熊果酸通过诱导凋亡和破坏宿主-寄生虫互作机制靶向治疗环形泰勒虫感染

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:International Journal for Parasitology: Drugs and Drug Resistance 4.1

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  为解决环形泰勒虫(T. annulata)感染导致的牛泰勒虫病(BT)治疗困境,研究人员开展熊果酸(UA)抗寄生虫机制研究。该研究通过剂量效应分析(IC50=5 μg/mL)证实UA可选择性杀伤感染细胞,通过诱导ROS升高、线粒体功能障碍和DNA损伤激活内源性凋亡通路,质谱分析揭示其同时干扰宿主细胞周期调控和寄生虫代谢通路,为耐药性寄生虫治疗提供新策略。

  

在热带和亚热带地区,由环形泰勒虫(Theileria annulata)引起的牛泰勒虫病(BT)每年造成数十亿美元的经济损失。这种通过蜱虫传播的原虫疾病不仅能导致牲畜死亡,更通过免疫抑制和淋巴细胞转化引发持续性感染。当前一线药物buparvaquone(BPQ)面临日益严重的耐药性问题,而疫苗研发又进展缓慢,这使得开发新型抗泰勒虫药物成为当务之急。

国家动物生物技术研究所的研究团队将目光投向天然产物熊果酸(Ursolic Acid, UA)。这种五环三萜类化合物广泛存在于植物中,此前已被证实具有抗炎、抗肿瘤和抗疟原虫等多重活性。研究人员在《International Journal for Parasitology: Drugs and Drug Resistance》发表的研究中,系统揭示了UA通过独特的多靶点机制对抗环形泰勒虫感染的分子机理。

研究采用环形泰勒虫感染的牛外周血单核细胞(TA细胞)和健康PBMCs对照,通过剂量效应实验、流式细胞术、免疫荧光、蛋白质印迹和质谱分析等技术手段展开研究。特别值得注意的是,团队还建立了BPQ耐药细胞系以评估UA对抗耐药株的效果。

UA: 抗TA细胞增殖和抗寄生虫的强效制剂
剂量响应曲线显示UA对TA细胞的IC50为5 μg/mL,而对健康细胞毒性极低。光镜观察发现UA处理24-48小时后,TA细胞出现典型凋亡形态。更令人振奋的是,UA对BPQ敏感株和耐药株均表现出相似效力,Western blot显示寄生虫表面蛋白TaSP显著减少。

UA诱导TA细胞氧化应激和DNA损伤
DCFDA染色显示UA处理1-3小时后细胞内ROS水平显著升高。免疫荧光证实氧化损伤标志物8-OHdG和DNA双链断裂标记γH2A.X表达增加,提示UA通过氧化应激途径引发DNA损伤。

UA导致线粒体功能障碍、细胞周期阻滞和增殖抑制
JC-1染色显示线粒体膜电位(ΔΨm)显著降低。EdU掺入实验证实DNA合成受阻,而PI染色显示亚G1期细胞比例从7.83%增至31.4%,表明细胞周期阻滞和凋亡发生。

UA通过内源性途径诱导TA细胞凋亡
Annexin V/PI双染显示早期和晚期凋亡细胞分别增至30.4%和22.3%。Western blot检测到caspase-9和caspase-3激活,而caspase-8无变化,证实凋亡主要通过线粒体途径。p53(Ser15)磷酸化水平升高进一步支持这一机制。

UA对宿主和寄生虫的多重作用
质谱鉴定出178个宿主蛋白和3个寄生虫蛋白表达显著改变。宿主端主要影响DNA修复(NHEJ、同源重组)、端粒维持和PI3K/MAPK信号通路;寄生虫端则主要干扰代谢过程。Western blot验证了组蛋白修饰标记H3K9me3减少,以及JAK2和c-Jun信号分子下调。

这项研究首次系统阐明了UA抗环形泰勒虫的多靶点作用机制:通过升高ROS水平引发DNA损伤,激活p53依赖的内源性凋亡通路;同时干扰宿主细胞表观遗传调控和关键信号转导,破坏寄生虫生存的细胞内环境。特别重要的是,UA对BPQ耐药株同样有效,这为解决临床耐药难题提供了新思路。

虽然UA存在生物利用度低的局限性,但研究人员建议通过纳米载体等新型递药系统优化其给药方案。该研究不仅为牛泰勒虫病治疗提供了候选药物,其揭示的"宿主-寄生虫双靶向"策略也为其他胞内寄生虫感染治疗提供了范式参考。未来研究可探索UA与其他抗寄生虫药物的协同效应,以及在不同动物模型中的治疗效果,加速其临床转化进程。

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