近日，沈阳农业大学动物科学和医学学院教育部畜牧传染病重点实验室陈启军教授团队在恶性疟原虫感染红细胞的机制研究上取得了新进展，相关研究成果已经发表在国际权威期刊《mBio》（IF=6.4、一区top期刊）上。
恶性疟原虫输出的蛋白与红细胞膜和骨架(EMS)的相互作用，可以导致急性寄生虫传染病疟疾发生。EMS的重塑可以将红细胞形状从双凹形改变为球形，影响细胞内的发育、增殖以及营养物质和代谢物的运输。血影蛋白是EMS的主要成分，是一种长而柔韧的蠕虫状蛋白质，以α-和β-血影蛋白为主要成分。恶性疟原虫红细胞膜蛋白3在肌动蛋白连接复合物处结合α -血影蛋白，导致血影蛋白网不稳定，恶性疟原虫释放的红细胞表面抗原也增加了血影蛋白网的孔径，促进了疟原虫的发育。然而，α -血影蛋白去稳定化的确切分子机制尚不清楚。
磷脂酰肌醇3 -激酶( PI3K )信号通路调节除成熟红细胞外的真核细胞中泛素- 26S蛋白酶体的激活。恶性疟原虫具有完整的PI3K ( PfPI3K )信号通路，提示PfPI3K信号通路可能在恶性疟原虫红细胞内发育过程中发挥重要作用。然而，具体的作用和机制尚不清楚。
在本研究中，作者证明了在恶性疟原虫红内期发育过程中，从环状体到裂殖体阶段，红内期α -血影蛋白被动态泛素化并逐渐降解，而β - 血影蛋白不受影响。进一步观察到恶性疟原虫磷脂酰肌醇3 -激酶( PfPI3K )在疟原虫红细胞内发育过程中表达上调。
在恶性疟原虫发育过程中，PfPI3K磷酸化并激活红细胞泛素蛋白连接酶，导致α - 血影蛋白泛素化和降解增加。进一步发现抑制PfPI3K的活性会影响恶性疟原虫在体外的发育和伯氏疟原虫在小鼠体内的感染性。这些发现共同揭示了疟原虫红内期发育过程中PfPI3K -泛素介导的α - 血影蛋白降解的重要机制。PfPI3K调控通路中的蛋白是有效治疗重症疟疾的新靶点。本研究加深了我们对宿主与疟原虫相互作用调控机制的理解，并为新型抗疟药物的探索铺平了道路。
在体内药物抑制研究中，作者使用感染伯氏疟原虫-Akaluc的小鼠模型。将C57BL / 6小鼠随机分为4组，每组10只，在同一天进行连续分析。每只小鼠腹腔注射1 × 10⁶个被寄生的红细胞。次日，磷脂酰肌醇3 -激酶PI3K抑制剂组小鼠每天腹腔注射LY294002 ( 1mg / kg体重) ( 39只)。E3连接酶抑制剂组小鼠每天腹腔注射heclin ( 1mg / kg体重) ( 40只)。在26S蛋白酶体抑制剂组中，小鼠每天腹腔注射MG132 ( 1.5mg / kg体重) ( 41只)。在对照组中，小鼠每天腹腔注射生理盐水。
研究中使用广州博鹭腾生物科技有限公司AniView多模式活体成像系统拍摄了不同抑制剂组处理后小鼠伯氏疟原虫受感染程度变化，揭示了 PfPI3K调控通路中蛋白靶点。
论文链接：https://doi.org/10.1128/mbio.03510-23