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寄生虫源性外泌体在寄生虫感染与免疫中的研究进展论文

发布时间:2020-08-28 14:46:37 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.lunwensci.com):

摘要:外泌体是由细胞自主向外分泌的包含蛋多种RNA、蛋白质等生物活性成分的小囊泡,参与机体免疫反应、细胞间通讯等诸多过程。外泌体在寄生虫感染及免疫中发挥重要作用的分子,且目前外泌体引起众多研究者的关注。本文总结了近年来发现的多种寄生虫源性外泌体其在寄生虫感染致病和免疫逃避中作用的研进展,为其在寄生虫领域的研究提供新思路。

关键词:外泌体;寄生虫;感染;免疫

本文引用格式:陈功富,任利.寄生虫源性外泌体在寄生虫感染与免疫中的研究进展[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(98):41-42.

0引言

外泌体为直径40~100nm的大小均一的囊泡样小体,具有双层脂质的分子结构[3-5]。1983年,Eberhard G T在研究网织红细胞成熟过程中意外发现一种具有膜结构的小囊泡,并取名为外泌体[1-2]。起初外泌体并未引起人们的重视,一直被视为是细胞处理“垃圾”一种方式。但近年来,大量研究发现外泌体是信号分子传递的载体,即可以介导细胞和细胞间大分子的通讯,也促进脂质、蛋白质、mRNA等的调节、转运和疾病的发展,其在免疫反应过程中发挥的重要作用[6]。外泌体通过免疫应答的调节,参与机体内的固有免疫和适应性免疫反应,因此,在感染及免疫过程中也发挥着重要作用。随着外泌体在真核生物领域中的研究深入,但在寄生虫病领域的研究却是甚少。综合近年来国内外研究成果,发现许多寄生虫均可产生外泌体(如疟原虫、阴道毛滴虫、锥虫类和利什曼原虫类等),且通过外泌体介导与宿主相互作用,使其在寄生虫感染和免疫过程中发挥的调节作用,进而对寄生虫的生长进程及疾病进展产生重要影响。

1外泌体的来源

外泌体(exosomes)是由细胞膜内陷形成外膜小囊泡,以“出芽”方式释放到基质中,是具有脂质双分子层结构囊泡。外泌体的产生过程可分为三步:第一:细胞膜内吞形成不成熟的内体,在高尔基体的作用下,成为成熟的内体,即多泡体;第二:成熟的内体的双层膜结构通过出芽方式产生腔内囊泡,高尔基体和细胞膜的蛋白质等其他组分分布其中,形成外泌体;第三:成熟的内体与细胞膜相融合,使之被分泌到细胞外基质[8]。近年来,大量研究已经发现免疫细胞、间充质干细胞等多种细胞均可分泌外泌体。外泌体来源较广,在细胞培养上清液、血液、胆汁、尿液、腹水等液体中均可找到。一般都会含有MHCI类或II类分子、四跨膜蛋白、热应激蛋白(Hsp)、细胞骨架蛋白以及酶类等物质,其中包含机体细胞的多种脂类、蛋白质、核酸等重要信息,在细胞间传递信号分子及遗传信息等过程中起到重要作用[7]。

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2外泌体与感染

通常在寄生虫感染情况下,机体免疫系统清除寄生虫类病原体,需要多种免疫途径共同参与(包括固有免疫、细胞免疫和体液免疫),而病原体为了逃脱机体免疫系统的杀伤,也会通过各种途径来对抗机体的免疫杀伤作用。目前大量研究表明,在机体感染情况下,外泌体在其免疫反应过程有着重要作用,表现为促进作用和抑制作用[9]。

3外泌体参与机体固有免疫反应及适应性免疫反应

在固有免疫的调节中,外泌体通过介导免疫细胞间抗原成分及其他免疫相关物质的转运,激活其效应细胞,增强免疫细胞毒作用,使机体发生炎症反应。大量研究发现,固有免疫细胞种类繁多(包括自然杀伤(NK)细胞、巨噬细胞、树突状细胞(DC)),它们都可通过外泌体来调节固有免疫反应。外泌体在介导适应性免疫反应中,参与适应性免疫的调节是免疫细胞间的抗原提呈过程,使其在不同的病理生理状况下,可对适应性免疫反应产生促进作用或者抑制作用。

