论文部分内容阅读
疟疾是由疟原虫引起的虫媒性传染病。近些年,由于疟原虫抗药性的产生和迅速扩散,给疟疾药物防治带来严重挑战。研制安全有效的疫苗是预防疟疾感染和控制疟疾流行的主要手段。根据疟原虫在人体内的生活史特征,目前疟疾疫苗的研究主要针对红细胞前期和红细胞内期。其中,红细胞内期疫苗能直接降低宿主的发病率和死亡率,所以对红细胞内期虫体蛋白质特性及其与红细胞膜骨架的作用机制的研究备受关注。寄生在红细胞内的恶性疟原虫合成多种蛋白质并分泌到红细胞的细胞质中,其中Pf332是恶性疟原虫基因组所编码的分子量最大的蛋白质,含有DBL、TM和WR三个功能区。该蛋白质被认为是介导虫体在红细胞内发育、扩增的重要功能成分。为进一步分析恶性疟原虫Pf332分子的功能及合成和转运机制,本研究构建了编码融合有GFP标签的Pf332功能区(包括DBL-GFP、TM-GFP、WR-GFP、TMWR-GFP和DBLTM-GFP)的重组质粒。将质粒分别转染到恶性疟原虫3D7虫株内,通过活体荧光实时监测DBL、TM、WR、TM-WR、DBL-TM不同功能区蛋白质在细胞内的表达和分布情况。同时,运用间接免疫荧光共定位方法观察蛋白质DBL-GFP、TM-GFP、WR-GFP、TM-WR-GFP、DBL-TM-GFP与红细胞肌动蛋白的结合情况。此外,还研究了Pf332WR功能区重组蛋白质与红细胞肌动球蛋白的相互作用。最后,通过纯化和分离感染疟原虫的红细胞所分泌和释放的微型囊泡,深入分析了囊泡组成成分,初步揭示Pf332蛋白的转运机制。为解析恶性疟原虫的侵入机制和筛选红内期疟疾疫苗候选抗原提供理论依据。研究结果表明,转染编码DBL-GFP、TM-GFP、WR-GFP、TMWR-GFP和DBLTM-GFP质粒能够在虫体中正常表达,其蛋白产物均分布在染虫红细胞的纳虫容泡内,但未能转运到红细胞的胞质内。间接免疫荧光共定位结果表明单独表达的恶性疟原虫Pf332分子的五个功能区蛋白质均没有与肌动球蛋白结合。Pf332分子的DBL、TM、WR、TM-WR、DBL-TM功能区蛋白在虫体内单独表达后自身均不能发生跨膜转运,即不能通过虫体的纳虫容泡膜,提示Pf332分子在虫体内合成后必须通过多个功能基团协同作用才能完成。体外重组蛋白与红细胞肌动球蛋白结合实验表明,Pf332分子确实能与红细胞骨架蛋白质结合,从而进一步证实Pf332蛋白通过结合到红细胞骨架上并改变其韧性和通透性协助裂殖子的侵入的功能是确定的。本研究首次以绿色荧光蛋白质作为标签证实恶性疟原虫具有分泌微囊泡的功能,虫体通过微囊泡相互传输功能分子。研究结果对揭示虫体的生物学特性具有重要意义。本研究解析了恶性疟原虫Pf332分子DBL、TM和WR三个功能区蛋白质在虫体内的表达与转运过程,明确了Pf332分子通过与红细胞结合而介导其协助裂殖子侵入的功能,有助于解析恶性疟原虫的侵入机制,并可为筛选红内期疟疾疫苗候选抗原提供理论依据。