Leishmania Promotes Its Own Virulence by Inducing Expression of the Host Immune Inhibitory Ligand CD200

Mauro Cortez et al., Cell Host & Microbe, June 16, 2011

Speaker : Chiung-Chen Chou (周炯呈)

Commentator: Dr. Chih-Li Hsu (胥直利老師)

Leishmania屬利甚曼屬的錐蟲科原蟲，引起Leishmaniasis。在舊大陸傳播媒介以白蛉屬的沙蠅，新大陸則是沙蠅屬的沙蠅為主。利甚曼蟲的感染主要是哺乳類動物，在感染的主要分成兩個主要部分，當病人體內的利甚曼蟲被沙蠅叮咬後，將會攜帶

病人血液中的無鞭毛體進入沙蠅體內，此時處於無鞭毛體的利甚曼蟲會在沙蠅的腸道內轉變成具有感染能力的前鞭毛體，若沙蠅再叮咬到健康的人類時，前鞭毛體就會進入人體內進行感染，透過neutrophil躲避宿主辨識，再入侵macrophage並且最終居住於macrophage細胞內進行無鞭毛體繁殖，因此這樣的循環不斷的重複，使利甚曼蟲逐漸擴散出去。

利甚曼蟲感染macrophage有兩個重要步驟，分別是entry與replication，

在這過程中都會有host protein模擬與分子物質釋放…等不同的抵抗宿主工具。但是不管是什麼，主要目的就是降低宿主的免疫抵抗功能，使寄生蟲可以穩定的存活與繁殖。從先前的文獻可以了解到原蟲類寄生蟲，諸如：Toxoplasma，會利用CD200來降低宿主細胞的iNOS反應，利用此pathway來減少NO產物對寄生蟲存活的威脅。CD200與 CD200的receptor都屬於cell surface glycoprotein，當binding之後就會有訊息傳到帶有CD200R的細胞內，產生減少iNOS反應的現象。由於同樣屬於原蟲的利甚曼蟲還沒有被發任何與CD200相關的研究，促使本篇作者想朝CD200的方向去了解是否利甚曼蟲也使用CD200的pathway。

首先使用Leishmania amazonensis感染BMMs去測驗是否BMMs會有CD200的產生，確認了只要在感染的過程中macrophage的CD200就會被induced出來。

接著在後面的實驗分別使用CD200-/-的BMMs之後發現在沒有CD200的macrophage裡，利甚曼蟲生長情況受到壓抑，但是如果給予CD200-fusion protein來回補CD200 pathway signal之後就發現利甚曼蟲的生長情況又reverse回wild type一般情況。顯示利甚曼蟲的生長的確與CD200有相關性。

為了確認是否是iNOS產物對利甚曼蟲生長的壓抑，因此作者在實驗中使用了L-NMMA(對於NO產物全部抑制)與negative control的D-NMMA來做實驗，發現在CD200-/- BMMs中使用了L-NMMA，利甚曼蟲的生長情況就有如在wild type BMMs一般。但是添加了L-NMMA卻不會讓利甚曼蟲可以有更進一步的感染狀況，顯示利甚曼蟲在利用CD200的效率上就有如外給CD200-Fc與L-NMMA一樣來的好。

但是由於利甚曼蟲的分類極廣，因此作者挑選了Leishmaniamajor，此蟲種長久以來廣泛的被研究，產生的毒力也相對的比較弱。在L. amazonensis看到的現象卻不會在L. major看到，也因此被探討是否Leishmania本身毒力的大小是與CD200 pathway使用效率有關。

本篇作者的實驗證明了CD200在L. amazonensis感染的模式中會被大量的使用來降低macrophage的iNOS產生，而且CD200-/- BMMs model經過CD200-Fc與L-NMMA的外給之後感染利甚曼蟲發現與Wild type BMMs感染利甚曼蟲的情況一樣，因此被認為利甚曼蟲利用CD200 pathway來降低iNOS的效率和作者主動抑制所有iNOS產物一樣。但是這樣的現象只發現在L. amazonensis，對於L. major卻沒有這樣的現象發生，因此被認為CD200和利甚曼蟲的毒力大小有相關性。

儘管作者的實驗可以片面的證明L. amazonensis確實可能利用CD200來達到存活率的提升，但是卻沒有直接的證據證明：利甚曼蟲是如何促使macrophage的CD200 pathway啟動? 利甚曼蟲在replication階段是如何開始啟動CD200 pathway? L. amazonensis雖然是毒力較強的一種利甚曼蟲，如果想要以CD200作為治療主流是否還要研究其他種的利甚曼蟲? 但是作者的發現已經開啟利甚曼蟲的新研究方向，也可以讓未來研究學者思索：本來只是在人體細胞間的免疫調控也可能被寄生蟲利用。那是否還有其他的pathway被寄生蟲利用，可能還要在進一步探討與研究。

參考資料:

1. Andreas Diefenbach et al., Type 1 Interferon (IFNa/b) and Type 2 Nitric Oxide Synthase Regulate the Innate Immune Response to a Protozoan Parasite. Immunity 8: 77–87 (1998)
2. Konstantinos Minas et al., Is The CD200/CD200 Receptor Interaction More Than Just a Myeloid Cell Inhibitory Signal? Crit Rev Immunol 26(3): 213–230 (2006)