克氏锥虫中脂滴激酶的功能表征与生物学作用

《Parasites & Vectors》：Lipid droplet kinase contributes to lipid droplet accumulation, oxidative stress response, and infectivity in Trypanosoma cruzi

　　

摘要

背景

脂滴（LDs）是一种动态细胞器，参与脂质储存、能量代谢、细胞信号传导以及宿主-病原体相互作用。在锥虫目寄生虫中，脂滴激酶（LDK）与脂滴的生物发生有关；然而，其功能在恰加斯病病原体克氏锥虫（Trypanosoma cruzi）中仍不明确。

方法

为研究 LDK 的作用，我们利用 CRISPR/Cas9 介导的基因破坏技术在 T. cruzi Dm28c 株系中构建了 LDK 缺失突变体。基因删除通过 PCR 和定量实时 PCR 进行确认。评估了 LDK 缺失对寄生虫生长、脂滴积累、对苯硝唑和过氧化氢的敏感性以及在 L929 成纤维细胞中感染性的影响。

结果

表型特征分析显示，在所评估的条件下，LDK 对 T. cruzi 的存活并非必需，因为 LDK 缺失型寄生虫仍保持活力，且其生长动力学与亲本株系相当。同样，LDK 的缺失不影响苯硝唑的敏感性。相反，敲除寄生虫在生长 96 小时后表现出脂滴积累显著减少，相对于对照寄生虫减少 42.1–45.5%。LDK 的缺失还增强了对过氧化氢诱导的氧化应激的抵抗力，导致 EC?? 值比亲本株系高出 1.5–1.6 倍。此外，LDK 缺失型寄生虫的感染性明显降低，感染性成纤维细胞数量比对照寄生虫减少约 49%，胞内无鞭毛虫数量减少 58–62%。

结论

本研究首次对 T. cruzi 中 LDK 进行了功能表征。我们的结果表明，尽管 LDK 对 T. cruzi 寄生虫的生长并非必需，但它有助于脂滴稳态维持、氧化应激适应和宿主细胞感染。本研究扩展了目前对锥虫目寄生虫中脂滴相关蛋白的理解，并为 LDK 在该寄生虫中的生物学功能提供了新的见解。

图形摘要

背景

脂滴（LDs）是一种动态细胞器，参与脂质储存、能量代谢、细胞信号传导以及宿主-病原体相互作用。在锥虫目寄生虫中，脂滴激酶（LDK）与脂滴的生物发生有关；然而，其功能在恰加斯病病原体克氏锥虫（Trypanosoma cruzi）中仍不明确。

方法

为研究 LDK 的作用，我们利用 CRISPR/Cas9 介导的基因破坏技术在 T. cruzi Dm28c 株系中构建了 LDK 缺失突变体。基因删除通过 PCR 和定量实时 PCR 进行确认。评估了 LDK 缺失对寄生虫生长、脂滴积累、对苯硝唑和过氧化氢的敏感性以及在 L929 成纤维细胞中感染性的影响。

结果

表型特征分析显示，在所评估的条件下，LDK 对 T. cruzi 的存活并非必需，因为 LDK 缺失型寄生虫仍保持活力，且其生长动力学与亲本株系相当。同样，LDK 的缺失不影响苯硝唑的敏感性。相反，敲除寄生虫在生长 96 小时后表现出脂滴积累显著减少，相对于对照寄生虫减少 42.1–45.5%。LDK 的缺失还增强了对过氧化氢诱导的氧化应激的抵抗力，导致 EC?? 值比亲本株系高出 1.5–1.6 倍。此外，LDK 缺失型寄生虫的感染性明显降低，感染性成纤维细胞数量比对照寄生虫减少约 49%，胞内无鞭毛虫数量减少 58–62%。

结论

本研究首次对 T. cruzi 中 LDK 进行了功能表征。我们的结果表明，尽管 LDK 对 T. cruzi 寄生虫的生长并非必需，但它有助于脂滴稳态维持、氧化应激适应和宿主细胞感染。本研究扩展了目前对锥虫目寄生虫中脂滴相关蛋白的理解，并为 LDK 在该寄生虫中的生物学功能提供了新的见解。

图形摘要