鞭虫寄生虫分泌蛋白p43的免疫调节机制:一种新型脂质载体及其在信号传导与宿主免疫调控中的作用

【字体: 时间:2025年07月09日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究揭示了小鼠鞭虫Trichuris muris分泌的主要免疫调节蛋白p43(Tm-DLP-1)作为脂质载体的新功能,其能结合脂肪酸、视黄醇等信号脂质前体,并通过表面可及性空腔实现多类型小分子结合。研究人员通过荧光光谱技术证实p43及其人类鞭虫T. trichiura同源蛋白p47的脂质结合特性,结合结构分析提出这类Dorylaimia纲线虫特有的"dorylipophorin"蛋白家族可能通过内外双重功能(内部脂质运输与宿主免疫调控)促进慢性感染。该发现为理解寄生虫免疫逃逸策略提供了新视角。

  

鞭虫寄生虫能在宿主免疫系统完好的情况下建立长期肠道感染,这一现象长期困扰着研究者。这些寄生虫究竟如何"驯服"宿主的免疫防御?近年研究表明,其分泌的蛋白质和脂质分子可能通过多种途径调控宿主免疫反应。其中,小鼠鞭虫Trichuris muris分泌的p43蛋白(占成虫分泌蛋白总量的95%)因能结合糖胺聚糖并中和关键细胞因子IL-13而备受关注,但其更广泛的生物学功能仍不清楚。

英国格拉斯哥大学(University of Glasgow)和曼彻斯特大学(University of Manchester)的Malcolm W. Kennedy、Allison J. Bancroft和Richard K. Grencis团队在《Scientific Reports》发表的研究,首次系统揭示了p43作为多功能脂质载体的分子特性。研究人员采用荧光光谱法(包括DAUDA、DACA、cPnA等多种探针)分析脂质结合特性,结合X射线晶体结构解析表面空腔特征,并通过SDS-PAGE比较伪体腔液蛋白组成,发现这类Dorylaimia纲线虫特有的"dorylipophorin"蛋白家族可能通过双重功能(内部脂质运输与宿主免疫调控)促进慢性感染。

主要技术方法
研究团队采用荧光光谱技术系统检测p43与多种脂质(脂肪酸、视黄醇等)的相互作用,包括环境敏感探针DAUDA/DACA位移实验和天然荧光脂肪酸cPnA结合实验;通过X射线晶体结构(PDB 6QIX)分析蛋白表面空腔特征;使用SDS-PAGE比较T. muris与近缘种Dioctophyme renale伪体腔液蛋白组成;所有实验均采用SCID小鼠模型获取寄生虫材料。

脂肪酸结合特性
通过ANS、DAUDA等荧光探针证实p43能特异性结合油酸、花生四烯酸等多不饱和脂肪酸,其中DAUDA结合解离常数Kd=0.35μM,提示存在两个结合位点。竞争实验显示p43对脂质头基具有选择性——虽能有效结合花生四烯酸,但其乙醇胺衍生物大麻素anandamide结合能力显著降低。

其他疏水配体结合
p43可结合视黄醇(维生素A)并在相同位点与脂肪酸竞争,但不结合胆固醇类物质。有趣的是,尽管鞭虫分泌的PGE2具有免疫调节作用,但p43对其结合能力较弱,提示寄生虫可能通过其他途径递送这类信号分子。

结构基础分析
p43的X射线结构显示其含有大量表面可及的空腔,两个重复亚结构域的空腔电荷特性各异,可能适应不同配体结合。这些空腔中部分与脊椎动物血清白蛋白的脂质结合隧道相似,但整体折叠方式与线虫其他脂质结合蛋白(如NPAs和FARs)截然不同。

进化与功能分化
SDS-PAGE显示p43在T. muris伪体腔液中占绝对优势,取代了其他线虫纲中常见的脂质转运蛋白(如NPAs和FARs)。这种"Dorylipophorin"蛋白家族仅存在于Dorylaimia纲线虫(包括动植物寄生虫),其内部富含半胱氨酸和组氨酸的结构特征可能参与金属离子结合,而C端组氨酸尾可能影响与宿主糖胺聚糖的相互作用。

该研究不仅揭示了p43通过结合信号脂质前体(如花生四烯酸、视黄醇)可能调控宿主局部免疫微环境的新机制,更阐明了线虫不同进化分支(Clade I vs III-V)采用完全不同的脂质转运系统的现象。这些发现为开发针对鞭虫感染的干预策略提供了新靶点——既可设计阻断p43脂质结合功能的抑制剂,也可利用其递送系统定向调节肠道免疫反应。值得注意的是,人类鞭虫T. trichiura的同源蛋白p47具有相似活性,暗示这类免疫调节机制可能在重要寄生虫病中具有普遍意义。

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