TgROPs介导Raf/MEK/ERK信号通路诱导细胞自噬促进弓形虫增殖的分子机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31672543
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1805.兽医寄生虫学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Toxoplasma gondii (T. gondii) is able to infect almost all nucleated cells and there is no effective therapy for toxoplasmosis right now. After being invaded, cell-autophagy would be induced to degrade pathogens and host immune responses could also be activated at the same time. However, T. gondii could escape cell-autophagy and even use the energy generated for self-proliferation. In previous study, we confirmed that T. gondii invasion could induce cell-autophagy through Raf/MEK/ERK pathway, in addition, after being treated with rapamycin and chloroquineor, the intracellular proliferation of T. gondii increased and decreased respectively. All these results indicated that the proliferation of T. gondii was closely related with the process of cell-autophagy. In this research, co-immunoprecipitation, western blot, protein spectrum analysis and knockdown-strain screening will be applied to verify the specific interaction between T. gondii ROPs and Raf/MEK/ERK pathway. Moreover, we will explore the influences of autolysosome on T. gondii proliferation and illustrate the role of Rabs on energy transportation of T. gondii through western blot, quantitative real-time PCR, immunofluorescence, electron microscope and so on. All together, we will try to paint a blueprint of the whole molecular mechanism of T. gondii proliferation regulated by Raf/MEK/ERK pathway. The results of our study will provide new thoughts for anti-T. gondii drug targets discovery and therapy development.
弓形虫可感染几乎所有有核细胞,其引起的弓形虫病尚无理想的治疗药物。宿主细胞被侵袭后能通过自噬降解病原并激活免疫反应。但弓形虫能够逃避细胞自噬甚至利用自噬产生的能量用于自身增殖,目前关于弓形虫与细胞自噬互作的分子机制仍不清楚。本团队前期研究发现弓形虫可激活细胞Raf/MEK/ERK信号通路进而引起自噬,雷帕霉素和氯喹分别对细胞进行处理后,弓形虫胞内增殖也相应地增加和减少,提示其胞内增殖与细胞自噬有密切联系。基于此,本研究拟通过免疫共沉淀、免疫印迹、蛋白质谱、基因条件性沉默等方法进一步研究弓形虫ROPs与Raf/MEK/ERK通路的互作方式,阐明ROPs诱导细胞自噬的信号通路,解释自噬溶酶体对弓形虫增殖的影响,验证Rabs蛋白的表达及定位对弓形虫转运能量的作用。研究结果不仅对探明Raf/MEK/ERK通路调控弓形虫胞内增殖的分子机制具有重要意义,也将为发现新抗虫药靶、研发创新药物等提供新思路。

