巴西研究发现:内脏利什曼病治疗新靶点
巴西圣保罗联邦大学(UFSCar)、坎皮纳斯州立大学(UNICAMP)和圣保罗大学(USP)的研究人员首次对存在于寄生虫婴儿利什曼原虫中、参与调节其细胞周期的一类蛋白质予以了表征。
在一篇发表于《PLOS 病原体》的文章中,他们描述了治疗内脏利什曼病的潜在药物靶点。现有的治疗策略被认为效果不够理想。
在真核生物中,其细胞具有明确的细胞核,涵盖了所有植物和动物,泛素 - 蛋白酶体系统(UPS)是通过蛋白质分解来调节细胞功能的主要调节器。UPS 协调靶向蛋白质的降解,调节细胞生物学的重要方面。
UPS 的功能障碍与多种疾病相关,包括癌症、阿尔茨海默病和帕金森病等。因此,了解 UPS 是开发治疗和预防新方法的关键之一。
对于巴西利什曼原虫 L. infantum(它是巴西最严重且可能致命的利什曼病的主要病原体)来说
科学文献中没有关于泛素 - 蛋白酶体系统(UPS)工作机制的相关信息,这就限制了针对该寄生虫开展药物干预的可能性。
在这项研究中,研究人员对 L. infantum 中的一类 UPS 酶——E3 泛素连接酶进行了研究,更确切地说,是 Cullin-1-RING(CRL1)泛素连接酶,其包含蛋白质 SKP1、Cullin1、RBX1 和 F-box。
他们的方法包含通过计算机模拟来分析基因序列以及蛋白质的结构和动力学,还有 CRISPR-Cas9 基因编辑,以及其他几种类型的分析。
他们发现,婴儿利什曼原虫中的 CRL1 与 F 盒蛋白结合组装,其模式与人的相似,并将其标记为 LinfCRL1。他们鉴定出六种 F 盒蛋白,并将其标记为 Flp1 - 6。实验室实验表明,LinfCRL1(Flp1)复合物能够转移泛素,这证明了它的功能以及对于寄生虫细胞过程调节的潜在重要性。
然后,他们借助使用 CRISPR - Cas9 令其沉默的方式来研究 LinfCRL1 中每个基因的作用。他们发现,在缺少 LinfSKP1 和 LinfRBX1 基因的情况下,寄生虫无法生长发育,这表明这些基因是婴儿利什曼原虫的重要组成部分。
另一方面,虽然不表达 LinfCUL1 基因的寄生虫仍然能够存活,但其因细胞周期改变而生长和增殖不足。
“总之,这些此前未知的基因或许对婴儿利什曼原虫的生长和发育起着关键作用,”费利佩·罗伯蒂·特谢拉(Felipe Roberti Teixeira)说,他是圣卡洛斯联邦大学(UFSCar)遗传与进化系的教授,也是这篇文章的最后一位作者。
“当我们发现与寄生虫关键功能有关联的基因时,它们马上就变成了潜在的药理靶点。在这种特殊情况下,它们可能有助于控制寄生虫的生长。它们在几乎所有的利什曼原虫物种中都具有保守性,从而扩大了我们研究结果的适用范围,”特谢拉说。
接下来要做的是对寄生虫的整个泛素-蛋白酶体系统予以表征,这不仅包括 E3 连接酶,还包括 E1 连接酶(激活泛素)、E2 连接酶(将泛素转移到 E3)以及蛋白酶体中的所有基因。
“我们将剔除[沉默] UPS 中的 80 多个基因,以找出哪些是不可或缺的,并调控蛋白酶体的活性,进而确定其他药理学靶点,”他说。
来自英国格拉斯哥大学的一位研究人员参与了此项研究。