靶向EtMIC3蛋白的抑制肽设计与mRNA疫苗开发:防控鸡球虫病的新型策略

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:Experimental Parasitology 1.4

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  本研究针对鸡球虫病防治中传统抗球虫药耐药性问题,聚焦Eimeria tenella关键毒力因子EtMIC3蛋白,通过生物信息学手段设计抑制肽并开发多表位mRNA疫苗。研究发现预测肽段与EtMIC3具有高亲和力,构建的疫苗能稳定激发先天与适应性免疫应答,为开发新型抗球虫制剂提供了理论依据。

  

鸡球虫病作为困扰全球家禽业的头号寄生虫病,每年造成高达156亿美元的经济损失,其中Eimeria tenella引起的盲肠球虫病尤为致命。更棘手的是,传统离子载体类抗球虫药普遍出现耐药性,使得养殖场不得不频繁更换药物。在这种背景下,伊朗伊拉姆医科大学医学院微生物系的研究团队另辟蹊径,将目光聚焦在寄生虫入侵宿主的关键"钥匙"——EtMIC3蛋白上。这项发表在《Experimental Parasitology》的研究,通过计算生物学手段双管齐下:既设计能阻断EtMIC3与宿主受体结合的抑制肽,又开发基于该蛋白的多表位mRNA疫苗,为对抗球虫病提供了全新武器库。

研究采用生物信息学技术组合拳:从UniProt获取EtMIC3序列后,使用MODELLER预测蛋白三维结构,通过PSIPRED分析二级结构;运用免疫信息学工具筛选抗原表位,采用分子对接评估抑制肽结合能力;最后用生物物理方法验证疫苗稳定性。这种纯计算生物学策略避免了动物实验,在疫情频发时期展现出独特优势。

【序列获取与结构预测】团队首先解析EtMIC3的理化特性,发现这个由多个结构域组成的分泌蛋白含有大量抗原表位。通过多序列比对显示,其与Eimeria necatrix同源性达75.58%,保守区域可能成为广谱疫苗靶点。分子建模揭示EtMIC3通过特定构象与宿主受体BAG1/ENDOUL相互作用。

【抑制肽设计】对接研究发现设计的肽段能精准插入EtMIC3抗原结合槽,结合能优于天然配体。特别是一个含α螺旋的肽段,其带正电残基与蛋白的酸性口袋形成盐桥,这种"锁钥匹配"为后续药物开发奠定基础。

【mRNA疫苗构建】筛选的CTL表位覆盖90%以上人群常见MHC-I型等位基因,HTL表位能激活Th1/Th2双通路。构建的多表位蛋白理论分子量64kDa,等电点6.21,在哺乳动物细胞表达系统中显示良好可溶性。mRNA二级结构预测显示自由能-298.3kcal/mol,具备良好稳定性。

【免疫模拟】疫苗能强烈刺激IL-4、IFN-γ等细胞因子分泌,通过TLR4受体激活树突细胞。值得注意的是,表位在蛋白酶体加工后呈现效率达0.8以上,提示其能有效递呈至免疫系统。

这项研究开创性地证明:EtMIC3作为寄生虫入侵的"阿喀琉斯之踵",既能被设计的小分子肽段精准阻断,又可作为mRNA疫苗的理想靶点。其意义不仅在于提供两种具体防控方案,更建立了"一靶双策"的研究范式——对关键毒力因子同时开发治疗性制剂和预防性疫苗。特别是构建的mRNA疫苗兼顾体液与细胞免疫,在应对E. tenella这类专性细胞内寄生虫时优势明显。虽然需要后续实验验证,但这项纯计算研究在缩短研发周期、降低开发成本方面展现出巨大潜力,为应对日益严峻的兽药耐药性问题提供了新思路。

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