首次提出类似血-脑屏障的"血-肠屏障"穿越概念。在初步确定组织蛋白酶B样半胱氨酸蛋白酶(AC-cathB-2)是广州管圆线虫L3特异表达的分泌/排泄蛋白,即可能在肠道或腔道中表达的基础上,推测Ac-cathB-2参与L3对宿主血-肠屏障的穿越过程,并且L3易于通过口、孔等通道接触并吸收AC-cathB-2-dsRNA。据此,通过原位杂交确定Ac-cathB-2在L3中的表达部位,然后在活体和摸拟体内环境,保持大鼠离体肠段正常生理功能条件下,构建L3穿越血-肠屏障的实验平台,检查沉默Ac-cathB-2后是否降低L3对大鼠血-肠屏障的穿透能力,并同步从mRNA转录和蛋白表达水平佐证这种能力的改变。由此证实Ac-cathB-2是L3突破宿主血-肠屏障的重要相关基因。通过平台验证沉默易于接触的靶标基因的功能来模仿疫苗接种,达到降低寄生虫的感染和发育的目的,有望成为新药和疫苗研发的新途径和策略。
Cathepsin B-cysteine protease;Angiostrongylus cantonensis;blood-intestinal barrier;molecular interaction;
寄生虫的组织蛋白酶B-半胱氨酸蛋白酶通常是一种分泌蛋白,该蛋白酶参与寄生虫的致病、组织入侵和免疫逃避等过程。作为入侵的第一步,小肠上皮是大部分食源性寄生虫必须逾越的屏障之一。尽管如此,我们对广州管圆线虫第三期幼虫(L3)究竟如何突破宿主的肠上皮和血管壁(血-肠屏障)而入侵宿主,及其中所涉及的分子机制,尤其是相关关键基因却知之甚少。 由此,我们对前期工作预测可能参与广州管圆线虫突破宿主血-肠屏障过程的半胱氨酸蛋白酶和烯醇酶及它们在寄生虫-宿主互作中的作用机制进行了研究。首先,我们克隆并定位了两个重要的组织蛋白酶样的半胱氨酸蛋白酶和一个烯醇酶。通过生物信息学手段推测这两类蛋白酶参与了寄生虫-宿主的相互作用;然后通过构建寄生线虫-宿主上皮细胞相互作用模型,研究了广州管圆线虫L3侵袭宿主小肠上皮细胞的具体模式。接着,我们探讨了Ac-cathBs基因在此过程中的特性和功能。 研究发现,广州管圆线虫的组织蛋白酶样半胱氨酸蛋白酶类在宿主组织穿越过程中的作用主要体现在其降解组织细胞外基质组分的酶学活性;Ac-cathBs重组蛋白以低水解活性的蛋白酶原形式存在,需要通过加工激活形成成熟的蛋白酶而发挥作用。由此推测Ac-cathBs作为L3的ESP组分,在宿主的胃中被胃蛋白酶激活,并在小肠的弱酸性环境中起作用,其帮助广州管圆线虫破坏宿主小肠粘膜从而侵入宿主。 因此,本研究提供了一种有效的寄生虫蛋白酶的异源表达系统,可以用于广州管圆线虫基因功能的研究。研究证实Ac-cathBs参与L3幼虫对宿主小肠屏障的穿透。Ac-cathBs基因可以作为控制广州管圆线虫感染的特异药物靶标。