结项摘要

弓形虫能感染包括人类在内的几乎所有温血动物,其引起的弓形虫病尚无理想的治疗药物。弓形虫的寄生方式为胞内寄生,研究发现某些活化的细胞能诱导产生IFN-γ控制弓形虫的增殖,甚至通过自噬清除弓形虫感染,另一方面弓形虫在长期进化过程中也获得了逃避宿主免疫的能力,甚至能够利用自噬产生的能量促进自身增殖。探明参与该机制的关键因子,对掌握弓形虫与宿主细胞的互作机制进而实现该病的防控有重大意义。本课题研究发现,弓形虫侵染后宿主细胞自噬标志物LC3-II蛋白水平显著上升,自噬流增强,电镜下自噬相关膜结构增多,明确弓形虫侵染引起宿主细胞发生自噬;利用基因编辑技术敲除宿主细胞自噬相关蛋白ATG5或ATG7,发现弓形虫在胞内的增殖变慢,证实弓形虫的增殖与宿主细胞自噬密切相关;进一步分析LC3蛋白水平与溶酶体信号,发现弓形虫感染引起宿主细胞LC3蛋白的表达增强,但溶酶体信号减弱,揭示弓形虫引起宿主细胞自噬并利用自噬产物;为明确弓形虫调控宿主细胞自噬的关键因子,通过在多种细胞系中过表达弓形虫毒力因子ROP5和ROP18,检测宿主细胞自噬水平,同时构建弓形虫ROP5和ROP18缺失株并进行表型分析,发现弓形虫引起未活化细胞的自噬与这两种毒力蛋白相关性不明显;本研究利用CRISPR/CAS9系统成功构建了多种弓形虫毒力因子缺失株,发现致密颗粒蛋白GRA2和GRA12缺失后弓形虫增殖变快,宿主细胞自噬水平显著增强,表明GRA2和GRA12参与调控宿主细胞自噬;同时为研究宿主细胞自噬的信号通路,建立慢病毒介导的敲除/敲降体系,探明Rab11蛋白参与弓形虫引起宿主细胞自噬。本项目立足于本领域国际前沿开展研究,研究结果不仅对阐释弓形虫感染与细胞自噬互作的分子机制提供了理论依据,也为弓形虫新药物靶标筛选和疫苗研发等提供了新思路。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(0)
DNA double-strand breaks in the Toxoplasma gondii-infected cells by the action of reactive oxygen species.
活性氧作用下弓形虫感染细胞中 DNA 双链断裂
  • DOI:
    10.1186/s13071-020-04324-7
  • 发表时间:
    2020-09-25
  • 期刊:
    Parasites & vectors
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zhuang H;Yao C;Zhao X;Chen X;Yang Y;Huang S;Pan L;Du A;Yang Y
  • 通讯作者:
    Yang Y
The heat shock protein 90 of Toxoplasma gondii is essential for invasion of host cells and tachyzoite growth.
弓形虫的热休克蛋白90对于宿主细胞的侵袭和速殖子的生长至关重要
  • DOI:
    10.1051/parasite/2017023
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Parasite (Paris, France)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Sun H;Zhuo X;Zhao X;Yang Y;Chen X;Yao C;Du A
  • 通讯作者:
    Du A
弓形虫环核苷酸依赖性蛋白激酶真核表达载体构建及在Vero细胞内的定位分析
  • DOI:
    10.16303/j.cnki.1005-4545.2018.06.18
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙洪超;黄冶川;杨怡;庄浩瀚;陈学秋;杜爱芳
  • 通讯作者:
    杜爱芳
检测猪弓形虫ROP14抗体间接ELISA方法的建立
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄冶川;阳毅敏;潘灵韬;庄浩瀚;陈学秋;杨怡;杜爱芳
  • 通讯作者:
    杜爱芳
Targeted overexpression of cyclic AMP-dependent protein kinase subunit in Toxoplasma gondii promotes replication and virulence in host cells
弓形虫中环状 AMP 依赖性蛋白激酶亚基的靶向过度表达促进宿主细胞中的复制和毒力
  • DOI:
    10.1016/j.vetpar.2017.06.002
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Veterinary Parasitology
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Sun Hongchao;Wang Suhua;Zhao Xianfeng;Yao Chaoqun;Zhuang Haohan;Huang Yechuan;Chen Xueqiu;Yang Yi;Du Aifang
  • 通讯作者:
    Du Aifang

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其他文献

国内羊胃肠道寄生虫流行病学调查及捻转血矛线虫系统进化分析
  • DOI:
    10.16303/j.cnki.1005-4545.2018.07.13
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭筱璐;杨怡;施宇;黄艳;时恒枝;张玲;周静茹;陈学秋;杜爱芳
  • 通讯作者:
    杜爱芳
Act-1核心启动子转录的EGFP基因在秀丽隐杆线虫体内的表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生物工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姜小磊;张红丽;周前进;杜爱芳
  • 通讯作者:
    杜爱芳
捻转血矛线虫病的疫苗防治研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    浙江大学学报(农业与生命科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜爱芳;姜小磊;张红丽;周前进
  • 通讯作者:
    周前进
国内羊寄生虫流行病学调查及捻转血矛线虫系统进化分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭筱璐;杨怡;施宇;黄艳;时恒枝;张玲;周静茹;陈学秋;杜爱芳
  • 通讯作者:
    杜爱芳
捻转血矛线虫Hc-TTR-51定位及功能的初步研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄晓翠;时恒枝;陈学秋;黄艳;周静茹;吴飞;杨怡;杜爱芳
  • 通讯作者:
    杜爱芳

其他文献

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内源性和外源性INS/ILPs参与捻转血矛线虫感染-寄生过程的分子机制
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    31372426
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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