点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:恶性疟原虫与人体免疫细胞的“猫鼠游戏”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

恶性疟原虫与人体免疫细胞的“猫鼠游戏”

来源:《中国科学报》2021-08-26 10:50

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  病原与人类免疫系统的关系就像猫鼠游戏,“猫”需要监视并跟踪“老鼠”的轨迹来抵制病原入侵。在这场博弈中,狡猾的病原会使出各种手段以蒙蔽免疫系统的监视,进而破坏人体,而免疫系统也会“见招拆招”,进化出对应策略。

  在8月24日发表于《细胞报告》的一项研究中,中国科学院院士高福团队就揭示了这样一只狡猾的“老鼠”——恶性疟原虫免疫逃逸的分子机制以及宿主的反制策略,为抗疟疾药物的开发及疫苗设计提供了理论依据。

  博弈:“瞒天过海”VS“蛛丝马迹”

  疟疾是一种由疟原虫引起、经雌性按蚊叮咬传播的虫媒传染病。其感染主要表现为寒战、发热、贫血等临床症状,严重时导致死亡,是严重威胁人类健康的一种疾病。

  今年6月底,世界卫生组织(WHO)宣布中国为无疟疾国家,这也使得全球无疟疾的国家达到40个。不过,在全世界范围内,疟疾依然对人类造成不可忽视的影响。据WHO统计,2019年全球有2.29亿疟疾病例,死亡人数高达40.9万。

  “科学家已经发现,有6种疟原虫可致人类疾病,其中恶性疟原虫是致死性最高、造成恶性疟疾的致病疟原虫。”论文共同通讯作者、中国科学院北京生命科学研究院副研究员宋豪在接受《中国科学报》采访时说。

  他解释说,恶性疟原虫感染红细胞后可表达多种蛋白如PfEMP1、STEVOR和RIFIN等,就像“烟幕弹”一样。这些蛋白表达到红细胞表面会帮助疟原虫“瞒天过海”,逃避宿主的免疫监视。

  有欺诈就有反欺诈。近年来,科学家已在疟疾患者体内分离到公共抗体,这类抗体通过“蛛丝马迹”——插入的LAIR1胞外段片段(LAIR1Ab,均出现不同突变),识别被感染红细胞表面表达的RIFIN蛋白。

  “LAIR1是一种在NK细胞、T细胞等多种免疫细胞表面表达的免疫抑制性受体。RIFIN蛋白是目前已知的恶性疟原虫中最大的多变抗原家族,每个疟原虫基因组编码150~200个rif基因。”论文共同通讯作者、中国科学院微生物研究所研究员齐建勋说,“这些RIFIN成员如何与LAIR1结合?有LAIR1Ab片段插入的抗体如何发挥作用?这些成为亟待解决的科学问题。”

  针对这些问题,高福、宋豪、齐建勋等从分子水平阐释了恶性疟原虫RIFIN蛋白与宿主免疫抑制性受体LAIR1的相互作用机制,揭示了恶性疟原虫免疫逃逸的分子机制以及宿主的反制策略。

  “这是关于RIFIN与LAIR1相互作用的首次报道,对该领域具有重要意义。”一位审稿人评论称。

  侵袭:“明修栈道”+“暗度陈仓”

  疟原虫“瞒天过海”后,如何抑制人体免疫系统?在研究中,作者发现RIFIN蛋白不仅会“明修栈道”,还会“暗度陈仓”,通过不同方式与LAIR1分子相结合,抑制人体免疫机制。

  通过解析RIFIN的单体结构以及两个RIFIN成员与LAIR1/LAIR1Ab的复合物结构,研究团队发现,RIFIN蛋白胞外段由保守区和可变区组成,它通过可变区识别LAIR1,并在可变区形成以α螺旋和柔性区为主的类似“瞭望塔”的结构,利用顶部的两个柔性环和一个α螺旋与LAIR1结合。