寄生虫来源的外泌体可融合到宿主细胞中,将其信息转移到宿主细胞中,通过对宿主细胞的增殖、细胞信号通路及目的基因的表达等过程的调控,进而参与对宿主的感染致病及免疫逃逸过程。大量研究结果表明,寄生虫源性外泌体在感染宿主及宿主发生免疫反应的过程中起到关键作用,而且目前研究已证实其具有促进和抑制炎症的作用,通过影响宿主的巨噬细胞、树突状细胞等各类免疫细胞,进而对宿主的免疫反应进行调控[10]。

4外泌体与阴道毛滴虫

阴道毛滴虫是一种鞭毛虫,常寄生在人体阴道和泌尿道的,主要以阴道炎和尿道炎为主要表现,是人类最常见的性传染病的病原体[11]。TwuO等[12]在观察患有阴道炎患者的阴道细胞时,发现阴道毛滴虫可产生大的外泌体。若将阴道毛滴虫分泌的外泌体与子宫颈上皮细胞共培养,可发现外泌体可与宫颈上皮细胞相融合,使其囊泡中的蛋白质及脂类转移至宿主细胞中[13]。并且炎症因子的表达异常(如白细胞介素-8、白细胞介素-6),可能是外泌体介导免疫应答有关,进一步研究发现,阴道毛滴虫感染与外泌体共培养后的宫颈上皮细胞,可使炎症因子的表达下调(如白细胞介素-8),而白细胞介素-8是趋化聚集单核巨噬细胞的重要炎症因子[14]。单核巨噬细胞通过介导的固有免疫应答发挥杀虫作用[15-16],由此可见这些外泌体对阴道毛滴虫的感染致病机制发挥重要作用。

5外泌体与疟原虫

由于疟原虫感染宿主红细胞后在细胞内大量繁殖,使得难以鉴别分泌的外泌体是疟原虫来源还是红细胞来源。Couper等[17]从感染疟原虫的小鼠的血清中获得外泌体,发现其中包含疟原虫的抗原成分,由此确认外泌体是疟原虫来源而非红细胞等其他细胞来源。Mantel等[18]研究发现,恶性疟原虫分泌的外泌体可以激活免疫细胞,并使炎症因子的表达异常(如白细胞介素-10、白细胞介素-6等上调)。研究表明,CD8+T细胞在白细胞介素-12的作用下可发生保护性免疫反应,对红细胞内的疟原虫生长起抑制作用[19];而在肝细胞内白细胞介素-6抑制疟原虫生长[20],因此这些促炎因子可限制疟原虫对宿主的感染致病作用。由此得出疟原虫分泌的外泌体在可激活巨噬细胞,而巨噬细胞的激活在疟原虫治病过程中发挥重要作用[21]。外泌体感染小鼠,可在其血清中检测与疟原虫有关抗体(如IgG),由此得出在宿主的保护性免疫反应中外泌体起到关键作用。

6外泌体与克氏锥虫、利什曼原虫

锥虫和利什曼原虫均为附有鞭毛的原虫一类,该类寄生虫可以给人类及动物带来的严重疾病(如南美锥虫病(克氏锥虫)、利什曼病(利什曼原虫)[22]。逃避免疫系统杀伤的克氏锥虫可在宿主细胞才能生长发育。有研究表明,将克氏锥虫分泌的外泌体感染小鼠后,再次感染克氏锥虫,宿主体内的克氏锥虫数量增加,这表明其外泌体有助于宿主体内的克氏锥虫生长发育[22]。已有研究表明,克氏锥虫分泌的外泌体可使得白细胞介素-4和白细胞介素-10在巨噬细胞及CD4+T细胞中高表达,进而导致免疫反应极化(即Th1型免疫反应转变为Th2型免疫反应),使得克氏锥虫在宿主体内播散和存活能力增强[24]。白细胞介素-10可使克氏锥虫致病作用增强,且外泌体使免疫细胞表达白细胞介素-10上调[25]。进一步研究显示,克氏锥虫源性外泌体使免疫细胞(如单核巨噬细胞等)分泌囊泡,其在克氏锥虫逃避免疫系统的杀伤起重要作用,且囊泡中的转化生长因子-β在感染致病中起重要作用[26-27]。因此克氏锥虫源性外泌体在感染宿主细胞及逃避宿主免疫反应的过程中发挥及其重要作用。

利什曼原虫源性外泌体可侵入宿主巨噬细胞的胞质中,通过释放毒力因子,降低巨噬细胞的活性,而且利什曼原虫源性外泌体在IFN-γ的作用下可降低单核细胞的活性,即促进免疫细胞释放IL-10,抑制TNF-α的释放,从而逃避免疫系统杀伤[28],而IL-10是利什曼原虫感染宿主的过程中起免疫抑制作用的因子[29],外泌体若将其抗原成分(抗原蛋白GP63)传递到宿主的免疫细胞中,可导致T细胞活化,进而诱导免疫细胞凋亡[30]。另外,利什曼原虫感染外泌体感染后的小鼠,其感染程度明显增高。这些结果表明,外泌体在利什曼原虫感染致病过程中,可抑制免疫反应,使其在宿主内的生长。

