研究人员发现肠道寄生虫隐孢子虫如何改变宿主细胞

弗朗西斯·克里克研究所的研究人员已经证明，隐孢子虫寄生虫将一种蛋白质输出到受感染的肠道细胞中，改变肠道环境，使寄生虫能够存活和复制。

隐孢子虫是一种肠道寄生虫，是儿童严重腹泻的主要原因之一。它侵入并复制宿主肠道内的上皮细胞，已知会导致称为微绒毛的营养吸收突起生长。

在《细胞宿主与微生物》发表的研究中，Crick实验室鉴定出一个蛋白质家族，隐孢子虫在感染期间注射到肠上皮细胞中，并在宿主微绒毛内积累。

研究小组研究了这个家族中的一种主要蛋白质，称为微绒毛蛋白1（MVP1），发现在上皮细胞内，它与负责维持结构和调节微绒毛等细胞投射的人类蛋白质相互作用。

当使用基于CRISPR的基因编辑从隐孢子虫菌株中去除MVP1时，感染细胞内微绒毛的伸长完全被阻断。这种MVP1缺陷型寄生虫菌株也未能在小鼠中引起正常感染。

MVP1与之相互作用的蛋白质之一，称为EBP50，对于稳定细胞表面携带盐分的泵至关重要。破坏这些泵会导致腹泻，因此研究小组认为MVP1可能是驱动隐孢子虫引起的症状的关键因素之一。

克里克隐孢子虫病实验室组长Adam Sateriale说：“隐孢子虫引起的疾病对儿童来说特别危险，它会导致持续的营养不良，但我们仍然不知道它是如何引起症状的。我们现在已经开始揭示寄生虫是如何操纵细胞结构的，这可能是导致严重腹泻的关键。了解这些基本机制对于预防长期疾病和由此导致的营养不良至关重要。”

隐孢子虫并不是已知导致肠道微绒毛伸长的唯一病原体。一种大肠杆菌也会感染肠道并导致腹泻。众所周知，这种大肠杆菌通过一种名为Map的蛋白质的作用来驱动微绒毛伸长，Map在感染期间操纵肠上皮细胞内的结构蛋白。

令人惊讶的是，研究小组发现隐孢子虫的MVP1与大肠杆菌Map、EBP50和CDC42的结构蛋白相互作用。该团队认为，这是一种独特的趋同进化，在这种进化中，在感染性细菌和寄生虫中引起疾病的蛋白质已经独立进化到具有相同的功能。

克里克隐孢子虫病实验室前博士生Elena Rodrigues说：“一种大肠杆菌和隐孢子虫之间效应蛋白的相似性展示了趋同进化的一个有趣例子：来自两个不同生命王国的病原体如何分别进化出对宿主有相同影响的蛋白质。尽管需要更多的研究来准确了解隐孢子虫如何通过这些机制引起腹泻，但我们的工作是一个坚实的基础。”