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弓形虫篡夺了宿主细胞综合应激反应有助于确保寄生虫复制所需的养分

2019-06-22 15:38:30 • 来源：

弓形虫是一种神秘的小生物，至少可以说，因为这种寄生虫与严重的感染和死亡有关，此外对于具有免疫系统功能的感染者来说，它是完全良性的。此外，弓形虫感染随意与感染动物和人类的冒险行为以及精神分裂症和阿尔茨海默病等神经系统疾病有关。令人惊讶的是，这种单细胞寄生虫能够感染几乎所有动物物种的细胞类型。通过接触猫粪或污染的食物和水，人们中有多达三分之一的弓形虫感染。

弓形虫篡夺了宿主细胞综合应激反应有助于确保寄生虫复制所需的养分

一旦进入宿主细胞，寄生虫开始呈指数级分裂，这个过程需要大量资源。寄生虫从宿主细胞中提取复制所需的大部分营养素，包括精氨酸等必需氨基酸。由于精氨酸很快从宿主细胞中耗尽，研究人员希望了解寄生虫获得更多氨基酸的位置，以促进其扩增至数百种。

现在，印第安纳大学(IU)医学院的研究人员确定了在弓形虫感染后两小时内发生的细胞饥饿应激反应。这项新研究的结果最近发表在PLOS Pathogens上，文章标题为“ 通过GCN2调节精氨酸转运eIF2激酶对于细胞内寄生虫弓形虫的复制非常重要 ”。

“在细胞内生长和生长的病原体面临着特殊的挑战，”IU药理学和毒理学教授，研究员Bill Sullivan博士说。“细胞内病原体必须复制而不会引起警报，但为了生长，它们需要从宿主中提取营养素。我们的研究表明，弓形虫只是通过劫持已经存在于宿主细胞中的饥饿反应来获得额外的营养。“

在目前的研究中，研究小组使用各种突变宿主细胞来识别称为GCN2的蛋白质被激活，因为寄生虫消耗宿主细胞的精氨酸供应。IU的博士后研究员Leonardo Augusto博士绘制了GCN2激活后的级联事件，使他发现感染弓形虫的宿主细胞在其细胞表面表达了更多的精氨酸转运蛋白CAT1。CAT1为受感染的细胞带来更多的精氨酸，因此弓形虫可以继续狂欢。

“我们的结果显示，当弓形虫耗尽宿主细胞精氨酸时，宿主细胞通过蛋白激酶GCN2(EIF2AK4)磷酸化eIF2，导致诱导ATF4，”作者写道。“增加的ATF4然后增强阳离子氨基酸转运蛋白CAT1(SLC7A1)的表达，导致弓形虫感染细胞中精氨酸的摄取增加。主体GCN2或其下游效应物ATF4和CAT1的缺失会降低宿主中的精氨酸水平，从而削弱寄生虫的增殖。“

这些发现表明感染的宿主细胞可以感知到它们的营养物质被耗尽 不知道它们内部生长的寄生虫，宿主细胞不知不觉地装备了更多的精氨酸以弥补损失。对于寄生虫生长和复制很重要的蛋白质如GCN2的鉴定可以作为治疗细胞内病原体的有希望的新药物靶标。

“我们的研究结果表明，弓形虫篡夺了宿主细胞综合应激反应，有助于确保寄生虫复制所需的养分，”作者总结道。

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