7外泌体与血吸虫

血吸虫成长过程需要经历虫卵、成虫和童虫发3个育阶段,而且各阶段均可分泌外泌体,其中包含有大量蛋白质、DNA、RNA等物质。Nowacki等[31]研究发现在曼氏血吸虫童虫分泌的外泌体可鉴定出蛋白质109种及209条miRNA。研究显示血吸虫源性外泌体中的活性成分(如miRNA)可进入宿主细胞中,并改变其靶基因,进而导致基因表达异常[32]。因此,外泌体miRNA在血吸虫的感染致病过程中发挥重要作用。而且Zhu等[32]研究表明成虫分泌的外泌体可使巨噬细胞的极化,使之宿主的免疫反应发生改变,促进了血吸虫的生长。

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8外泌体与泡型棘球蚴

青海省包虫研究课题组发现泡型棘球蚴感染患者外周血、病灶囊液提取出外泌体,且实验结果发现从病灶囊液上清中提取的外泌体蛋白的含量显著高于外周血。且在动物棘球蚴体外培养上清分离得到外泌体,进一步研究发现巨噬细胞表型转换在泡球蚴感染的不同阶段均发挥,即小鼠在感染致病过程中,宿主内M1巨噬细胞的表达增强,促进炎症反应,消灭泡球蚴,另外,泡球蚴利用某物质作用于免疫系统,使M2巨噬细胞表达增强,帮助泡球蚴逃避宿主的免疫杀伤作用[33]。该课题组大胆猜测外泌体在泡型棘球蚴逃脱宿主免疫过程中发挥重要作用。其机制有待进一步研究。

9展望

近年来对于寄生虫来源的外泌体的研究尚少,其在寄生虫感染宿主以及导致的免疫反应机制还不明确,在此总结国内外有关寄生虫源性外泌体在寄生虫感染致病以及逃脱宿主免疫反应的相关研究,为寄生虫病的防治提供新思路、新途径,新手段。

