间日疟原虫输出蛋白TRAgs与人脾脏相关细胞互作及其在虫体免疫逃避中的作用机制

Export proteins play an important role in immune evasion of Plasmodium parasite, while we know little about it in Plasmodium vivax. Previously, we found that P. vivax tryptophan rich antigens (PvTRAgs) exported to infected erythrocyte membrane at trophozoite stage. PvTRAgs induce human splenic fibroblasts (HSF) migration. Additionally, PvTRAgs interact with HSF. However the detail of this interaction and effects of immune response are not clear. In present study, we aim to know the function of PvTRAgs in immune evasion and malaria pathogen. Firstly, identify the receptor(s) to PvTRAgs from HSF membrane proteins, and confirm the specific interaction of PvTRAgs-HSF receptor(s) through pull-down assay, protein array, surface plasmon resonance, and passive transfer assay. Secondly, show effect of PvTRAgs on the functions of immune cells by testing IgM or IgG produced by B cell, chemotaxis of macrophages and ROI and RNI produced by macrophages. Furthermore, we try to understand how PvTRAgs-HSF interaction stimulates HSF migration signaling pathway. Finally, the function of PvTRAgs will be confirmed in mouse model using transfection in P. yoelii 17XNL strain. This study will help in understanding the role of PvTRAgs in P. vivax immune evasion.

疟原虫输出蛋白在疟疾的免疫逃避中起重要作用，而间日疟原虫相关研究匮乏。我们前期发现，间日疟原虫色氨酸富集抗原（PvTRAgs）在虫体侵入红细胞后大量输出到红细胞膜表面。此蛋白可与人体脾脏成纤维细胞(HSF)发生互作。但互作的具体分子机制以及是否影响免疫细胞应答尚不清楚。本课题以PvTRAgs与HSF的互作为切入点，通过蛋白体外结合、蛋白芯片筛选、表面等离子共振等方法，明确PvTRAgs可特异性结合HSF，及二者的互作模式；通过siRNA干扰、RNA水平检测、体外抑制剂调控，明确PvTRAgs-HSF互作对HSF迁移的经典途径激活的影响；通过B淋巴细胞分泌抗体、巨噬细胞迁移及释放活性无助检测，明确PvTRAgs对免疫细胞功能的影响；通过小鼠模型，验证PvTRAgs与脾脏相关细胞的互作；最后综合评价PvTRAgs在人脾脏中对虫体免疫逃避及致病机制。

疟疾是严重危害人类健康和生命的重大感染性疾病，其中，间日疟原虫是传播最广泛的感染人类的疟疾寄生虫。在疟原虫感染期间，脾脏可以过滤和清除受感染的红细胞，是宿主最重要的免疫器官之一，而脾脏成纤维细胞（SFs）及其产生的I型胶原则是支持脾脏结构和功能的主要成分，提示其可能在疟原虫感染过程中发挥了重要作用。但目前为止，着眼于SFs进行的疟原虫免疫逃避等相关研究依旧很少。本项目将目光集中到具有良好的免疫原性的输出蛋白家族PvTRAgs上，以PvTRAgs与人脾脏成纤维细胞（HSF）的互作为切入点，选取具有代表性的蛋白深入挖掘，以探究间日疟原虫在脾脏中发生免疫逃避的具体机制。结果显示，PvTRAgs中存在部分蛋白可与HSF细胞互作，其中Vimentin可能是其主要结合位点。此外，对具有脾脏依赖性的PvTRAg23深入研究发现，它可以激活HSF细胞上的NF-κBp65通路，使其产生炎性细胞因子IL-1β，IL-6和TNF-α，抑制HSF细胞中I型胶原蛋白的产生。鼠疟模型中，感染约氏疟原虫17XNL的宿主脾脏也被证实存在胶原蛋白水平不同程度下降。这些结果提示，PvTRAgs对HSF细胞产生的有关作用可能会破坏脾脏过滤血液的能力，进而使疟原虫实现免疫逃避。本项目首次报道了PvTRAgs与HSF细胞的互作情况，体外验证了疟原虫蛋白对HSF细胞的胶原蛋白的作用，并在体内进行了初步探究，有助于进一步了解疟原虫感染后宿主脾脏结构的变化和免疫反应，为脾脏免疫相关研究提供了新的视角。