物理科技生物学-PHYICA

望月ひな线虫陷阱

生物 2022-07-12 00:03:05

波恩大学 嗜酸性粒细胞能够分泌捕获微丝蚴的脱氧核糖核酸

荧光显微镜图像显示了嗜酸性粒细胞(圆形结构)的脱氧核糖核酸陷阱(蓝色,箭头)是如何捕获微丝蚴的

信用:亚历山德拉·埃伦斯 丝虫,细长但有时长达70厘米的线虫,能顽强地在宿主体内定居,并在热带地区引起严重的传染病

蠕虫的微小幼虫通常通过蚊子在人与人之间传播,当蚊子叮咬时,蚊子会从血液或皮下组织中捕捉幼虫,并将它们沉积在下一个受害者的血管或组织中

由波恩大学领导的研究人员现在已经研究了免疫系统攻击丝虫的机制

某些免疫细胞,嗜酸性粒细胞,释放出脱氧核糖核酸,在幼虫周围形成一种网,并将它们困住

研究人员还确定了哪种蛋白质“开启”了这种机制,即Dectin-1受体

这项研究发表在《细胞报告》杂志上

首先,线虫将幼虫直接释放到宿主的组织中;它们的大小不到一毫米,因此被称为微丝蚴

但是为了继续发展并变得有传染性,幼虫需要蚊子的帮助

它们随血粉摄取宿主微丝蚴

幼虫继续在昆虫体内发育,并在下一次叮咬时重新进入人体

丝虫病可导致严重的疾病,如河盲或象皮病(腿部和/或睾丸的极度淋巴肿胀),这属于所谓的被忽视的热带疾病,在那里约有8000万人患有

为了研究免疫系统用来抵抗这些入侵者的机制,研究人员在他们的研究中仔细观察了某些免疫细胞,嗜酸性粒细胞

这些细胞的名字来源于红色染料曙红,可以用它来染色

“已知嗜酸性粒细胞对丝虫感染有保护作用

然而,确切的机制直到现在才为人所知

Marc P

来自波恩大学医院医学微生物学、免疫学和寄生虫学研究所和德国感染研究中心的胡布纳

嗜酸性粒细胞能够分泌捕获微丝蚴的脱氧核糖核酸

荧光显微镜拍摄的图像显示嗜酸性粒细胞的脱氧核糖核酸陷阱(橙色,箭头)

信用:亚历山德拉·埃伦斯 研究人员采用的方法包括分子生物学和免疫荧光显微镜来确定和测量出现的脱氧核糖核酸

通过细胞培养,他们发现嗜酸性粒细胞对线虫幼虫有反应——细胞产生脱氧核糖核酸,然后脱氧核糖核酸像网一样在细胞外围绕幼虫旋转

这意味着幼虫只能艰难地移动,或者根本不能移动,因此变得无害

该机制发生在被释放的幼虫(第一幼虫阶段)和处于已感染阶段(第三幼虫阶段)的更发育的幼虫中

这可以减少寄生虫的传播,因为传播的昆虫随后遇到的微丝蚴较少

此外,由昆虫传播的感染幼虫在最终宿主中得到更有效的控制

随后用老鼠做的实验也证实了研究人员的观察,即脱氧核糖核酸网能增强微丝蚴的清除

相反,缺乏嗜酸性粒细胞的小鼠不能形成针对幼虫的DNA网

免疫细胞形成这种脱氧核糖核酸网络的机制被称为ETosis——ET代表细胞外陷阱

ETosis的过程已经知道了一段时间,但是到目前为止主要在其他免疫细胞,中性粒细胞中进行了研究

左边:嗜酸性粒细胞的脱氧核糖核酸陷阱(橙色,箭头)

右图:微丝蚴(上图)被嗜酸性粒细胞(圆形结构)的脱氧核糖核酸陷阱(蓝色,箭头所示)捕获

信用:亚历山德拉·埃伦斯 受体识别幼虫并触发保护机制 但是是什么让细胞认识到幼虫的威胁并释放DNA网呢?研究人员得出结论,这是细胞表面的一种特殊蛋白质,即Dectin-1受体

当细胞与蠕虫幼虫接触时,它开始运动并触发由一系列连续信号组成的机制

研究人员还能够识别细胞中释放的脱氧核糖核酸来源的部分:主要来源是线粒体,细胞的“发电站”

但是脱氧核糖核酸也从细胞核中被送入网中,在那里它被生化变化释放出来

“我们的结果证明嗜酸性粒细胞增多症是一种保守的机制

该研究的主要作者Dr

来自波恩大学的亚历山德拉·埃伦斯

这项研究的结果可能在未来有助于找到防止丝虫病传播的策略

在随后的研究中,研究人员想调查发现的防御机制对控制非洲丝虫病的相关性

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