  这个“瞭望塔”结构即RIFIN蛋白连接LAIR1分子的“栈道”。“两个RIFIN成员均靶向LAIR1上相似的结合区域,但结合的角度不同,表明RIFIN不同成员由于序列多样性具有很强的结构可塑性。”齐建勋说。

  有意思的是,通过进一步比较RIFIN与LAIR1的相互作用细节,他们发现,RIFIN与LAIR1的结合位点同LAIR1与其天然配体胶原蛋白的结合位点部分重叠,表明RIFIN或能通过模拟胶原蛋白“暗度陈仓”,与LAIR1结合进而抑制免疫细胞的功能。

  此外,宋豪表示,有研究发现有些RIFIN分子可与另一种免疫抑制受体LILRB1结合,从而抑制免疫细胞的功能。比较发现,RIFIN成员使用不同的结合位点与LAIR1或者LILRB1进行结合,这一现象进一步表明RIFIN家族成员的多样性。

  克敌:增强“亲和”,切断勾连

  面对疟原虫的侵袭,抗体如何克敌?在该研究中,作者发现抗体插入的LAIR1Ab突变具有“增强亲和力”的分子机制。

  高福等发现,RIFIN-LAIR1相互作用可引起LAIR1受体下游的信号活化;而有LAIR1Ab插入的公共抗体,如MGD21、MGM5,可阻断RIFIN引起的LAIR1下游信号的活化。

  “这揭示了疟原虫利用RIFIN蛋白和免疫抑制性受体LAIR1相互作用从而实现免疫逃逸。”宋豪解释说,“相反,为了应对疟原虫的感染,宿主产生有LAIR1Ab插入的公共抗体阻断RIFIN-LAIR1相互作用。”

  基于此,作者揭示了恶性疟原虫利用被感染红细胞表面的RIFIN蛋白调节宿主免疫细胞功能,阐明了恶性疟原虫的免疫逃逸机制,而宿主通过产生公共抗体进行免疫反制,表明疟原虫与宿主在长期进化过程中产生了基于RIFIN-LAIR1的博弈机制。

  “这项研究非常优雅地解决了RIFINs如何与LAIR1结合,以及包含LAIR1的抗体如何工作的问题,是一项非常好的结构工作。”另一位审稿人评价说。(记者 冯丽妃)