参考文献

[1]Pan BT,Blostein R,Johnstone RM.Loss of the transferrin receptor during the maturation of sheep reticulocytes in vitro.An immunological ap-proach[J].Biochem J,1983,210(1):37-47.
[2]Johnstone RM,Adam M,Hammond JR,et al.Vesicle formation during reticu-locyte maturation.Association of plasma membrane activities with released vesicles(exosomes)[J].J Biol Chem,1987,262(19):9412-9420.
[3]张敏,张晨光,丁卫.外泌体及其在肿瘤诊疗中的意义[J].生理科学进展,2014,45(5):372-378.
[4]Alvarez-erviti L,Seow Y,Yin H,et al.Delivery of siRNA to the mouse brain by systemic injection of targeted exosomes[J].Nat Biotechnol,2011,29(4):341-345.
[5]Simons M,Raposo G.Exosomes-vesicular carriers for intercellular commu-nication[J].Curr Opin Cell Biol,2009,21(4):575-581.
[6]王琎,陈建英.细胞外囊泡研究新进展[J].中国组织工程研究,2017,21(4):621-626.
[7]张敏,张晨光,丁卫.外泌体及其在肿瘤诊疗中的意义[J].生理科学进展,2014,45(5):372-378.
[8]Abels ER,Breakefield XO.Introduction to extracellular vesicles:Biogene-sis,RNA cargo selection,content,release,and uptake[J].Cell Mol Neuro-biol,2016,36(3):301-312.
[9]SchoreyJS,ChengY,SinghPP,etal.Exosomesandotherextracellular vesicles in host-pathogen interactions[J].EMBO Rep,2015,16(1):24-43.
[10]Coakley G,Buck AH,Maizels RM.Host parasite communications-messages from helminths for the immune system[J].Mol Biochem Parasitol,2016,208(1):33-40.
[11]Kisinger P.Trichomonas vaginalis:a review of epidemiologic,clinical and treatment isues[J].BMC Infect Disea,2015,15(1):307.
[12]Twu O,Miguel ND,Lustig G,et al.Trichomonas vaginalis ex-osomes deliver cargo to host cels and mediate host-parasite in-teractions[J].PLoS Pa-thog,2013,262(19):9412-9420.
[13]Szempruch AJ,Dennison L,Kieft R,et al.Sending a mesage:extracelular ve-sicles of pathogenic protozoan parasites[J].Nat Rev Microbiol,2016,14(11):669-675.
[14]Shaio MF,Lin PR,Liu JY,et al.Monocyte-derived interleukin-8 involved in the recruitment of neutrophils induced by Trichomonas vaginalis infection[J].Journal of Infectious Diseases,1994,170(6):1638.
[15]赵建玲,高兴政,屈明.中性粒细胞杀灭阴道毛滴虫作用的研究[J].中国寄生虫学与寄生虫病杂志,2008,26(5):366-369.
[16]Men-Fang S,Lin P.Influence of humoral immunity on leukotriene B4 pro-duction by neutrophils in response to Trichomonas vaginalis stimula-tion[J].Parasite Immunology,1995,17(3):127-133.
[17]Couper KN,Barnes T,Hafalla JC,et al.Parasite-derived plasma microparticles contribute significantly to malaria infection-induced inflammation through potent macrophage stimulation[J].PLoS Pathog,2010,6(1):e1000744.
[18]Mantel PY,Hoang AN,Goldowitz I,et al.Malaria-infected erythrocyte-derived microvesicles mediate cellular communication within the parasite population and with the host immune system[J].Cell Host Microbe,2013,13(5):521-534.
[19]Doolan DL,Hoffman SL.IL-12 and NK cells are required for antigen-spe-cific adaptive immunity against malaria initiated by CD8+T cells in the Plasmodium yoelii model[J].J Immunol,1999,163(2):884-892.
[20]Pied S,Renia L,Nussler A,et al.Inhibitory activity of IL-6 on malaria hepatic stages[J].Parasite Immunol,1991,13(2):211-217.
[21]Pais TF,Chatterjee S.Brain macrophage activation in murine cerebral malaria precedes accumulation of leukocytes and CD8+T cell proliferation[J].J Neu-roimmunol,2005,163(1-2):73-83.
[22]Rodrigues JC,Godinho JL,De SW.Biology of human pathogenic trypanoso-matids:epidemiology,lifecycle and ultrastructure[J].Subcel Biochem,2014,74(74):1-42.
[23]Trocoli-Torrecilhas A,Tonelli RW,Da-Sivaj,et al.Trypanosoma cruzi:parasite shed vesicles increase heart parasitism and generate an intense inflammatory response[J].Microbes&Infection,2009,11(1):29-39.
[24]Coakler G,Maizels RM,Buck AH.Exosomes and other extracellular ve-sicles:the new communicators in parasite infections[J].Trends in Parasitology,2015,31(10):477.
[25]Nogueira PM,Kleber R,Silveira Aco,et al.Vesicles from different Trypanoso-ma cruzi strains trigger differential innate and chronic immune res-ponses[J].Journal of Extracellular Vesicles,2015,4(1):45-53.
[26]Cestarii,Ansa-adoo E,Deolindo P,et al.Trypanosoma cruzi immune evasion mediated by host cell-derived microvesicles[J].Journal of Immunology,2012,188(4):1942-52.
[27]Mantel PY,Marti M.The role of extracellular vesicles in Plasmodium and other protozoan parasites[J].Cellular Microbiology,2014,16(3):344.
[28]Silverman JM,Clos J,Horakova E,et al.Leishmania exosomes modulate innate and adaptive immune responses through effects on monocytes and dendritic cells[J].J Immunol,2010,185(9):5011-5022.
[29]Murray HW,Lu CM,Mauze S,et al.Interleukin-10(IL-10)in experimental visceral leishmaniasis and IL-10 receptor blockade as immunotherapy[J].Infect Immun,2002,70(11):6284-6293.
[30]Hassani K,Shio MT,Martel C,et al.Absence of metalloprotease GP63 alters the protein content of Leishmania exosomes[J].PLoS ONE,2014,9(4):e95007.
[31]Nowacki FC,Swain MT,Klychnikov OI,et al.Protein and small non-coding RNA-enriched extracellular vesicles are released by the pathogenic blood fluke Schistosoma mansoni[J].Journal of Extracellular Vesicles,2015,4.
[32]Zhu L,Liu J,Jinwei D,et al.Molecular characterization of S.japonicum exo-some-like vesicles reveals their regulatory roles in parasite-hostinterac-tions[J].Scientific Reports,2016,6:25885.
[33]王东旭,王虎,樊海宁,等.巨噬细胞极化在小鼠泡型包虫病中的作用[J].中国高原医学与生物学杂志,2018,39(02):118-122.

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