トキソプラズマ原虫の急性感染および潜伏感染における宿主細胞制御の解明

阐明弓形虫急性和潜伏感染期间宿主细胞的调节

基本信息

批准号：
14J07030
负责人：
杉達紀
金额：
$ 3.16万
依托单位：
Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

トキソプラズマ原虫は宿主との境界である寄生胞膜を、潜伏感染期特異的にさらに嚢虫壁（シスト壁）と呼ばれる構造体で裏打ちして宿主と隔てられる。本年度の研究では潜伏感染時に宿主との相互作用を変化させる要因として原虫の形成するシスト壁に注目し、この形成を調節する原虫因子の同定および制御機序の解析を行った。cAMPシグナルがシスト壁形成において両方向の制御を担っていることが既報で示唆されており、本研究ではProtein Kinase A (PKA)ファミリーのうち、Toxoplasma gondii PKA catalytic subunit 3 (TgPKAc３)がシスト壁形成の抑制方向のシグナルを制御していることを明らかにした。TgPKAc3がどのようにシスト壁形成を制御しているかを明らかにするために、免疫沈降法にて相互作用因子の同定を行った。ヒットしたタンパク質の中で、典型的なPKA基質配列を持った遺伝子を絞り込んだところ、Glycogen Phosphorylase と相同なタンパク質(TgGP1)が見つかったため、この因子の解析を進めた。TgGP1ノックアウト原虫およびリン酸化されないTgGP1S25Aでは原虫細胞はAmylopectinを過剰に貯留し、TgGP1遺伝子が機能的であることおよびリン酸化位置が重要な役割を担っていることが明らかになった。リン酸化状態であるTgGP1S25Eでは野生型原虫細胞が Amylopectinを貯留する潜伏感染期においてもAmylopectin貯留が非常に少ないことがわかった。潜伏感染に至った原虫は厚いシスト壁を形成してしまい、宿主からのエネルギー獲得に不利益が生じると考えられる。TgPKAc3によるTgGP1の制御はシスト壁の生成とアミロペクチンとしてのエネルギー貯蔵が調和を持って制御されている仕組みの一つであると示唆された。

弓形虫通过寄生囊泡膜与宿主分离，寄生囊泡膜是寄生虫和宿主之间的边界，其结构称为囊壁，这是潜伏感染阶段特有的结构。在今年的研究中，我们重点关注了原虫形成的囊壁作为潜伏感染过程中改变与宿主相互作用的因素，并鉴定了调节这种形成的原虫因素并分析了控制机制。之前的报道表明，cAMP 信号负责双向调节囊壁形成，在这项研究中，我们证明了弓形虫 PKA 催化亚基 3 (TgPKAc3)（蛋白激酶 A (PKA) 家族的成员）在其中发挥着重要作用研究表明，它控制着抑制方向的信号。为了阐明 TgPKAc3 如何控制囊肿壁形成，我们使用免疫沉淀来识别相互作用的因素。在命中的蛋白质中，他们缩小了具有典型PKA底物序列的基因范围，发现了一个与糖原磷酸化酶同源的蛋白质（TgGP1），因此他们开始分析这个因子。在TgGP1敲除的寄生虫和非磷酸化的TgGP1S25A中，原生动物细胞积累了过量的支链淀粉，表明TgGP1基因是有功能的，并且磷酸化位置起着重要作用。在TgGP1S25E磷酸化状态下，发现即使在野生型原生动物细胞储存支链淀粉的潜伏感染阶段，支链淀粉保留率也极低。达到潜伏感染状态的原生动物会形成厚厚的囊壁，这被认为不利于从宿主获取能量。 TgPKAc3 对 TgGP1 的调节被认为是以协调方式控制囊壁生成和支链淀粉能量储存的机制之一。