重组EGr_09888抗血清对细粒棘球绦虫原头节体外发育的影响及其作为终宿主候选疫苗的潜力
《Parasitology Research》:Effect of antiserum against recombinant EGr_09888 on the in vitro development of Echinococcus granulosus protoscoleces
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时间:2025年12月06日
来源:Parasitology Research 2
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本研究针对细粒棘球绦虫(Echinococcus granulosus sensu stricto)繁殖相关蛋白EGr_09888,通过生物信息学分析、原核表达制备高滴度免疫血清,首次发现该蛋白主要定位于孕节子宫。体外实验表明,抗EGr_09888血清能显著抑制培养6周和10周的原头节存活率(P<0.0001)并降低EGr_09888基因表达,为终宿主疫苗开发提供了新靶点。
在广袤的牧区,一种名为囊型包虫病(Cystic Echinococcosis, CE)的人畜共患寄生虫病长期困扰着农牧民健康。这种由细粒棘球绦虫(Echinococcus granulosus)幼虫阶段引起的疾病,能在人体肝脏、肺部等器官形成囊肿,犹如潜伏的"定时炸弹"。虽然手术和药物治疗是当前主要手段,但术后高复发率和药物副作用迫使科学家寻找更根本的解决方案——免疫预防。
细粒棘球绦虫的生命周期独特而精妙:中间宿主(如羊、牛)误食虫卵后,卵内六钩蚴会穿透肠壁,随血流至器官发育成包囊;而当终宿主(如犬、狐)吞食含包囊的内脏,原头节(Protoscoleces, PSCs)便在其小肠内发育为成虫,产卵完成传播循环。尽管给犬类定期驱虫能阻断传播链,但流浪犬管理和基层可持续性实施始终是难题。更关键的是,现有疫苗研究多聚焦中间宿主,而对终宿主(犬)疫苗的开发却因成虫生物学机制不清而进展缓慢。
值得注意的是,成虫繁殖系统是疫情传播的"源头工厂"。若能靶向调控繁殖的关键蛋白,或许能从根本上遏制虫卵污染环境。前期研究中,EGr_09888基因因其在成虫期高表达、可能与精子发生相关的特性进入科学家视野,但其功能机制仍是未解之谜。为此,研究团队在《Parasitology Research》发表论文,系统揭示了EGr_09888蛋白的免疫保护潜力。
研究团队运用SWISS-MODEL、NetPhos3.1等生物信息学工具预测蛋白结构,通过原核表达系统制备重组EGr_09888蛋白,免疫新西兰白兔获得高效价抗血清。采用间接ELISA、Western blot、免疫荧光染色等技术验证血清特异性及蛋白分布,最后通过体外共培养实验分析抗血清对不同发育阶段原头节的影响。
通过SOPMA预测显示,EGr_09888二级结构中延伸链和无规则卷曲占比超65%,利于抗体结合。SWISS-MODEL构建的三级结构模型GMQE得分0.88,显示高可靠性。NetPhos3.1预测发现54个潜在磷酸化位点,IEDB和SYFPEITHI分析显示该蛋白在25-44aa和166-185aa区域存在B细胞和T细胞优势表位,WoLF PSORT预测其主要定位于细胞质。
成功构建pET30a-EGr_09888原核表达载体,IPTG诱导后获得27kDa重组蛋白,主要以包涵体形式存在。间接ELISA测定免疫兔血清效价达1:160,000,Western blot验证其特异性识别重组蛋白和天然蛋白。
Western blot显示EGr_09888在PSCs和成虫中均有表达,但成虫表达量显著更高(P≤0.001)。免疫荧光染色首次揭示该蛋白不仅分布于原头节体表、成虫吸盘,更集中表达于孕节子宫部位。
补充灭活血清的体外培养实验显示,抗EGr_09888血清处理6周和10周原头节6天后,存活率显著低于对照组(P<0.0001)。RT-qPCR检测发现处理组EGr_09888 mRNA表达量同步下降(P<0.0001),且虫体出现异常囊化发育趋势。
这项研究首次证实EGr_09888作为细粒棘球绦虫繁殖相关蛋白的功能重要性,其抗血清在无补体参与情况下仍能直接抑制原头节发育,突破了传统抗体依赖补体介导杀虫的认知框架。该发现不仅为理解绦虫繁殖生物学提供新视角,更为终宿主疫苗开发提供了潜在靶点。未来若能在犬类模型中验证其免疫保护效果,将有望从传播源头切断包虫病流行链,为实现"犬犬免疫、人人健康"的包虫病防控目标提供新策略。
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