.2

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  本研究揭示了多房棘球蚴(Echinococcus multilocularis)利用其层状结构(LL)中的植酸(phytic acid)通过钙离子螯合作用抑制宿主巨噬细胞炎症反应的新机制。研究人员通过体内外实验证实,植酸能显著降低巨噬细胞内钙离子水平,从而抑制IL-6和IL-1β等促炎因子的表达,为寄生虫长期存活创造有利的免疫微环境。该发现为理解寄生虫免疫逃逸策略提供了新视角,发表于《Communications Biology》。

  

在自然界中,多房棘球蚴(Echinococcus multilocularis)是一种令人着迷又危险的寄生虫。这种绦虫通过复杂的生命周期在狐狸、犬类等终末宿主和啮齿类中间宿主之间传播,偶尔也会感染人类,导致致命的泡型包虫病。寄生虫如何在宿主体内长期存活而不被免疫系统清除?这个问题的答案可能隐藏在其独特的层状结构(LL)中——一种由高度糖基化蛋白质构成的物理屏障。奥地利维也纳医科大学的研究团队在《Communications Biology》发表的最新研究,揭开了LL中植酸(phytic acid)这一关键分子的免疫调控奥秘。

研究人员采用RNA测序、免疫组化和流式细胞术等关键技术,首先在小鼠感染模型中观察到:虽然巨噬细胞大量浸润寄生虫病灶,但靠近寄生虫核心区域的巨噬细胞却表现出异常的IL-6表达缺失。体外实验进一步证实,寄生虫提取物能显著抑制LPS和IFN-γ诱导的巨噬细胞炎症反应。通过改良的聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)技术,团队首次在多房棘球蚴中检测到植酸的存在,并发现其浓度在病灶核心区域显著升高。

炎症反应与免疫细胞浸润
RNA测序显示感染肝脏中2638个基因显著上调,但经典炎症因子IL-1β和IL-6的表达呈现空间异质性。免疫荧光显示CD80high
促炎巨噬细胞富集于病灶核心,却意外缺乏IL-6表达,提示局部免疫抑制微环境的存在。

体外验证寄生虫提取物的免疫调节作用
骨髓来源巨噬细胞(BMDM)实验表明,寄生虫提取物能双向调节炎症反应:在静息M0巨噬细胞中轻度激活炎症,但在M1极化过程中显著抑制IL-6和IL-1β的产生,蛋白分泌水平下降达50%。

植酸的鉴定与功能模拟
通过改良的金属亲和纯化结合Toluidine Blue染色,首次在多房棘球蚴病灶中检测到植酸沉积。体外添加1 mM植酸可重现寄生虫提取物的抗炎效果,使M1巨噬细胞的IL-6 mRNA表达降低2.5倍。

钙离子螯合机制解析
流式钙成像显示植酸与EDTA类似,能迅速降低细胞内Ca2+
水平(p<0.01)。两者联用产生叠加效应,证实植酸通过钙信号通路抑制NF-κB等炎症相关转录因子的活化。

这项研究首次系统阐明了植酸作为多房棘球蚴免疫逃逸"武器库"中的重要组分,其通过钙螯合作用重塑巨噬细胞功能的机制具有双重意义:在基础研究层面,揭示了寄生虫利用小分子代谢物而非蛋白质进行免疫调控的新范式;在临床应用层面,为开发针对泡型包虫病的免疫干预策略提供了新靶点。特别值得注意的是,植酸这种在植物中常见的分子被寄生虫"劫持"为生存工具,展现了宿主-病原体协同进化中令人惊叹的分子创新。研究也存在局限性,如植酸在体内确切浓度梯度及其与其他LL成分的协同效应仍需进一步探索。这些发现不仅丰富了寄生虫免疫学理论,也为理解慢性感染中的免疫耐受现象提供了新的视角。

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