捻转血矛线虫来源多肽ES15-1通过调控STAT3/RORγt通路增强山羊Th17免疫应答并诱导抗寄生虫保护作用

《Veterinary Research》：Peptide ES15-1 derived from Haemonchus contortus promotes goat Th17 response by regulating the STAT3/RORγt pathway

本研究针对捻转血矛线虫感染引发的畜牧业重大经济损失问题，通过筛选其排泄分泌蛋白HcES-15的功能性肽段，发现ES15-1可激活STAT3/RORγt通路驱动Th17细胞分化，显著提升IL-17等促炎因子水平。动物实验证实PLGA纳米颗粒包裹的ES15-1疫苗使感染山羊粪便虫卵减少69.0%（p<0.001），成虫负荷降低50.54%（p<0.05），为开发新型抗寄生虫疫苗提供了关键靶点与机制依据。

　　

在广袤的牧场中，一种名为捻转血矛线虫（Haemonchus contortus）的寄生 nematode 正悄然侵蚀着牛羊的健康。这种寄生虫专攻反刍动物的真胃，通过吸血行为引发严重贫血、消化功能障碍甚至死亡，每年给全球畜牧业造成数百亿美元的经济损失。传统的化学驱虫药面临耐药性日益严峻的挑战，而疫苗研发又因寄生虫复杂的免疫逃逸机制进展缓慢。

早在先前研究中，科学家们发现捻转血矛线虫分泌的15 kDa排泄分泌蛋白（HcES-15）能激活宿主多种免疫反应，包括Th17、Th2和Treg通路。但如何精准调动其中最具保护力的Th17免疫分支，成为摆在研究人员面前的关键难题。Th17细胞作为抵御胞外病原体的“先锋部队”，其分泌的IL-17等细胞因子能快速招募中性粒细胞，在黏膜免疫中扮演重要角色。南京农业大学兽医学院的研究团队决定深入挖掘HcES-15的功能奥秘，通过解析其肽段结构，寻找专一性激活Th17免疫的“密钥”。

研究者首先通过生物信息学分析将HcES-15蛋白划分为三个候选肽段（ES15-1、ES15-2、ES15-3）。体外实验显示，唯有ES15-1能显著提升山羊外周血单核细胞（PBMCs）中IL-17的转录水平，并激活STAT3/RORγt信号通路的关键分子（IL-6、IRF4、STAT3、TGF-β、BATF、RORγt和IL-23）。进一步机制研究表明，ES15-1通过NF-κB通路诱导IL-1β分泌，同时抑制Th1特征转录因子STAT1，促进Treg关键因子Foxp3表达，呈现多通路协同调控特点。

为增强免疫效果，团队采用聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）纳米颗粒包裹ES15-1制备疫苗。小鼠实验中，皮下注射PLGA-ES15-1显著提升脾脏Th17细胞比例（流式细胞术验证），并持续6周维持高水平的IL-17、TNF-α、IL-6等促炎因子。在山羊保护性实验中，疫苗接种使感染后粪便虫卵数量降低69.0%，成虫负荷减少50.54，且推迟虫卵排出时间，证实其实际应用潜力。

关键技术方法

研究采用分子克隆技术表达HcES-15肽段，通过体外PBMCs培养模型评估免疫调节功能；利用PLGA纳米载体包裹抗原增强递送效率；通过流式细胞术分析小鼠脾脏Th17细胞分化；采用ELISA检测血清细胞因子动态变化；通过McMaster法计数粪便虫卵评估保护效果；实验动物包括BALB/c小鼠和6月龄波尔山羊杂交种，所有操作符合南京农业大学动物伦理规范。

分子克隆与肽段表达

通过T细胞表位预测和抗原性指数分析，研究者将HcES-15蛋白划分为三个肽段（ES15-1、ES15-2、ES15-3）。

基因成功克隆至pET-32a载体并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达，SDS-PAGE验证获得约25 kDa的纯化融合蛋白。

肽段免疫调节功能筛选

qPCR检测发现ES15-1能特异性上调PBMCs中IL-17、IFN-γ、IL-4和IL-13转录水平，而ES15-2表现出广泛免疫抑制，ES15-3则呈现Th17/Th2混合激活特征。ES15-1被确定为Th17优势激活肽段。

STAT3/RORγt通路机制解析

ES15-1处理6小时后，PBMCs中STAT3/RORγt通路分子（IL-6、IRF4、STAT3、TGF-β、BATF、RORγt、IL-23）转录水平显著提升，同时NF-κB和IL-1β被激活，Foxp3（Treg）上调而STAT1（Th1）抑制，揭示ES15-1通过多通路协同调控Th17分化。

纳米疫苗构建与动物实验

PLGA包裹的ES15-1纳米颗粒呈150-300 nm球形结构。

小鼠实验中，疫苗组脾脏Th17细胞比例在2-3周显著升高，血清IL-17、TNF-α、IL-6持续高表达，IL-4和TGF-β被抑制。山羊免疫后同样观察到IL-17、IL-1、IL-6、TNF-α上升和Th2/Treg细胞因子下降。

保护效果评估

疫苗接种使山羊感染后粪便虫卵计数峰值降低69.0%，成虫总数减少50.54%，且虫卵排出时间延迟2天，证明ES15-1诱导的Th17免疫能有效控制寄生虫感染。

结论与展望

该研究首次揭示捻转血矛线虫来源肽段ES15-1通过STAT3/RORγt通路特异性激活Th17免疫的分子机制，创新性采用PLGA纳米疫苗策略实现长效免疫保护。研究不仅为理解寄生虫-宿主免疫互作提供了新视角，更为研发替代化学驱虫药的疫苗产品奠定了理论基础。未来通过优化佐剂系统与多肽组合策略，有望进一步拓展此类疫苗在畜牧疫病防控中的应用前景。