在瘧疾原蟲侵入紅血球之前


開頭的影片是瘧疾原蟲的生活史及入侵途徑。瘧原蟲在人體內有兩個繁殖方式,一是有性的產生公母配子,像精卵受精方式,長成一個完整的原蟲個體; 另一是無性生殖,主要發生在紅血球內。如下圖所示:


(圖片來源: 
Nature Genetics 42 ,284–285(2010))

很顯然地,紅血球在瘧原蟲的繁殖過程中扮演不可或缺的角色,如果能阻止瘧原蟲進入紅血球,也許就能給瘧原蟲一點苦頭吃?澳洲墨爾本大學的寄生蟲學家Alan Cowman等人利用一種先前被發現可以阻止瘧原蟲進入紅血球的R1蛋白,闡明了如果能避免瘧原蟲的表面蛋白AMA1與紅血球上的表面蛋白RON形成tight junction這種緊密結合結構,即便瘧原蟲可以貼附在紅血球上,也無法入侵紅血球內部。


下圖則是他們觀察在顯微鏡底下,給予 (B)或未給予 (A)R1蛋白後,瘧原蟲侵入紅血球的情形,黃色箭頭處則是由於受到R1蛋白的影響,瘧原蟲試圖但仍無法進入紅血球:
更詳細的圖解:

儘管距離疫苗的研發或開發治療的新方法仍有一段距離,但這篇研究讓人們對於瘧原蟲在人體內肆虐的過程又有了更深一層的瞭解。

參考文章: Richard D. et al. Interaction between PlasmodiumfalciparumApical Membrane Antigen 1 and the Rhoptry Neck Protein Complex Defines a Key Step in the Erythrocyte Invasion Process of Malaria Parasites. J. Biol. Chem. 2010 May;285:114815–14822

Polyomavirus的Receptor

簡介polyomavirus

具有雙股DNA,沒有外套膜,屬於正二十面體的病毒。polyomavirus的成員包括有JCV, BKV, SV40跟鼠類polyomavirus (mPyV)。其中SV40被研究得較為透徹是因為早期製作小兒麻痺病毒疫苗時,採用猴子腎臟細胞來做培養,卻沒想到這些細胞都帶有SV40病毒,所以當初施打這些疫苗的人並沒有出現明顯的症狀。
polyomavirus屬於致癌病毒的一類,其他致癌病毒還有子宮頸癌病毒(HPV)跟卡波西氏肉瘤病毒(KSHV)等等。polyomavirus所帶有的T antigen DNA進入宿主細胞核後,容易導致宿主細胞癌化 (T antigen取其tumor之意),利用此一特性,許多種類的細胞都是導入了SV40 T antigen後才成為可供研究的細胞株。
JCV則可能會在免疫低下或缺陷的病人中引發進行性多灶性白質腦病(progressive multifocal leukoencephalopathy,PML),這是一種神經髓鞘剝落的病症,有很高的死亡率。

polyomavirus的receptor

病毒多半是透過特定的receptor而進入細胞造成感染,通常這種receptor都是蛋白質,但polyomavirus的receptor是名為sialic acid的醣類。此外,polyomavirus的病毒們也多半需要蛋白質類coreceptor的幫助才能順利感染。這些coreceptor包括了有MHC-1 (SV40)、α4β1 integrin (mPyV)或血清素receptor (JCV)。

如何發現這些receptor


早在1953年,研究人員便注意到polyomavirus會造成像流感病毒一樣的血液凝集現象,並且發現病毒趨向於具有某些醣類表現的組織。這些現象讓他們懷疑也許sialic acid的這種醣類可能是polyomavirus的receptor。

1980年時,研究發現當利用酵素切除所有細胞表面醣類時,病毒便無法造成感染,而使用特定醣類合成酵素,可以讓大部分的病毒成功感染。1998年時,更進一步採用醣化合成抑制劑及其他醣類切除酵素確認sialic acid應該就是polyomavirus的receptor。

至於coreceptor,SV40利用MHC-1當coreceptor:在80年代,進行研究MHC-1在細胞表面表現情形與病毒感染程度,發現MHC-1的表現含量跟SV40病毒量相關,進一步使用抗體拮抗掉MHC-1後,引起病毒感染的下降; JCV利用血清素receptor:因為JCV進入細胞是利用一種叫Clathrin的表面蛋白形成囊泡而內吞進細胞內,透過使用血清素receptor的抑制劑可以阻止Clathrin引起的細胞內吞過程,並降低病毒感染; mPyV利用α4β1 integrin:由於腺病毒,克沙奇腸病毒等沒有外套膜的病毒都是藉由與integrin的交互作用而感染細胞,所以研究人員們比對了已知的integrin胺基酸序列與mPyV結構蛋白的胺基酸序列,找出有相對應的區段,並利用抗體拮抗來證實。

所以polyomavirus感染細胞的方式被認為是可能在連結了帶有sialic acid的coreceptor (或未知的真正receptor?)之後,順勢被帶引到coreceptor而結合,這樣的結合強化了細胞的內吞作用而進入到細胞質內,反向地經過內質網而進入到細胞核。

--
https://acrobat.com/#d=Ad6NnsBBSc1HnLNOFNbcIQ