E. ヒストリティカ:興味深い寄生虫の戦略
E. histolyticaが免疫システムとどうやってコミュニケーションするかを見てみよう。
Barbara Honecker, Valentin A. Bärreiter, Katharina Höhn, Balázs Horváth, Karel Harant, Nahla Galal Metwally, Claudia Marggraff, Juliett Anders, Stephanie Leyk, Maria del Pilar Martínez-Tauler, Annika Bea, Charlotte Hansen, Helena Fehling, Melanie Lütkemeyer, Stephan Lorenzen, Sören Franzenburg, Hanna Lotter, Iris Bruchhaus
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目次
E. histolyticaっていう小さな寄生虫が、主に熱帯地域の人たちに影響を与えるアメーバ赤痢っていう病気の原因なんだ。もしこの寄生虫に汚染された食べ物や飲み物を摂ったら、腹痛が起きたり、ひどい場合は下痢とか肝膿瘍みたいな深刻な問題になることもあるよ。すごく長い説明だけど、いいニュースもあって、感染してもほとんどの人は症状が出ないんだ。でも、もし症状が出たら大変だよね。
細胞外小胞って何?
じゃあ、この小さな悪党は免疫システムとどうやってコミュニケーションをとるの?それは細胞外小胞(EVs)っていうものを使うんだ。これって細胞の壁からできた小さな泡で、たんぱく質やRNAみたいな有用な情報を別の細胞に運ぶことができるんだ。EVsは、寄生虫と体の免疫防御者の間でメッセージを届ける小さな封筒みたいなものだよ。
E. histolyticaはこのEVsを放出していて、寄生虫が留まるか追い出されるかに影響を与えるんだ。興味深いのは、研究者たちがこのEVsを使ってワクチンの開発にも役立つかもしれないって研究してるところ。
病気:アメーバ赤痢
さて、アメーバ赤痢についてもう少し詳しく見ていこう。E. histolyticaが悪者で、この病気の原因なんだ。いくつかの統計によると、毎年全世界で約26,000人がこの病気で亡くなっているみたいだ。でも、ほとんどの感染は無症状で、自分が感染してることに気づかないことが多いんだ。ただ、稀に侵襲性になって、下痢や肝膿瘍みたいな深刻な状態になることもある。そうなったらマジでやばいよね!
誰がこの寄生虫に一番やられるの?
なんで同じように感染しても、ある人はすごく重症になるのに、他の人はそうじゃないのか不思議に思うよね。研究によると、大人の男性の方が女性よりも合併症を発症するリスクが高いみたい。感染率は似てるのにね。これはモノサイトっていう免疫細胞に関係があるみたい。
マウスのモデルを使った研究では、これらの免疫細胞が減少すると膿瘍のサイズが小さくなることがわかったんだ。雄のマウスの方が雌のマウスより多くの炎症性モノサイトが肝臓に集まることがわかって、テストステロンっていう男性ホルモンに関連した免疫反応の違いがあることを示唆してるんだ。
E. HistolyticaのEVsを探る
E. histolyticaのEVsについて調べた研究はあまりないけど、初期の研究ではこれらのEVsがマクロファージや好中球みたいな免疫細胞の反応を変える可能性があることが示唆されてるんだ。たとえば、これらのEVsがマクロファージと相互作用すると、特定の免疫反応を抑制するように見えるんだ。
これは面白いことに、爬虫類を標的にした別の病原体、Entamoeba invadensが、EVsがアメーバに生態についてコミュニケートするのに役立つ可能性があることを示してる。だから、これらの寄生虫がEVsを使うとき、背景でたくさんのことが起こっているみたい。
研究目的
最近の研究の主な目標は、E. histolyticaのEVsが肝臓感染時の免疫反応で重要な役割を果たすモノサイトとどのように相互作用するかを理解することだった。研究者たちは、病気を引き起こす能力が異なる2つの寄生虫クローン、そんなに危険じゃないEhA1と、もっと危険なEhB2を比較したんだ。
これらのEVsとその中身を分析することで、なぜ感染によって症状が違うのかを示す可能性のある違いを明らかにすることを目指してたんだ。
粒子の放出とサイズ
これらのクローンが生産するEVsをもっと理解するために、科学者たちは粒子を分離してサイズや形を特徴づけたんだ。彼らは、放出された小胞の大部分が80から400ナノメートルの範囲にあることを発見した。両方のクローンが似たサイズのEVsを放出していて、これらの粒子の生成や放出にいくつかの共通した特性があることを示唆してるよ。
EVsの可視化
研究者たちは、発見を確認するために、伝送電子顕微鏡みたいな高度なイメージング技術を使ったんだ。彼らはEVsを見ることができて、それがE. histolytica寄生虫から来たことを示すマーカーを持ってることを確認したんだ。
EVsの中のたんぱく質
さらに進んで、研究者たちはEhA1とEhB2のEVsにどんな種類のたんぱく質が含まれているのかを理解したかったんだ。彼らは、合計で約900種類の異なるたんぱく質を見つけて、その多くが寄生虫が宿主に感染したり問題を引き起こす能力に関連してるかもしれないとわかったんだ。
これらのたんぱく質を比較した結果、両方のクローンに共通するものもあるけど、ユニークなものもあったよ。たとえば、シグナリングや輸送に関与することが知られているいくつかのたんぱく質は、特定のクローンに豊富に存在していて、各クローンが免疫システムとどのように相互作用するかの違いを示唆してるんだ。
EVsの中のマイクロRNA
でも、まだまだあるよ!たんぱく質の他にも、EVsにはマイクロRNA(miRNA)も含まれていたんだ。これらの小さなRNAの断片は、他の細胞での遺伝子の発現に影響を与えることができるんだ。研究者たちは、寄生虫が新しいmiRNAのセットを押し出しているのを発見して、E. histolyticaが私たちが気づかなかった形で自分の環境に影響を与えている可能性があることを示唆してるよ。
EVsに対するモノサイトの反応
研究者たちは、これらのEVsが感染に対する最初の応答者であるモノサイトにどのように影響するかを見たかったんだ。これらの細胞をEVsにさらした後、炎症や免疫応答に関連する多くの遺伝子がオンになったことがわかったんだ。まるで免疫システムのスイッチを入れるかのように!
