《旋毛虫侵入宿主肠上皮细胞主要蛋白分子的筛选、鉴定及功能》

旋毛虫是一种重要的食源性人兽共患寄生虫,不仅严重危害人体健康,还对肉类食品安全造成严重威胁。旋毛虫肌幼虫经口感染宿主后,在小肠内发育为肠道感染性幼虫(IIL),侵入肠黏膜后发育为成虫。幼虫侵入肠黏膜继续发育是旋毛虫感染宿主的关键,但旋毛虫侵入肠黏膜的机制尚不清楚,由此阻碍了抗旋毛虫疫苗及新药的发展。由于虫体口孔无齿状和矛状结构,旋毛虫对肠粘膜的侵入不是简单的机械性损伤,可能是通过虫体的侵入蛋白介导的。

该项目在3个国家自然科学基金面上项目的支持下,对旋毛虫主要侵入蛋白分子的研究取得了一些研究方法的创新和重要科学发现:①在国际上首先建立了旋毛虫幼虫-小鼠肠上皮细胞(IEC)体外侵入模型:发现了肌幼虫经胆汁激活为肠道感染性幼虫(IIL)、半固体培养基及IEC单层是旋毛虫体外侵入IEC的3个必备条件;旋毛虫外体侵入模型的建立,为研究旋毛虫与宿主IEC的相互作用,阐明旋毛虫侵入肠黏膜的机制、筛选抗旋毛虫疫苗及抗旋毛虫新药的分子靶标等,提供了技术平台。②国内外首次发现了旋毛虫侵入IEC的相关蛋白:应用旋毛虫幼虫-IEC体外侵入模型,通过qPCR及免疫蛋白组学技术,发现IIL与IEC接触后,旋毛虫部分基因的转录与表达水平明显升高,幼虫表达与合成了一些新的蛋白酶(如谷胱甘肽S-转移酶、氨基肽酶、蛋白酶体β7亚基、丝氨酸蛋白酶等),其中部分蛋白酶可与IEC细胞膜结合并进入IEC内。③国内外首次发现了nudix水解酶(TsNd)是旋毛虫的主要侵入蛋白:应用旋毛虫IIL T7噬菌体展示文库及消减cDNA文库,发现TsNd在IIL期的表达水平明显上调且能与IEC特异性结合,将TsNd多肽免疫小鼠后产生了Th2型为主的免疫应答及明显的免疫保护;发现TsNd促进了幼虫侵入IEC,而抗TsNd抗体抑制了幼虫侵入IEC及其发育。④国内外首次明确了TsNd的生物学特性、功能及其与IEC的相互作用:rTsNd能与IEC膜特异性结合;抗rTsNd抗体依赖的ADCC对旋毛虫幼虫具有杀伤作用。RNA干扰TsNd基因可明显阻止幼虫对IEC的侵入。rTsNd蛋白疫苗与DNA疫苗免疫小鼠诱导了TsNd特异性的肠道分泌型IgA、全身Th1/Th2混合型免疫应答及明显的免疫保护作用;阐明了特异性抗旋毛虫抗体与天然抗原在幼虫头端形成帽样结构的免疫复合物可能是阻止旋毛虫幼虫侵入IEC的主要机制。⑤发现谷胱甘肽转移酶、氨基肽酶、蛋白酶体β7亚基亦参与了旋毛虫对宿主IEC的侵入。该项目对于阐明旋毛虫的侵入机制具有重要的科学意义,并为筛选与鉴定旋毛虫病的早期诊断抗原、研制抗旋毛虫侵入期新药及其保护性疫苗等奠定了基础。

该项目发表SCI论文20篇(8篇代表性论文包括中科院JCR一区2篇、二区3篇、三区3篇),8篇代表性论文被SCI他引115次,国内外同行给予了正面评价。该项目产生了河南省优秀硕士学位论文5篇。

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