8月24日,中國科學院分子植物科學卓越創新中心王四寶團隊在《自然-通訊》(Nature Communications)上,在線發表了題為Outer membrane vesicles from a mosquito commensal mediate targeted killing of Plasmodium parasites via the phosphatidylcholine scavenging pathway的研究論文。研究報道了蚊蟲腸道共生細菌通過釋放的胞外囊泡,利用瘧原蟲磷脂酰膽堿清除途徑,跨界遞送抗瘧效應分子,實現靶向殺滅瘧原蟲的全新機制。
瘧疾是嚴重的蚊媒寄生蟲傳染病,媒介按蚊是傳播瘧疾的關鍵環節。抑制病原體在媒介體內的發育和感染是阻控蚊媒疾病傳播的新思路。王四寶團隊致力于研究蚊蟲-腸道共生菌-病原體之間相互作用的分子機理,探究基于腸道共生菌的蚊媒疾病傳播阻斷控制策略(Symbiont-based transmission blocking strategy,Paratransgenesis)。這種通過“治療”蚊子以消滅瘧疾的方法,為實現源頭阻斷瘧疾等蚊媒疾病的傳播提供了新的策略和方法。前期研究發現了具有天然抗瘧活性的按蚊腸道共生菌——解脲沙雷氏菌(Serratia ureilytica)Su_YN1,可通過分泌具有裂解瘧原蟲作用的脂肪酶AmLip,以水平和垂直傳播等方式在按蚊種群中快速散播,從而驅動瘧蚊抑制瘧疾感染傳播,這為源頭阻斷瘧原蟲感染傳播提供了新武器。研究發現,AmLip可進入瘧原蟲細胞實施靶向殺滅作用,但具體機制尚不清楚。該研究在探究抗瘧效應蛋白AmLip如何靶向進入瘧原蟲的過程中發現,共生菌Su_YN1在吸血蚊蟲腸道內產生大量的OMVs(圖1a),而AmLip蛋白分泌后并非游離存在,而是傾向與OMV結合形成OMV-AmLip復合物(圖1b),從而靶向裂解瘧原蟲(圖1c-e)。
胞外囊泡是細胞間進行物質傳遞進而實現細胞間通訊的重要途徑。外膜囊泡(OMV)是細菌產生的主要胞外囊泡,在細菌細胞間或細菌與宿主細胞之間通訊中扮演著重要角色。然而,科學家對OMV等胞外囊泡如何靶向特定細胞的機制知之甚少,腸道共生細菌產生的OMV能否跨界進入真核病原體亦尚無報道。研究發現,在人和其他哺乳動物等宿主的血液誘導下,共生菌Su_YN1產生大量OMV。這些由血餐誘導產生的OMV含有一些宿主血清脂質成分,尤其是以磷脂酰膽堿(Phosphatidylcholine,PC)為主要特征的血清代謝來源的脂質(圖1f)。由于瘧原蟲丟失了特定的脂質代謝途徑,因而必須通過攝取包括PC在內的胞外脂質滿足瘧原蟲的生理代謝需求。因此,富含PC的OMV成為瘧原蟲攝取的對象。進一步研究發現,富含PC的OMV可通過瘧原蟲的磷脂酰膽堿清除途徑(PC scavenging pathway)被快速、特異地攝取進入瘧原蟲體內,從而將攜帶的脂肪酶AmLip轉運到瘧原蟲細胞,實現對瘧原蟲的特異性靶向殺滅作用(圖1g)。
該研究揭示了腸道共生菌如何通過分泌效應蛋白靶向殺滅瘧原蟲的機制,發現了胞外囊泡在調控吸血媒介昆蟲腸道環境中宿主因子-腸道菌-病原體多元跨界互作中具有重要作用(圖2),為阻止瘧疾傳播提供了潛在的創新策略。研究工作得到國家自然科學基金委員會、中國科學院、國家重點研發計劃和上海市科學技術委員會等的資助,并獲得分子植物卓越中心質譜平臺和電鏡平臺的技術支持。
