Eimeria tenella AMA1 通过线粒体途径和死亡受体途径调节宿主细胞凋亡

Eimeria tenella AMA1 regulates host cell apoptosis through the mitochondrial pathway and the death receptor pathway.

作者信息Xiaoling Lv, Liwen Wang, Sichen Dong, Yutong Yang, Xueqi Zhang, Tong Xu, Kailing Cui, Zhibin Niu, Wenrui Zhao, Rui Bai, Li Zhang, Mingxue Zheng
PMID40853121
发布时间2025-10-07
DOI10.1128/spectrum.00416-25

实验完整度

研究包含蛋白表达体系构建、免疫定位、体外细胞凋亡检测及抑制剂阻断等至少两个独立证据层级,且明确包含功能验证(凋亡抑制)和机制验证(通路关键因子及Caspase活性)

主要模型

鸡胚盲肠上皮细胞(原代细胞) SPF鸡胚 E. tenella 山西强毒株(EtSX01) 兔(多克隆抗体制备)

重点核对

宿主细胞:鸡胚盲肠上皮细胞(原代) 处理物:EtAMA1重组蛋白(浓度0.1 μg/mL) 抑制剂:Z-IETD-FMK(Caspase-8抑制剂)和Z-LEHD-FMK(Caspase-9抑制剂),使用浓度30 μM 感染时间点:4-96 h 凋亡检测:Annexin V-FITC/PI染色,每时间点5个重复,每样本至少计数200个细胞

摘要

Eimeria tenella 在寄生虫感染期间可通过调节宿主细胞凋亡对机体造成严重损害。E. tenella 顶膜抗原 1(EtAMA1)是寄生虫入侵和胞内生存所必需的。为了研究 EtAMA1 是否在寄生虫感染期间影响宿主细胞凋亡,我们首先构建了 EtAMA1 表达系统。使用针对 EtAMA1 蛋白的多克隆抗体,通过 Western blot 和间接免疫荧光分析评估其表达和定位。使用 Annexin V-异硫氰酸荧光素/碘化丙啶荧光染色、定量 PCR、Western blot、透射电子显微镜等方法检测 EtAMA1 对宿主细胞凋亡的影响。通过用靶向线粒体或死亡受体途径的抑制剂处理宿主细胞,进一步探讨 EtAMA1 在两种凋亡途径中的作用。结果表明,EtAMA1 是一种天然存在的、具有细胞增殖活性的寄生虫蛋白,成功表达,并显示通过死亡受体和线粒体途径抑制宿主细胞凋亡。这些结果表明 E. tenella 通过 EtAMA1 调节宿主细胞凋亡。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
EtAMA1 是否在 E. tenella 感染期间调节宿主细胞凋亡,以及其机制是否涉及死亡受体和线粒体途径。
核心机制
EtAMA1 通过下调死亡受体途径中 Fas 和 TNFR1 的表达,降低 Caspase-8 和 Caspase-3 的 mRNA 表达及活性;同时通过上调线粒体途径中 Bcl-2:Bax 比率,降低 Caspase-9 和 Caspase-3 的 mRNA 表达及活性,从而抑制宿主细胞凋亡。
主要证据
蛋白表达系统构建及Western blot验证;免疫荧光定位显示EtAMA1分布于裂殖子和子孢子;Annexin V-FITC/PI染色显示EtAMA1降低凋亡率;qPCR和Western blot显示相关基因表达变化;Caspase活性检测显示活性降低;抑制剂实验显示阻断死亡受体或线粒体途径可增强EtAMA1的抑制效果。
研究意义
阐明 E. tenella 通过 EtAMA1 调节宿主细胞凋亡的机制,为抗球虫药物和疫苗的研究提供新思路和理论支持。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建 EtAMA1 表达系统

获得具有生物活性的 EtAMA1 重组蛋白,并验证其表达和增殖活性。

分别构建 pPICZαA-EtAMA1 酵母表达系统和 pET-EtAMA1 原核表达系统,经诱导表达、镍柱纯化,通过 Western blot 和 MTT 法检测蛋白表达及细胞增殖活性。

