弓形虫外泌体蛋白SRSs与宿主细胞相互作用的分子机制

Toxoplasmosis is one of zoonotic parasitic diseases and play the vital role on human, animals, and public health due to its high infection rate and infection range. Controlling the invasion and infection of Toxoplasma is the key point to prevent and treat the disease. Therefore, it is highly necessary to understand the interaction mechanism between Toxoplasma and host cell. The survival of T. gondii is closely related to its parasitic environment, the exosomes, which are carrying cargo vesicles, playing the communicating role between parasites and parasites or host cells. In order to clarify the roles of the surface antigen 1-related sequences (SRSs) of T. gondii exosomes, the functionalities of the SRSs and their molecularly interaction mechanism with the host cell will be investigated in this proposal. Many research or characterized methods will be used in this proposal in order to unveil this mechanism, such as using proteomic analysis to find out the interacted proteins between SRSs and proteins of parasites or cell, through protein interactions and gene deletion technology to understand the proteins function, by atomic force microscopy to observe the proteins deletion effects on the process of exosomes formation, to analyze protein localization of SRSs, recipient cells action and induced cellular immune response by application of immunological technique, to analyze the signal pathway of interaction. These results of the study are important for the clarification of the molecular mechanisms of the SRSs protein in parasite-host interaction, the development of new diagnostics and vaccines, as well as prevention and treatment of the disease of toxoplasmosis.

弓形虫病是感染率高，感染范围广的人畜共患寄生虫病，在人类、动物健康及公共卫生方面具有重要意义。控制弓形虫的入侵和感染是防治该病的关键环节。因此，了解弓形虫与宿主细胞相互作用机制十分必要。弓形虫的生存与其寄生环境关系密切，外泌体是携带功能性运载物的囊泡，是虫体与虫体或细胞间信息传递的介质。为了阐明外泌体内弓形虫多个表面抗原相关序列蛋白（SRSs）的作用，本研究将开展SRSs蛋白的功能以及与宿主细胞相互作用的分子机制研究，确定蛋白的表达情况，通过蛋白质组学分析，找出与其相互作用的虫体和细胞蛋白，通过蛋白互作与基因缺失技术研究蛋白的功能，利用原子力显微镜观察蛋白缺失对外泌体形成的影响。应用免疫学技术分析蛋白的定位，作用的受体细胞以及诱导的细胞免疫反应，解析相互作用的信号通路。研究结果对阐明SRSs蛋白与宿主相互作用的分子机制，发现新的诊断标识与疫苗候选分子，以及更好的防控弓形虫病具有重要意义。

弓形虫病是感染率高，感染范围广的人畜共患寄生虫病，在人类、动物健康及公共卫生方面具有重要意义。控制弓形虫的入侵和感染是防治该病的关键环节。因此，了解弓形虫与宿主细胞相互作用机制十分必要。弓形虫的生存与其寄生环境关系密切，外泌体是携带功能性运载物的囊泡，是虫体与虫体或细胞间信息传递的介质。为了阐明外泌体内弓形虫多个表面抗原相关序列蛋白（SRSs）的作用，本研究将开展SRSs蛋白的功能以及与宿主细胞相互作用的分子机制研究，确定蛋白的表达情况，通过蛋白质组学分析，找出与其相互作用的虫体和细胞蛋白，通过蛋白互作与基因缺失技术研究蛋白的功能，利用原子力显微镜观察蛋白缺失对外泌体形成的影响。应用免疫学技术分析蛋白的定位，作用的受体细胞以及诱导的细胞免疫反应，解析相互作用的信号通路。研究结果表明：已建立了稳定的弓形虫和外泌体的培养体系，确定了外泌体的纯化方法；筛选到了100多个外泌体特异性蛋白，并鉴定及特征化了4个新的虫体表面蛋白分子，构建了体外的原核表达体系，获得了纯化的蛋白及制备了特异性抗体；构建并获得了1个基因缺失及过表达转基因虫株；筛选出了与SRSs 蛋白相互作用的多个虫体外泌体和细胞蛋白；确定了蛋白对虫体生长及外泌体形成的影响；确定了蛋白在虫体内部的定位，初步解析了蛋白的功能，验证了蛋白作为疫苗和诊断标识的可能性；初步分析了信号通路及作用机制。鉴定出一个最敏感、最特异的蛋白分子，建立了一种ELISA免疫学检测技术，其优点是能区分急、慢性弓形虫感染，也能检测急慢性混合感染，敏感性及特异性都能达到或超过目前国际公认的几种抗原，对检测技术进行了优化，并进行了临床样品的大规模检测和验证，申请了1项国家发明专利，进一步将组装成试剂盒并进行商业化使用。项目的全部研究结果对阐明SRSs蛋白与宿主细胞相互作用的分子机制，发现新的诊断标识与疫苗候选分子，以及更好的防控弓形虫病具有重要意义。