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为探究巴西利什曼原虫(Leishmania (Viannia) braziliensis)Thor 株及 Thor03、Thor10、Thor22 亚群感染性差异原因,研究人员分析其前鞭毛体和无鞭毛体表面膜蛋白酶活性。结果显示各株系蛋白酶活性有差异,金属蛋白酶活性最高。这有助于理解寄生虫感染机制。
在神秘的微观世界里,利什曼原虫(
Leishmania)是一群令人瞩目的 “小怪兽”。它们能够在不同形态间转换,在沙蝇肠道中以细胞外前鞭毛体的形态生活,而进入哺乳动物宿主细胞后,又会摇身一变成为细胞内无鞭毛体。利什曼原虫广泛分布在热带和亚热带地区,给人类健康带来诸多麻烦,比如引发皮肤利什曼病(CL)和内脏利什曼病(VL) 。在巴西,巴西利什曼原虫(
Leishmania (Viannia) braziliensis)是导致皮肤利什曼病、黏膜皮肤利什曼病(MCL)和播散性利什曼病(DL)的主要病原体,它可能会让患者出现身体畸形,引发了不少职业健康方面的担忧。
此前的研究发现,巴西利什曼原虫 Thor 株(MCAN/BR/1998/R619)被分离出来后,又能进一步分为 16 个具有不同生物学特征的亚群,像 Thor03、Thor10 和 Thor22 等。这些亚群在感染小鼠巨噬细胞的能力和刺激细胞因子产生方面都有所不同。然而,尽管科学家们对巴西利什曼原虫的生物学和生物化学有了不少了解,但在寄生虫与宿主相互作用的生物学和分子机制方面,仍存在很多未解之谜。特别是在面对寄生虫的表型多样性时,现有的知识就显得有些捉襟见肘了。毕竟,这些寄生虫表面的成分对于感染的成功与否至关重要,而其中的蛋白酶更是作为毒力因子,在寄生虫的整个生命周期中发挥着关键作用。但 Thor 株及其亚群基于蛋白酶的表面组成,如何影响它们的感染性,还是个未知数。
为了揭开这些谜团,来自国外的研究人员开展了一项研究,相关成果发表在《Biochimie》上。研究人员以巴西利什曼原虫 Thor 株及其 Thor03、Thor10、Thor22 亚群为研究对象,重点分析其前鞭毛体和无鞭毛体表面膜蛋白酶的活性差异,试图找到与这些寄生虫毒力相关的线索。
研究人员采用了多种技术方法。首先,运用计算机模拟的方法,借助 Deeploc-2 算法预测巴西利什曼原虫蛋白酶在膜表面的定位。然后,利用磷脂酶 C(PLC)处理寄生虫,以此选择性地回收表面蛋白酶,并通过明胶 - SDS-PAGE、荧光底物和特异性抑制剂,检测回收蛋白组分中的金属蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶和丝氨酸蛋白酶的活性。同时,对溶液中的蛋白酶活性进行定量分析,探究不同蛋白酶活性的高低。
下面来看看具体的研究结果:
- 蛋白酶膜表面定位预测:通过计算机模拟预测发现,在数据库中评估的 82 种蛋白酶里,金属蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶和丝氨酸蛋白酶分属于不同的家族类别。像半胱氨酸蛋白酶 B、假定的焦谷氨酸肽酶等都在研究范围内。
- 蛋白酶活性分析:用 PLC 处理寄生虫后得到的蛋白组分中,检测到了金属蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶和丝氨酸蛋白酶的活性。而且,Thor 株及其各亚群的前鞭毛体和无鞭毛体,蛋白酶活性呈现出不同的特征。
- 蛋白酶活性定量:对溶液中蛋白酶活性进行定量测定,结果显示在两种形态的寄生虫表面,金属蛋白酶活性最高,其次是半胱氨酸蛋白酶,最后是丝氨酸蛋白酶。
综合研究结果和讨论部分,这项研究意义重大。不同抑制剂的抑制模式以及 PLC 处理后蛋白组分中蛋白酶水平的对比分析,为深入了解巴西利什曼原虫 Thor 株及其亚群的蛋白酶提供了宝贵信息。这些蛋白酶作为毒力因子,在宿主与寄生虫的相互作用中扮演着关键角色。明确它们的活性差异,有助于进一步揭示寄生虫适应宿主的机制,也让我们更加清楚这类酶在感染初期的重要性。这不仅为理解巴西利什曼原虫的感染机制提供了新视角,更为未来开发针对利什曼病的治疗方法和防控策略奠定了理论基础,有望帮助人们更好地应对利什曼病带来的健康挑战。