興味深いことに、どちらのクローンのEVsもモノサイトでかなり似た反応を刺激していて、さまざまな炎症性サイトカインの産生を増加させたんだ。これは、一方のクローンがもう一方よりもはるかに病原性であることを考慮してもそうなんだ。だから、両方のクローンは免疫細胞からの反応を引き起こす方法を知っているみたいだね!
性別の影響
EVsに対する雄と雌のモノサイトの反応については、研究で雄のモノサイトがより多くのサイトカインを放出する傾向があることが示されたんだ。これが、雄のマウスがE. histolyticaの攻撃的な行動に対してより感受性が高いかもしれないという考えを強化しているみたい。
ミエロペルオキシダーゼの放出
主要な発見の一つは、ミエロペルオキシダーゼ(MPO)と呼ばれる酵素に関連していて、これは免疫システムが感染と戦う上で重要な役割を果たすんだ。研究者たちは、病原性の低いクローンEhA1だけがモノサイトと好中球を刺激してMPOを増加させることを確認したんだ。これは、より病原性のクローンが同じ反応を引き起こさない理由について疑問を投げかける結果になってるよ。
結論
これらの発見をまとめると、E. histolyticaは自分の宿主に直接影響を与えるだけでなく、EVsの形でメッセンジャーを送り出すトリッキーな寄生虫だってことがわかるんだ。これらの小さな封筒はたんぱく質やRNAを運び、免疫システムとコミュニケーションをとることで炎症を引き起こし、最終的に病気につながることがあるんだ。
これらのプロセスがどのように機能するかを解明することができれば、科学者たちはアメーバ赤痢の治療戦略やワクチンを見つける手助けができるかもしれない。結局、この寄生虫を理解するのは、パズルのピースを一つ一つ確認して全体像を見ていくようなものだね。どんなに小さなピースでも、全体を理解するためには必要なんだ。
オリジナルソース
タイトル: Entamoeba histolytica extracellular vesicles drive pro-inflammatory monocyte signaling
概要: The parasitic protozoan Entamoeba histolytica secretes extracellular vesicles (EVs), but so far little is known about their function in the interaction with the host immune system. Infection with E. histolytica trophozoites can lead to formation of amebic liver abscesses (ALAs), in which pro-inflammatory immune responses of Ly6Chi monocytes contribute to liver damage. Men exhibit a more severe pathology as the result of higher monocyte recruitment and a stronger immune response. To investigate the role of EVs and pathogenicity in the host immune response, we studied the effect of EVs secreted by low pathogenic EhA1 and highly pathogenic EhB2 amebae on monocytes. Size and quantity of isolated EVs from both clones were similar. However, they differed in their proteome and miRNA cargo, providing insight into factors potentially involved in amebic pathogenicity. In addition, EVs were enriched in proteins with signaling peptides compared with the total protein content of trophozoites. Exposure to EVs from both clones induced monocyte activation and a pro-inflammatory immune response as evidenced by increased surface presentation of the activation marker CD38 and upregulated gene expression of key signaling pathways (including NF-{kappa}B, IL-17 and TNF signaling). The release of pro-inflammatory cytokines was increased in EV-stimulated monocytes and more so in male-than in female-derived cells. While EhA1 EV stimulation caused elevated myeloperoxidase (MPO) release by both monocytes and neutrophils, EhB2 EV stimulation did not, indicating the protective role of MPO during amebiasis. Collectively, our results suggest that parasite-released EVs contribute to the male-biased immunopathology mediated by pro-inflammatory monocytes during ALA formation. Author summaryParasites communicate with their host via small membranous extracellular vesicles (EVs) that can shuttle cargo and thus information between cells. The protozoan parasite Entamoeba histolytica releases EVs but not much is known about their role in the interaction with the host immune system. Infection with E. histolytica can lead to amebic liver abscess (ALA) formation. Innate immune cells, particularly monocytes, contribute to liver damage by releasing microbicidal factors. Men have a more severe ALA pathology as the result of a stronger monocyte immune response. In this study, we analyzed the effect of EVs from differently virulent E. histolytica clones on monocytes to better understand their interaction. EVs of both clones were similar in size and quantity but differed in their cargo, which provides information on factors potentially involved in pathogenicity. Monocytes responded to EVs of both clones in a pro-inflammatory manner that reflected the immune processes occurring during ALA in vivo, including the bias towards the male sex. Only EVs of amebae with low pathogenicity, and not those released by the highly pathogenic clone, elicited secretion of the granular enzyme myeloperoxidase, which plays a protective role during ALA. Overall, our data suggest that EVs may contribute to liver injury.
著者: Barbara Honecker, Valentin A. Bärreiter, Katharina Höhn, Balázs Horváth, Karel Harant, Nahla Galal Metwally, Claudia Marggraff, Juliett Anders, Stephanie Leyk, Maria del Pilar Martínez-Tauler, Annika Bea, Charlotte Hansen, Helena Fehling, Melanie Lütkemeyer, Stephan Lorenzen, Sören Franzenburg, Hanna Lotter, Iris Bruchhaus
最終更新: 2024-12-24 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.24.630232
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.24.630232.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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