秀丽隐杆线虫中P-糖蛋白-9介导的多药耐受性机制及其在抗寄生虫药物耐药性中的关键作用

《Parasites & Vectors》：P-glycoprotein-9-mediated multidrug tolerance in Caenorhabditis elegans

本研究针对寄生虫对巨环内酯类药物产生耐药性的严峻问题，探讨了秀丽隐杆线虫中P-糖蛋白-9在多药耐受性中的具体作用机制。研究人员通过构建pgp-9基因敲除株，发现PGP-9对伊维菌素、莫西菌素、埃普利诺菌素和衣霉素均具有外排功能，且这种作用不依赖于两翼结构缺陷和NHR-8调控。该研究首次提供了PGP-9在多药耐受性中起关键作用的直接证据，为改善巨环内酯类药物治疗提供了新靶点。

　　

在寄生虫防治领域，巨环内酯类药物如伊维菌素一直是控制胃肠道线虫感染的主力军。然而，随着这些药物的广泛使用，寄生虫耐药性问题日益严重，已成为全球畜牧业和公共卫生面临的重大挑战。其中，P-糖蛋白作为重要的药物外排泵，在多种生物中参与多药耐药性的形成，但其在寄生虫中的具体作用机制尚不明确。

研究人员利用秀丽隐杆线虫这一理想模型，重点研究了PGP-9在药物耐受性中的功能。先前研究表明，PGP-9在IVM耐药的秀丽隐杆线虫株IVR10中对伊维菌素耐受性具有重要贡献，但其对其他巨环内酯类药物和 structurally unrelated xenobiotic 的耐受性作用，以及其调控机制仍有待阐明。

为了深入探究PGP-9的多药转运功能，Blancfuney等人开展了一系列实验。研究发现IVR10菌株对莫西菌素、埃普利诺菌素和衣霉素均表现出交叉耐药性，而pgp-9的缺失完全逆转了这种耐药表型。特别值得注意的是，尽管pgp-9敲除恢复了药物敏感性，但菌株仍保持两翼染料吸收缺陷表型，表明PGP-9的作用独立于两翼结构变化。在调控机制方面，研究人员发现NHR-8的缺失虽然增加了IVM敏感性，但并未显著影响pgp-9的表达水平，且在nhr-8突变体中进一步沉默pgp-9可协同增强IVM敏感性，提示PGP-9的功能不依赖于NHR-8的转录调控。

本研究主要采用了幼虫发育实验评估药物敏感性，通过染料吸收实验分析两翼神经元功能，利用RT-qPCR技术检测基因表达水平，并采用RNA干扰技术进行基因功能研究。实验使用的IVM耐药株IVR10及其基因编辑衍生株为研究提供了重要材料。

pgp-9是IVR10对其他巨环内酯类和TM耐受性所必需的

研究发现IVR10对MOX和EPR具有交叉耐药性，耐药因子分别为2.2和6.3。pgp-9缺失使IVR10对MOX的敏感性提高2.6倍，对EPR的敏感性提高7.8倍。同时，IVR10对内质网应激诱导剂TM也表现出耐受性，而pgp-9缺失使TM敏感性恢复至接近野生型水平。这些结果证明PGP-9在IVR10对多种结构各异化合物的多药耐受性中起核心作用。

IVR10(△pgp-9)是Dyf突变体

通过DiI₁₂(3)染料标记实验发现，虽然IVR10(△pgp-9)恢复了药物敏感性，但仍保持与亲本IVR10相似的两翼染料吸收缺陷表型，仅有约33%的虫体显示两翼染色，与IVR10的22%无显著差异，但显著低于N2B的100%。这表明药物敏感性的恢复并非由于两翼结构功能的改变。

pgp-9和nhr-8在IVM耐受性中的不同但互补作用

nhr-8缺失使IVR10对IVM的敏感性提高2.9倍，但pgp-9转录水平在IVR10(△nhr-8)中仅轻微下降且无统计学意义。在IVR10(△nhr-8)背景中进一步沉默pgp-9可协同增强IVM敏感性，IC₅₀从4.17±0.72 nM降至2.44±0.56 nM，表明PGP-9的作用独立于NHR-8的转录调控。

nhr-115、nhr-210和nhr-226不参与IVM耐受性

对潜在pgp-9调控因子NHR-115、NHR-210和NHR-226的研究表明，这些核激素受体的缺失对IVM敏感性无显著影响，仅nhr-115缺失株表现出轻微但显著的耐受性增强，提示这些NHRs在IVM耐受性中不发挥主要作用。

本研究首次提供了PGP-9在多药耐受性中起关键作用的直接证据，证明其在秀丽隐杆线虫中对多种巨环内酯类和 structurally unrelated compounds 的耐受性均不可或缺。重要的是，PGP-9的这种保护作用不依赖于两翼结构缺陷，也不受NHR-8的转录调控，而是可能涉及转录后或翻译后调控机制。这一发现揭示了寄生虫多药耐药性的复杂调控网络，为理解药物外排泵在抗寄生虫药物耐药性中的作用提供了新视角。PGP-9作为潜在的治疗靶点，为改善巨环内酯类药物的疗效提供了新策略，对控制寄生虫感染具有重要意义。

该研究于2025年发表在《Parasites & Vectors》期刊，为抗寄生虫药物耐药性研究领域做出了重要贡献，为开发逆转耐药性的新方法奠定了理论基础。未来研究应进一步阐明PGP-9的调控机制和底物特异性，为临床克服药物耐药性提供新思路。