基于蛋白质组学探索治疗丰宫并殖吸虫感染的新靶点

来源 :昆明医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:an123
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[目 的]并殖吸虫是食源性寄生虫。人类感染后导致并殖吸虫病,又称肺吸虫病。肺吸虫病起病隐匿,临床表现多样,误诊率高,常常给患者带来很大的精神和经济压力。近几年,关于肺吸虫病误诊率的报告逐年增多,这对社会公共安全造成了极大的威胁。并殖吸虫是一种重要的人兽共患病原。目前对并殖吸虫的研究工作主要集中于形态学分类、生活史和流行病学调查,而国内外关于并殖吸虫与宿主相互作用的信号途径和分子机制的研究鲜有报道。本研究以丰宫并殖吸虫感染大鼠为模型,运用蛋白质组学技术,探究大鼠肺部应对丰宫并殖吸虫侵染的信号途径和分子机制以及并殖吸虫侵染和发育的过程,探索治疗丰宫并殖吸虫感染的新靶点。[方 法]本研究建立丰宫并殖吸虫感染大鼠的动物模型,通过两个部分对并殖吸虫感染大鼠后二者之间相互作用的机制进行探究。第一部分,以大鼠为观察对象。将大鼠分为正常组、感染组和使用三氯苯达唑联合龙胆苦苷治疗组。首先通过HE染色和Masson染色明确肺吸虫病所致的肺损伤,以及三氯苯达唑联合龙胆苦苷对肺损伤的治疗作用。其次,对大鼠肺组织进行蛋白质组学分析。对分析结果运用Western blot实验和实时荧光定量PCR实验进行验证。第二部分,以丰宫并殖吸虫为观察对象。对丰宫并殖吸虫三个具有代表性发育阶段的虫体(囊蚴、童虫和成虫)进行蛋白质组学分析。对分析结果进行溶酶体红色荧光探针(Lyso-Tracker Red)染色和半胱氨酸蛋白酶MG-101抑制剂处理感染大鼠进行验证。[结 果]第一部分:对三组大鼠肺部组织进行蛋白质组学研究,共鉴定32549个肽段序列,5365个蛋白质(其中3889个蛋白质unique peptides≥2)。感染组与正常组相比,差异表达明显的蛋白共181个,包括上调蛋白107个,下调蛋白74个。治疗组与感染组相比,差异表达明显的蛋白290个,包括上调蛋白94个,下调蛋白196个。通过对鉴定到的差异蛋白质进行生物信息学分析以及实验验证发现:1)在感染大鼠肺部组织NADPH氧化酶激活所介导超氧化物的产生途径和溶酶体途径被激活,进一步的实验结果证实感染大鼠肺部组织ROS水平大量增加,溶酶体数量大量增加。2)在三氯苯达唑联合龙胆苦苷治疗组大鼠肺部组织,内质网途径富集。Western blot实验证实治疗大鼠的肺部组织内质网应激反应下降。第二部分:通过对丰宫并殖吸虫三个发育阶段的虫体进行蛋白质组学研究,系统地揭示了丰宫并殖吸虫侵染过程的蛋白质表达变化,共鉴定了 2781个蛋白,在各比较组分别发现137、155、22个差异表达的蛋白。使用iProX提交了蛋白质组学数据,完善了丰宫并殖吸虫蛋白质谱。通过对鉴定到的差异蛋白质进行生物信息学分析发现,差异蛋白主要参与生物调控、代谢、细胞过程、蛋白质结合和不同酶活性等功能,并且在过氧化物酶体、细胞分泌(Secretionby Cell)、细胞外基质受体相互作用(ECM-receptor interaction)以及溶酶体(Lysosome)通路中富集。其中,在丰宫并殖吸虫从童虫向成虫发育阶段,有7个属于溶酶体酸性水解酶(Lysosomal acid hydrolase)蛋白水平增加。同时,溶酶体荧光探针染色检测证实Lysosome在并殖吸虫成虫体内大量增加。此外,我们通过验证实验表明,半胱氨酸蛋白酶MG-101作为溶酶体蛋白酶的有效抑制剂,可以有效地抑制丰宫并殖吸虫的发育,通过抑制虫体发育过程中高表达的溶酶体蛋白酶,从而发挥治疗并殖吸虫感染的作用。[结 论]1)大鼠肺部组织ROS水平和溶酶体数量的大量增加很可能是宿主抵抗丰宫并殖吸虫感染的主要手段。2)降低内质网应激反应可以有效的改善丰宫并殖吸虫感染所造成的影响。3)溶酶体的增加对丰宫并殖吸虫从童虫向成虫发育至关重要。4)使用溶酶体抑制剂半胱氨酸蛋白酶MG-101可以有效抑制丰宫并殖吸虫的发育。以上结论有助于我们阐明丰宫并殖吸虫寄生于宿主的机制,并有助于寻找阻断寄生的潜在靶点,治疗丰宫并殖吸虫感染。
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