圖1.腸道共生細菌利用外膜囊泡轉運抗瘧效應蛋白AmLip靶向殺滅瘧原蟲。(a)腸道共生菌解脲沙雷氏菌在吸血按蚊腸道內產生大量的外膜囊泡OMVs;(b)抗瘧脂肪酶AmLip分泌后與OMV結合形成AmLip-OMVs復合物;(c)OMVs跨界轉運AmLip進入并快速裂解瘧原蟲;(d)AmLip-OMVs復合物顯著抑制按蚊中腸內瘧原蟲的發育和感染;(e)Su_YN1通過OMVs遞送AmLip阻斷瘧原蟲經按蚊傳播的示意圖;(f)宿主血清誘導Su_YN1產生的OMVs富含大量PC等宿主血清來源的脂質成分;(g)富含PC等脂質的OMVs通過瘧原蟲PC清除途徑被攝取進入瘧原蟲,實現跨界遞送抗瘧效應蛋白AmLip靶向殺滅瘧原蟲。
圖2.按蚊腸道共生細菌通過分泌外膜囊泡跨界遞送抗瘧脂肪酶AmLip靶向殺滅瘧原蟲的機制示意圖
為進一步推動全國城市污水重點傳染病病原監測工作,提升各地監測能力,2024年10月11日—12日,中國疾控中心環境所在浙江省嘉興市組織召開了全國城市污水重點傳染病病原監測項目培訓班。來自全國31個省(......
9月30日,國家藥監局黨組成員、副局長黃果帶隊,赴北京市檢查百白破疫苗生產質量安全,實地查看企業生產車間和成品倉庫,并圍繞保障百白破疫苗生產質量、供應安全、多聯多價疫苗研發等開展座談交流。黃果強調,接......
秋冬季是呼吸道傳染病的高發期,這段時間氣溫下降,晝夜溫差大,再加上室內空氣流動有限或室內人群密集,呼吸道傳染病容易傳播開來。如何應對即將到來的呼吸道傳染病流行季?嬰幼兒、兒童等低年齡段人群該如何預防?......
復旦大學衛生學院教授粟碩與合作者研究顯示,毛皮動物可能是新發傳染病的儲存庫和重要傳播中心。這項包含來自養殖毛皮動物的研究表明,應增加對這些動物的監測,以確定物種間的潛在病毒傳播路徑,并鑒定出有可能傳播......
中新社上海9月5日電(記者陳靜)記者5日獲悉,中國專家團隊應用前沿交叉研究方法揭示多種養殖哺乳動物中的潛在跨物種傳播風險等,將為構建多維度公共衛生風險評估與新發傳染病預測預報體系提供數據支持。北京時間......
計劃三年后上市的一款瘧疾疫苗首次在臨床試驗中證明了對孕期女性存在保護力。這是一種基于惡性瘧原蟲子孢子的輻射減毒、非復制性全生物疫苗——PfSPZ疫苗,由總部位于美國馬里蘭州羅克維爾市的沙納瑞亞公司(S......
瘧疾是世界上最致命的傳染病之一。盡管人們作出了巨大的控制和努力,全球仍有近一半的人口生活在有感染瘧疾風險的地區。據世界衛生組織最新估計,瘧疾每年導致近2.5億人感染,60多萬人死亡。鮮為人知的是,除了......
瘧疾是世界上最致命的傳染病之一。盡管人們作出了巨大的控制和努力,全球仍有近一半的人口生活在有感染瘧疾風險的地區。據世界衛生組織最新估計,瘧疾每年導致近2.5億人感染,60多萬人死亡。鮮為人知的是,除了......
瘧疾是世界上最致命的傳染病之一。盡管人們作出了巨大的控制和努力,全球仍有近一半的人口生活在有感染瘧疾風險的地區。據世界衛生組織最新估計,瘧疾每年導致近2.5億人感染,60多萬人死亡。鮮為人知的是,除了......
為促進《湖北省傳染病監測預警與應急指揮信息平臺用戶與權限管理規范(試行)》(以下簡稱《規范》)有效落實,保障用戶權限規范化管理與賬號核查清理工作順利開展,省疾控中心近日召開了傳染病監測預警與應急指揮信......