2

EtAMA1 反应性与定位鉴定

确认 EtAMA1 是 E. tenella 的天然蛋白,并观察其在寄生虫阶段的分布。

免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,通过 Western blot 检测其与 E. tenella 阳性血清的反应性;间接免疫荧光和共聚焦显微镜观察 EtAMA1 在裂殖子和子孢子阶段的定位。

3

检测 EtAMA1 对宿主细胞凋亡的影响

评估 EtAMA1 重组蛋白对 E. tenella 感染早期和晚期宿主细胞凋亡的调节作用。

用重组蛋白处理感染 E. tenella 的鸡胚盲肠上皮细胞,在感染后 4-96 h 通过 Annexin V-FITC/PI 染色和荧光显微镜检测凋亡率。

4

检测 Caspase-8、Caspase-9 和 Caspase-3 的活性与表达

探究 EtAMA1 是否通过调节关键凋亡效应分子影响凋亡信号通路。

使用 qPCR 和 Western blot 检测 Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9 的 mRNA 和蛋白表达;使用试剂盒检测其活性。

5

抑制剂验证凋亡通路

验证 EtAMA1 对凋亡的抑制作用是否经由死亡受体和线粒体途径。

使用 Caspase-8 抑制剂 Z-IETD-FMK 和 Caspase-9 抑制剂 Z-LEHD-FMK 处理细胞,结合 EtAMA1 处理,检测细胞凋亡率变化,确定通路参与。

6

检测凋亡通路关键因子表达

确定 EtAMA1 对死亡受体和线粒体凋亡通路关键调控因子的影响。

通过 qPCR 和 Western blot 检测 Fas、TNFR1、TRAIL、Bcl-2、Bax 的表达及 Bcl-2:Bax 比率。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证细胞功能变化
验证免疫效应
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
MTTSolarbio Life Sciences--
pET-28a(+) DNASangon Biotech--
BL21(DE3) 感受态细胞Sangon Biotech--
SanPrep 柱式质粒小量抽提试剂盒Sangon Biotech--
X33 酵母菌株MiaoLingBio--
pPICZαA 毕赤酵母表达载体MiaoLingBio--
Zeocin 抗生素Invitrogen--
BMGY/BMMY 培养基基础Topbio--
PrimeScript RT 试剂盒Takara--
TB Green Premix Ex Taq IITakara--
RNAiso PlusTakara--
6×His 和 His-tag 多克隆抗体Proteintech--
Bax 多克隆抗体Proteintech--
BD Pharmingen FITC Annexin V 凋亡检测试剂盒 IBD Biosciences--
Z-IETD-FMKSelleck--
Z-LEHD-FMKSelleck--
BeyoBlue 考马斯亮蓝超快染色液Beyotime--
Caspase 活性检测试剂盒(Caspase 3、Caspase 8、Caspase 9)Beyotime--
Fas 兔多克隆抗体Wanleibio--
TNFR1 兔多克隆抗体Wanleibio--
Bcl-2 兔抗体BIOSS--
山羊抗兔和小鼠 IgG-HRPAbmart--
超敏增强化学发光试剂盒Boster--
DMEM 培养基----
胎牛血清----
PBS 缓冲液----
Triton X-100Solarbio Life Sciences--
牛血清白蛋白----
FITC 标记的山羊抗兔 IgG----
Hoechst 染料----
嗜热蛋白酶----
PVDF 膜----
异丙基-β-D-硫代半乳糖苷Solarbio Life Sciences--
二甲基亚砜Solarbio Life Sciences--
LB 肉汤Solarbio Life Sciences--
琼脂粉Solarbio Life Sciences--
DL5,000 DNA 分子量标准Takara--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与感染
原代鸡胚盲肠上皮细胞的分离培养方法,E. tenella 毒株(EtSX01)及感染剂量
阅读提示:Materials and Methods: Cultivation of primary cecal epithelial cells from chicken embryos; Animals and parasite
蛋白表达
EtAMA1 基因序列(GenBank: JN032081),酵母和原核表达条件(甲醇浓度、IPTG 浓度、诱导时间)
阅读提示:Materials and Methods: Construction of PPICZαA-EtAMA1 yeast expression system and pET-EtAMA1 prokaryotic expression system
凋亡检测
凋亡检测方法,Annexin V-FITC/PI 染色步骤,细胞计数标准
阅读提示:