旋毛虫(Trichinella spiralis)中的丝氨酸蛋白酶会引发肠道上皮细胞凋亡,并破坏肠道屏障的完整性,从而促进幼虫的侵袭

《PLOS Pathogens》:A Trichinella spiralis serine protease triggers gut epithelial apoptosis and destroys the barrier integrity to mediate larval invasion

【字体: 时间:2025年11月01日 来源:PLOS Pathogens 4.9

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  TsSPc通过诱导肠上皮细胞凋亡和破坏紧密连接(TJs)促进幼虫入侵,机制涉及与PGAM5受体结合。体外实验显示rTsSPc降低Caco-2细胞存活率,激活凋亡通路(上调Caspase 3/8/9、Bax、Cytochrome c),减少ZO-1、E-cadherin等TJs蛋白表达,导致屏障功能障碍和幼虫迁移率增加。siPGAM5、Z-VAD-FMK及LFHP-1c抑制剂可逆转上述效应。研究证实TsSPc-PGAM5-凋亡轴在寄生虫入侵中起关键作用,为疫苗开发提供新靶点。

  在研究寄生虫感染过程中,肠道黏膜的侵入机制一直是一个关键问题。过去的研究表明,某些寄生虫的分泌蛋白能够破坏肠道上皮的完整性,并通过诱导细胞凋亡促进幼虫的侵入。然而,这些分泌蛋白中具体参与该过程的关键分子仍不清楚。本文探讨了在寄生虫中发现的一种丝氨酸蛋白酶TsSPc在这一过程中的作用,并揭示了其作用机制。TsSPc是Ts螺旋线虫(Trichinella spiralis)分泌蛋白的一部分,已被证实能够破坏肠道上皮屏障。然而,先前的实验仅部分抑制了TsSPc的作用,未完全阻止感染过程,因此有必要进一步探讨其作用机制。

研究发现,TsSPc能够与Caco-2细胞中的PGAM5受体结合并引发细胞凋亡,同时减少紧密连接(TJs)蛋白的表达,从而破坏肠道上皮的完整性并促进幼虫侵入。通过使用PGAM5特异性siRNA、PGAM5受体抑制剂LFHP-1c以及细胞凋亡抑制剂Z-VAD-FMK,研究人员观察到TEER值和TJs蛋白表达水平显著上升,同时肠道通透性明显下降。这些结果表明,PGAM5受体和细胞凋亡的抑制能够有效防止TsSPc对肠道上皮屏障的破坏以及幼虫侵入。

进一步的实验显示,TsSPc能够通过与PGAM5受体结合,激活细胞凋亡信号通路,导致凋亡相关蛋白(如Caspase 3、Caspase 9、Caspase 8、Bax、Cytochrome c等)的表达水平上升。同时,TsSPc还能够减少TJs蛋白的表达,如ZO-1、E-cad、Occludin和Claudin-1,这些蛋白是维持肠道屏障功能的重要组成部分。因此,TsSPc通过破坏TJs蛋白的表达,削弱了肠道上皮屏障的完整性,从而为寄生虫的侵入创造了条件。

此外,研究还通过免疫荧光检测(IFT)、GST拉下实验(GST-pull down assay)和共免疫沉淀(Co-IP)实验验证了TsSPc与PGAM5的结合和相互作用。这些实验结果表明,TsSPc能够与PGAM5直接结合,并且这种结合在细胞内具有特异性。同时,TsSPc还能够增加PGAM5的表达水平,进一步支持了其在细胞凋亡和屏障破坏中的作用。

研究结果还显示,TsSPc在体内可能通过多种机制参与寄生虫感染。其诱导的细胞凋亡可能导致上皮细胞之间的间隙,为幼虫的侵入提供通道。此外,TsSPc可能通过影响细胞凋亡相关信号通路,如caspase家族的激活,从而破坏肠道屏障。在体内实验中,TsSPc的表达可能影响宿主的免疫反应,从而帮助寄生虫在宿主体内生存和繁殖。

综上所述,TsSPc通过与PGAM5受体结合并诱导细胞凋亡,破坏肠道上皮的完整性,从而促进寄生虫的侵入。这种作用机制为理解寄生虫感染提供了新的视角,并为开发针对寄生虫感染的预防和治疗方法提供了潜在的靶点。TsSPc可能作为疫苗靶点,用于阻断寄生虫的侵入和感染。研究还指出,尽管TsSPc的活性在体内可能被其他机制影响,但其与PGAM5的相互作用及其诱导的细胞凋亡是其破坏肠道屏障和促进感染的重要因素。因此,未来的研究需要进一步探讨TsSPc在体内感染中的具体作用,以及其与其他细胞死亡途径(如坏死和自噬)的潜在相互作用。
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