母体孕期弓形虫感染可致妊娠不良结局,为我国出生缺陷干预计划的重点检查对象。阐明先天弓形虫病的发病机制是防治关键。氧化应激是感染性病理损伤的重要机制。弓形虫感染可致胎盘滋养细胞凋亡,但机制不明。本项目以"弓形虫感染持续氧化应激(OS)与内质网应激(ERS)致胎盘滋养细胞凋亡紊乱"为假说,以弓形虫感染孕鼠为模型,采用PCR-Array、FCM和TUNEL等分析感染后胎盘组织的氧化相关分子和产物、CHOP,Caspase12等ERS标记物、线粒体钙和膜电位、MAPK通路和滋养细胞凋亡等,以及抗氧化干预后上述指标的变化;运用弓形虫感染和氧化应激细胞模型,以及抗氧化干预、CHOP siRNA基因沉默、Caspase12和MAPK信号阻断等方法,研究弓形虫感染后滋养细胞凋亡的OS和ERS等信号通路。本研究将为深入认识弓形虫先天感染的致畸机制,及抗氧化干预提供新的理论和实验依据。此项研究国内外未见报道。
Toxoplasmosis;Oxidative Stress;Endoplasmic Reticulum Stress;Apoptosis;Mitochondrion
孕期感染弓形虫可引起先天性弓形虫病,严重影响后代发育。先前的有关研究主要集中在弓形虫感染对胎儿生长发育不良影响的临床表现和血清流行病学调查方面,而对弓形虫感染致发育毒性的机制研究甚少。本课题以弓形虫感染孕期小鼠模型和弓形虫体外感染细胞模型为基础,以感染导致的氧化应激反应为中心,以ROS及下游通路为主线,并对相关的线粒体信号通路,及其它前凋亡信号进行研究,初步阐明弓形虫感染,特别是我国独有分离株导致胎盘滋养细胞凋亡紊乱和病理损伤的机制。项目组完成了本地弓形虫株的分离,对两个分离株,Wh3和Wh6进行了小鼠毒力实验。我们发现分离的两个弓形虫株具有相同的基因型,但毒力相差很大。我们对其致病机制进行了初步研究。通过对两个弓形虫株体内外感染胎盘滋养细胞,以及小鼠腹腔巨噬细胞,我们发现两个分离株对巨噬细胞具有不同的激化模式,并导致小鼠体内Th细胞不同的免疫偏移,最终以不同的致病机制引起小鼠滋养层细胞的凋亡,以及不同的妊娠结局。同时,我们建立了弓形虫标准株RH,WH3分离株的急性孕期感染小鼠及体外细胞感染模型。通过对弓形虫体内外感染胎盘滋养细胞,以及抗氧化剂NAC的体内外干预研究,我们发现弓形虫感染可导致胎盘滋养细胞凋亡明显增加,抗氧化处理后能明显减低细胞凋亡水平,同时能明显抑制内质网信号和前凋亡途径的活化。通过线粒体代谢和凋亡基因表达谱芯片,研究发现相对与正常对照组, Wh3感染后可导致胎盘组织细胞线粒体能量代谢和凋亡相关基因变化,其中有10个相对上调两倍以上。通过氧化反应簇和主要氧化产物检测, 以及凋亡水平分析,证实Wh3感染可引起ROS升高,并通过诱导线粒体凋亡途径,引起胎盘滋养细胞的凋亡以及胎盘组织的损伤。氧化应激可能是弓形虫感染触发前凋亡途径活化的中心环节;ROS介导的ERS,线粒体功能紊乱可能分别部分参与了RH,及WH3急性感染诱发的滋养细胞凋亡和病理损伤过程。 这可能是我国流行的主要弓形虫强毒株的重要致病机制。通过本项目的研究,初步阐明氧化应激,内质网应激、线粒体信号在弓形虫感染致胎盘病理损伤和凋亡紊乱中的作用路线图,更加深入认识弓形虫先天感染,特别是我国分离株致畸的病因和发病机制。通过观察抗氧化干预对弓形虫感染胎盘ROS-ERS通路,线粒体信号,乃至细胞凋亡的影响,将进一步明确弓形虫感染致胎盘损伤的关键环节,为促进预防和临床有效干预提供新的科学依据。