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

独家策划

推荐阅读
当前全球生态环境挑战日益严峻,科技创新是应对可持续发展挑战的核心力量。
2026-10-16 16:29
10月16日是第四十六个世界粮食日,所在周是全国粮食安全宣传周,主题为“创新当下,粮安未来”。从良种选育、智能农机到数字农业、精准储运,创新正成为粮食增产、节粮减损、营养提升的关键引擎。即日起,光明网联合科普中国推出系列科普视频,深入解读科技创新绘就的粮安答卷。
2026-10-16 08:46
在显示技术升级与人工智能赋能的双重驱动下,行业正跳出传统数字阅读的固有边界
2026-10-16 08:45
打造集技术研发、模型训练、系统验证及场景测试于一体的创新基地,推动人形机器人及具身智能技术从实验室研发阶段走向大规模产业应用。
2026-10-16 08:39
工业和信息化部、中央网信办、市场监管总局高度重视,在前期调查工作基础上,成立联合调查组开展核查,并依法依规处理。有关情况将及时公布。
2026-10-16 08:40
大会延续“零碳·科技”永久主题,以“智储新程 绿动全球”为年度主题
2026-10-16 08:35
“戈壁荒滩老风口,飞沙走石雁不留。托里县老风口蝶变的三部曲,为生态脆弱地区推动高质量发展、树立和践行正确政绩观,提供了深刻启示。树立和践行正确政绩观,就要算大账、算长远账、算整体账,既做显功、也做潜功,把生态优势转化为发展优势、民生福祉。
2026-10-15 09:51
常压下,水到0℃会结冰,这就是人们熟悉的相变,0℃即是相变的临界点。两篇论文的共同通讯作者、宁波东方理工大学助理教授余雪佳,把这个难题比作“在沸水中完好保存一件冰雕”。
2026-10-15 09:49
长久以来,古生物学界与教科书普遍认为琥珀皆源自种子植物(裸子或被子植物),最古老的确切记录定格在美国约3.2亿年前的石炭纪晚期。
2026-10-15 09:48
在芯片制造、航空发动机等高端硬核制造领域,技术迭代具有长周期、累积性、阶梯式特征,遵循循序渐进、层层突破的线性攻关规律。新征程上,持续深耕创新生态建设、迭代升级现代化创新体系,必能培育形成扎根中国、联通世界、内生增长、开放共生的创新新格局。
2026-10-15 09:46
受困于“小散弱”的格局,长期以来,我国科技期刊在国际学术传播体系中缺少属于自己的“拳头产品”与平台话语权——“在精品化发展方面,经过70余年积淀,我国已形成以《中国科学》《科学通报》《国家科学评论》等刊群为代表的高水平期刊方阵。
2026-10-15 09:45
AI时代,科研的“源头活水”是什么?不是算力,不是数据,而是人对未知世界的好奇与追问。
2026-10-14 11:28
截至8月末,三家基础电信企业的固定互联网宽带接入用户总数7.04亿户,比上年末净增1365万户;三家基础电信企业及中国广电的移动电话用户总数18.49亿户,其中5G移动电话用户13.11亿户。
2026-10-14 09:34
自然资源部会同国家发展改革委12日发布《矿产资源目录》。自然资源部矿产资源保护监督司负责人表示,矿产资源目录是矿产资源管理制度的重要基础,是制定矿产资源规划、实施矿业权管理、规范矿产资源勘查开采行为、征缴矿产资源税费、制定产业政策等工作的依据。
2026-10-14 09:40
与共康村相邻的巴达村,是第一批参与试种的村,也是西藏首个高海拔水稻实测亩产破千斤的村子,村民把“海拔3175米种水稻”写进村史。一粒水稻种子,不只改写了亩产数字,更改变了“西藏水稻只能在察隅、墨脱海拔1500米以下种植”的历史,为高原水稻纳入地方主粮增添可能。
2026-10-14 09:41
如今,AI正改变许多行业的底层逻辑,固守单一思维模式将面临严峻挑战,文理兼备、跨界融合才是稀缺能力——既有理科生的技术思维和逻辑能力,又有文科生的人文洞察和情感素养。未来更有竞争力的,可能不是最典型的文科生或理科生,而是既有专业深度,又能跨学科解决问题的人。
2026-10-14 09:48
不久前,在海南三亚崖州湾科技城,一场名为“青年π”的海洋主题对话临海开讲。高频下潜试出的不只有装备可靠性,也不断刷新人们对深海的认识。同一园区,由哈尔滨工程大学南海研究院孵化的海南水之声海洋科技有限公司,正给海洋装备搭水下“Wi-Fi”。
2026-10-14 09:49
目前各地正在开展流感疫苗接种。今年开始,国家对农村地区“一老一小”重点人群实施免费接种等相关支持性政策。为什么要接种流感疫苗?去年接种过,今年是否还需要接种?到哪里接种?
2026-10-13 10:03
我国城市盲道总里程以万公里计,公共场所无障碍设施持续铺开。数字世界的“盲道”畅通起来。精神文化的“视界”也在扩大。中国传媒大学师生发起的“光明影院”项目,近十年间每年制作上百部无障碍电影,把电影送到视障朋友耳边,今年还走进联合国教科文组织总部举办专场放映。
2026-10-13 10:01
记者近期从中国互联网络信息中心获悉:截至今年上半年,我国生成式人工智能用户规模超7亿人,普及率超50%。
2026-10-13 09:58
加载更多