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Nature:重大突破!首次从结构上揭示间日疟原虫入侵人红细胞机制

来源:本站原创 2018-07-03 20:06

2018年7月3日/生物谷BIOON/---疟原虫入侵人体的年轻红细胞,随后开始在整个身体中扩散。在一项新的研究中,来自澳大利亚和美国的研究人员利用低温电镜技术(cryo-EM)首次在原子水平上揭示出间日疟原虫(Plasmodium vivax)如何入侵人体红细胞的三维蓝图。他们绘制出这种疟原虫与它们入侵的年轻红细胞之间的首次接触,从而破解了它们用来附着到人红细胞上的分子机器---间日疟原虫蛋白PvRBP2b与人转铁蛋白受体1(TfR1)和转铁蛋白结合在一起而形成的一种三元入侵复合物---的三维结构。这为开发新型疟疾疫苗迈出了重要的一步。相关研究结果于2018年6月27日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Cryo-EM structure of an essential Plasmodium vivax invasion complex”。论文通信作者为美国霍华德休斯医学研究所研究员Zhiheng Yu博士和澳大利亚沃尔特-伊丽莎-霍尔医学研究所的Wai-Hong Tham博士。论文第一作者为沃尔特-伊丽莎-霍尔医学研究所的Jakub Gruszczyk博士和霍华德休斯医学研究所的Rick Huang博士。
图片来自WEHI.TV/Walter and Eliza Hall Institute。

今年初,在一项发表在Science期刊上的研究中,这些研究人员已发现间日疟原虫通过劫持人转铁蛋白受体入侵人体红细胞(Science, doi:10.1126/science.aan1078,详情参见生物谷新闻报道:重磅!开发疟疾疫苗有戏!揭示间日疟原虫通过劫持人转铁蛋白受体入侵红细胞)。如今,在革命性的cryo-EM技术的帮助下,他们能够在原子水平下可视化观察PvRBP2b与TfR1和转铁蛋白之间的相互作用。这就为开发潜在的抗疟疾药物和疫苗奠定基础。

间日疟原虫是世界上分布最为广泛的疟原虫,也是非洲以外绝大多数国家中的疟疾病例的主要原因。鉴于它隐藏在人体肝脏中而不被免疫系统检测到,它也是导致复发性疟疾感染的头号疟原虫。

在这种三维结构的指导下,这些研究人员能够解析出这种疟原虫-宿主相互作用的确切细节,并鉴定出它的最为脆弱的位点。

Tham说,“这基本上是一项设计挑战。间日疟原虫是非常多样化的,这对疫苗开发具有挑战性。我们如今鉴定出这种分子机器,它将是开发出有效地抵抗一系列间日疟原虫的抗疟剂疫苗的最好靶标。”

她说,“凭借这种前所未有的细节,我们如今能够开始设计专门靶向和破坏这种疟原虫的三元入侵复合物的新型疗法,以便阻止它们劫持人红细胞并通过血液在体内扩散,从而最终阻止它们传播给其他人。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Jakub Gruszczyk, Rick K. Huang, Li-Jin Chan et al. Cryo-EM structure of an essential Plasmodium vivax invasion complex. Nature, Published online: 27 June 2018, doi:10.1038/s41586-018-0249-1

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