牛源环形泰勒虫耐药株感染诱导的细胞外囊泡蛋白质组与微小RNA谱的系统解析及其在宿主-寄生虫互作中的调控机制

《Parasites & Vectors》:Systematic proteomic and small RNA profiling of extracellular vesicles from cattle infected with a naturally occurring buparvaquone-resistant strain of Theileria annulata and from uninfected controls

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:Parasites & Vectors 3

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  本研究针对牛源环形泰勒虫(Theileria annulata)耐药株感染引发的热带泰勒虫病,通过系统分析感染与未感染牛血清及免疫细胞来源的细胞外囊泡(EVs)的蛋白质组和微小RNA(miRNA)谱,揭示了EVs在宿主免疫调控和代谢重编程中的关键作用。研究发现2580种蛋白质和6635种miRNAs的差异表达,鉴定出19种感染特异性蛋白及免疫相关miRNAs(如bta-miR-155、bta-miR-126-5p),并阐明了ECM-受体互作、氧化磷酸化等通路在感染中的调控机制。该研究为耐药性泰勒虫病的诊断标志物和靶向治疗提供了新思路。

  

热带泰勒虫病是由环形泰勒虫(Theileria annulata)引起的蜱传寄生虫病,每年威胁全球2.5亿头牛,造成发展中国家重大经济损失。现有疫苗和特效药巴伐醌(buparvaquone)面临耐药性挑战,而寄生虫如何通过细胞外囊泡(EVs)调控宿主免疫的机制尚不明确。中国农业科学院兰州兽医研究所的柴艺俊、车金等研究人员在《Parasites》发表论文,首次系统解析了新疆喀什地区天然巴伐醌耐药株(TaXJS)感染牛血清及免疫细胞来源EVs的分子特征,揭示了EVs介导宿主细胞转化的新机制。

研究采用超速离心结合膜亲和柱法分离EVs,通过透射电镜和纳米颗粒追踪分析(NTA)验证其形态特征(40-150 nm)。利用非标记定量蛋白质组学(LC-MS/MS)和小RNA测序技术,对比感染与未感染样本的EVs组分,结合GO、KEGG和互作网络分析挖掘关键通路。实验样本包括3-4周感染期牛血清及体外培养的感染B细胞(TaBC)、巨噬细胞(TaXJS)和树突细胞(TaDC)。

血清来源EVs的鉴定与差异分析
透射电镜显示感染组EVs呈典型杯状形态,NTA检测发现感染后EVs浓度显著升高。蛋白质组学鉴定出19种感染特异性宿主蛋白(如整合素α-M前体NP_001035046.1)和5种虫源蛋白(如ABC转运蛋白TA19175),其中16种宿主蛋白在细胞系EVs中重现,提示系统性包装特征。KEGG分析显示感染组EVs富集于补体级联、PI3K-Akt和ECM-受体互作通路,而AMPK信号等通路被抑制。

免疫细胞来源EVs的互补证据
TaXJS、TaBC和TaDC的EVs携带15种虫源蛋白(如CD8+
T细胞抗原Ta9),其中Ta9通过激活AP-1转录因子促进白细胞转化。热图分析揭示三组细胞EVs的差异通路:巨噬细胞EVs富集免疫调节蛋白,B细胞EVs特异性表达甘油醛-3-磷酸脱氢酶等代谢酶。

miRNA调控网络特征
血清EVs中239种miRNAs为共有组分,65种为未感染特有(如bta-let-7d),58种为感染特异性(如bta-miR-206上调6.35倍)。关键miRNAs(bta-miR-155、bta-miR-34c-3p)通过JNK/c-Jun和PKA通路调控宿主细胞增殖,与已报道的细胞内miRNA耐药机制形成互补。

结论与意义
该研究首次绘制了耐药株T. annulata感染相关的EVs多组学图谱,证实EVs通过递送虫源蛋白(如Ta9)和宿主miRNAs(如bta-miR-126-5p)协同调控免疫逃逸和代谢适应。发现的整合素α-M、ABC转运蛋白等感染标志物为耐药性诊断提供新靶点,而ECM-受体互作和氧化磷酸化通路的揭示为开发阻断EV介导的宿主调控策略奠定理论基础。研究数据已存入PRIDE数据库(PXD038105),为后续功能验证和跨物种比较研究提供资源。

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