马来丝虫和彭亨丝虫内共生沃尔巴克氏体 wsp 基因的遗传多样性、系统发育及免疫原性新见解

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Current Research in Parasitology & Vector-Borne Diseases 2.6

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  为探究沃尔巴克氏体(Wolbachia)表面蛋白(WSP)的免疫原性等,研究人员对马来丝虫(B. malayi)和彭亨丝虫(B. pahangi)内共生菌的wsp基因开展研究。发现其属 D 超群、序列高度保守,有保守抗原配体,为相关诊断和疫苗开发提供基础。

  在生命科学和医学领域,丝虫病作为由丝虫寄生引发的一类重要寄生虫病,其病原体与内共生细菌的相互作用一直是研究热点。沃尔巴克氏体(Wolbachia)作为广泛存在于节肢动物和丝虫体内的胞内共生菌,不仅对宿主的生殖发育至关重要,还与宿主的免疫反应密切相关。然而,关于丝虫体内沃尔巴克氏体表面蛋白(WSP)的遗传多样性、进化关系及其免疫原性,尤其是在泰国地区的马来丝虫(Brugia malayi)和彭亨丝虫(Brugia pahangi)中的具体情况,此前研究仍存在诸多空白。例如,传统形态学方法对微丝蚴的鉴定存在困难,基于其他基因的分子研究虽有开展,但针对wsp基因的多样性分析及免疫原性研究尚不充分,而这些信息对于开发更有效的诊断工具和疫苗至关重要。
为填补这些研究空白,来自泰国研究机构的研究人员开展了相关研究。他们聚焦于马来丝虫和彭亨丝虫内共生沃尔巴克氏体的wsp基因,深入探究其遗传多样性、系统发育关系及免疫原性潜力,相关研究成果发表在《Current Research in Parasitology 》。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,从泰国曼谷、春武里和罗勇等省份的动物医院采集 54 份犬类血液样本,通过显微镜观察、PCR 扩增细胞色素 c 氧化酶亚基 1(cox1)基因和 16S rRNA 基因,确认微丝蚴感染情况及沃尔巴克氏体的存在,并筛选出单一感染样本。随后,利用 PCR 技术扩增wsp基因,将扩增产物克隆至 pJET 1.2 载体并转化至大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α 细胞,进行测序。通过生物信息学方法,包括 ClustalW 多序列比对、MEGA 软件的最大似然法系统发育分析、DnaSP 的遗传多样性和单倍型分析,以及 VaxiJen v2.0 和免疫表位数据库(IEDB)对 B 细胞和 T 细胞表位进行预测。

3.1 分子克隆、系统发育分析及wsp基因相似性


通过 PCR 成功扩增并克隆了马来丝虫和彭亨丝虫内共生沃尔巴克氏体的wsp基因,获得的部分序列分别为 723 bp 和 615 bp,对应 240 和 205 个氨基酸残基。BLAST 分析证实了序列身份,多序列比对显示两者在 122 位均为甘氨酸(G),由不同同义密码子编码。系统发育分析表明,两者的wsp序列均聚类于 D 超群,与班氏丝虫(Wuchereria bancrofti)等其他丝虫的沃尔巴克氏体聚为一支,且序列高度保守,种内序列一致性达 99–100%,与国际分离株的相似性在 58.5–100% 之间。

3.2 单倍型多样性


结合新获得的序列和 GenBank 中的数据,共鉴定出 13 个不同单倍型。泰国的马来丝虫和彭亨丝虫分离株均属于 D 超群,其单倍型分别与美国等地的相关序列聚类。泰国境内的样本单倍型多样性较低,而全球范围内的样本显示出较高的单倍型和核苷酸多样性,表明wsp基因在不同地理区域存在一定的遗传变异。

3.3 B 细胞和 T 细胞表位分析


抗原性预测显示,马来丝虫和彭亨丝虫的 WSP 蛋白均具有较高的免疫原性。线性 B 细胞表位预测发现多个高度保守的氨基酸区域,不同算法预测结果显示出重叠的表位区域,提示这些区域可能是抗体结合的潜在位点。构象表位预测与线性表位结果一致。T 细胞表位预测显示,马来丝虫和彭亨丝虫分别有 8 个和 6 个具有 MHC I 类分子结合潜力的肽段,其中 VIADQKHGF 为两者共有的抗原配体,与犬白细胞抗原(DLA)等位基因结合。此外,马来丝虫中鉴定出一个保守的 ALVMLLSLSNSAFSD 肽段,可与人类白细胞抗原(HLA)II 类分子(HLA-DRB104:04 和 HLA-DRB104:01)结合。

研究结论表明,马来丝虫和彭亨丝虫内共生沃尔巴克氏体的wsp基因高度保守,均属于 D 超群,具有密切的进化关系。免疫信息学分析揭示了多个保守的 B 细胞和 T 细胞表位,表明 WSP 蛋白具有较强的免疫原性。这些发现为深入了解丝虫内共生沃尔巴克氏体的遗传多样性、进化关系及免疫原性提供了重要依据,特别是鉴定出的保守免疫原性表位,为开发针对丝虫病的新型血清诊断工具和靶向疫苗奠定了基础。此外,研究结果还提示,WSP 蛋白可能在宿主 - 共生菌相互作用中发挥关键作用,其保守区域和变异区域的功能差异值得进一步深入研究,以全面揭示沃尔巴克氏体在丝虫病发生发展中的作用机制。

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