寄生蟲藉由perforin-like protein將細胞膜快速瓦解來便於自身逃出宿主細胞

Björn F. C. Kafsack, Janethe D. O. Pena, Isabelle Coppens, Sandeep Ravindran, John C. Boothroyd, Vern B. Carruthers, Science 2009, 323(5913):530-3.

Student: Yun-Ju Song (宋昀儒)                                     Time: 15:00~16:00, Oct. 30, 2009

Commentator: Chih-Li Lilian Hsu (胥直利 老師)      Place: Room 601

Abstract:

Egress對於intracellular pathogens感染是很重要的一個步驟，它可以幫助致病菌去感染下一個宿主細胞來造成疾病。先前已有研究intracellular pathogens會產生pore-forming proteins (PFPs)，其重要角色在於host cell entry, nutrient acquisition, escape from the phagolysosomal system和egress。目前PFPs在很多物種間都已廣泛研究，例如某些細胞內感染的細菌：Streptococcus pyrogenes, Streptococcus pneumonia，但是其在plant, fungus及parasite上的作用和角色還未被釐清得很清楚。

在本篇，作者經由序列比對的方式在Toxoplasma gondii genome上找出兩段疑似PFP的片段，命名為TgPLP1, TgPLP2 (Toxoplasma perforin-like protein 1)，再來經由其序列預測其蛋白的立體結構。作者發現和其他已知的PFP都有amphipathic α-helix domain，其可以插入細胞膜上的lipid bilayer中，就其結構上來看似乎的確可以形成一個pore。接下來，作者便就針對TgPLP1去觀察它對T. gondii的egress的重要性。

首先，實驗結果顯示TgPLP1存在於micronemes這個胞器中，而此胞器存在於T. gondii蟲體的前端處，此位置對於invasion和egress都是很重要的一個部位。再者，作者發現在TgPLP1-deficient parasites感染的細胞中會發現有spherical structure的現象，由電子顯微鏡觀察其結構，發現它是個具有完整PVM(Parasitophorous vacuole membrane)及HPM (Host plasma membrane)的PV(Parasitophorous vacuole)，內部存有許多T. gondii蟲體。而在動態拍攝的結果發現，這些TgPLP1-deficient parasites雖然缺乏TgPLP1，但其在PV內仍可以複製然後具有運動能力，但是從PV egress的時間會被拉長，也會去影響PVM permeabilization9(相較於正常型的toxoplasma tachyzoit)。然而在活體的實驗中，TgPLP1-deficient parasites會造成小鼠的存活率上升。以上結果顯示，TgPLP1對於T. gondii是很重要的，其可以影響蟲體本身從細胞內出來去感染下個細胞的時間，也會去影響整個疾病的病程。

References:

1.          Almeida-Campos FR, Noronha FS, Horta MF. The multitalented pore-forming proteins of intracellular pathogens. Microbes Infect 2002;4:741–50.