Cell：疟疾突破性发现疟原虫“挟持”红细胞机制

　　

在疟疾疾病模型的研究中，新的研究发现比先前在疟疾领域的发现具有更重大的意义，这项新的研究成果就是：发现疟原虫“挟持”红细胞的机制，疟原虫具有一个“武器装备库”，里面有大量的功能性蛋白，这些蛋白帮助疟原虫吸附携氧红细胞使红细胞变得僵硬。这些作用机制在疟疾病程发展过程中起重要的作用。疟疾每年都会夺走全球数百万人的性命，这项新的研究发现将发表于7月11日的《Cell》上。

 

Alan Cowman认为，新的研究发现为揭示疟原虫感染期间红细胞发生颠覆性改变的研究提供启发。Alan Cowman来自澳大利亚沃尔特伊莉莎医学研究所。他说，现在这些机制已经被发现，我们就有可能设计药物来阻断这些过程，或是设计活疫苗来抑制这一过程。（生物通近期关于疟疾的研究进展文章有：PNAS：科学家们在动物模型上阻断疟疾传播，http://www.ebiotrade.com/newsf/2008-6/2008611162318.htm）

 

据研究人员介绍：恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）是引起人患严重疟疾的病原，每年都有1000,000到3000,000人死于疟疾。一旦恶性疟原虫进入血液循环洗系统，它就开始在红细胞里复制，红细胞大量被破坏，这也是疟疾引起严重症状和高死亡率的原因。疟原虫侵入红细胞后，给红细胞在结构和形态上带来巨大的改变，导致红细胞的物理性质和循环性质发生巨大改变。红细胞被恶性疟原虫占领后，与正常红细胞相比变得僵硬，且黏附在血管内壁或是其他细胞上。

 

红细胞这些特性的改变都是由于恶性疟原虫合成并释放出几种蛋白，这些蛋白被分泌在宿主细胞内再穿过几层细胞膜最终达到红细胞表面。早期的研究表明存在两种重要的蛋白成分：一种是恶性疟原虫红细胞膜蛋白（ P. falciparum erythrocyte membrane protein，PfEMP1），恶性疟原虫红细胞膜蛋白允许感染的细胞黏附在血管壁上；另一种是富含组氨酸的扭转状蛋白（knob associated histidine-rich protein，KAHRP），KAHRP在红细胞表面与PfEMP1紧紧结合在一起。

 

在新的研究中，科学家们对PfEMP1的转运起重要作用的蛋白感兴趣，这种蛋白还能准确的机制扭转状蛋白结合PfEMP1，上述过程使感染的红细胞变得僵硬，这些机制也与疟原虫的毒力有直接的关系。研究者为了找出影响这一机制的基因，对恶性疟原虫进行遗传改造，敲除83个基因中的某个已知的基因或是某个未知但预测可能与红细胞变化有关的基因。

 

科学家们对影响PfEMP1转运和扭转状蛋白装配的8个基因进行筛选。此外，研究结果证明具有多种蛋白参与感染的红细胞变化的过程。

 

研究者在文章中写道：总的来说，我们使用基因敲除技术首次发现恶性疟原虫合成的蛋白在致病过程中的作用。疟原虫合成的这些蛋白就像细菌的某些分泌蛋白一样，具有致病性，通过直接注入细胞的方式或是在细胞外面直接与宿主细胞相互作用。这一发现对我们的启示是，我们可以用在治疗细菌的方法来治疗疟疾，这为降低疟原虫毒力提供了新的方法。  

 

Cowman补充到：尽管我们知道有几个蛋白参与红细胞变化过程，但是我们仍旧不清楚这些蛋白的运作机制。这也是Cowman的研究团队需要深入研究，透彻研究的课题。

 

（生物通 张欢）