研究表明分子信号是疟疾寄生虫发育的关键

最具毒性的疟疾寄生虫物种生命周期中的关键发育步骤部分取决于一系列分子信号，威尔康奈尔医学院研究人员领导的一项新研究对此进行了详细介绍。这些发现可能有助于科学家开发预防疟疾传播的新方法。

这种寄生虫，恶性疟原虫(P.falciparum)，只有在蚊子从导致疾病的无性形式转变为称为配子体的有性形式之后，才能从受感染的人类传播回蚊子，完成其传播周期。科学家们知道，当一种称为溶血磷脂酰胆碱(lysoPC)的脂质相关分子的局部水平较低时，配子体的形成就会被触发，就像人类骨髓中的情况一样。但直到现在，他们还不明白为什么会发生这种情况。

在6月5日发表在《自然微生物学》杂志上的这项研究中，研究人员首次表明，低水平的lysoPC会导致抑制触发配子体形成的基因所需的关键分子的消耗。

“详细了解恶性疟原虫配子体形成是如何调节的，可以揭示阻止这一过程并从而中断传播的方法，”该研究的资深作者、威尔康奈尔医学院微生物学和免疫学副教授BjörnKafsack说。

恶性疟原虫是一种单细胞寄生虫，是经常感染人类的​​五种疟疾寄生虫之一，但它是迄今为止最严重的，每年全世界约60万疟疾死亡病例几乎全部由它造成。科学家们研究恶性疟原虫的生物学，希望找到可以通过新药物或其他干预措施加以利用的漏洞。

恶性疟原虫的一个显着特征是，与其他感染人类的​​疟疾寄生虫不同，它不仅可以感染骨髓中未成熟的红细胞，还可以感染已经在血液中循环的成熟红细胞。然而，从循环红细胞中产生和释放配子体对于寄生虫来说是有问题的，因为它们将以相对不成熟的形式释放，并被脾脏有效地过滤掉。相反，恶性疟原虫主要在骨髓中产生配子细胞，它们往往被隔离在骨髓中，直到它们更加成熟，并且不容易被脾脏清除。

寄生虫如何感知它是在骨髓中而不是在循环中?2017年，另一组研究人员发现了一条大线索：lysoPC有效抑制恶性疟原虫形成配子体的能力。由于lysoPC在大多数人体组织中含量丰富，但在骨髓中不丰富，因此配子体的产生在骨髓中优先不受抑制。

在这项新研究中，卡夫萨克和他的团队(包括研究第一作者尚塔尔·哈里斯)在攻读博士学位时进行了大部分实验。Kafsack实验室的学生——着手寻找lysoPC稀缺如何导致配子体产生的分子细节。

他们的工作揭示了看似关键的途径。恶性疟原虫通常使用溶血PC和相关分子来制造磷脂酰胆碱，磷脂酰胆碱是其细胞膜的重要组成部分。当这些前体分子在宿主细胞中不能充分利用时，恶性疟原虫就会从更小、更容易利用的化学结构单元合成磷脂酰胆碱。

这一合成过程有效地消耗了另一种名为S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的分子，研究小组发现，抑制恶性疟原虫性别分化基因的过程也需要这种分子。

“低lysoPC水平最终通过消除对进行这种转换所需的基因表达的抑制而允许配子体形成，”现为基因泰克公司博士后助理的哈里斯说。

尽管针对这条途径来抑制配子体的产生可能不会减轻感染者的疾病，但它会阻止传播回蚊子，从而限制局部传播。卡夫萨克设想未来的药物将与标准疟疾治疗相结合来实现这一目标，但他指出，药物靶向途径中最佳元素的问题尚未得到解决。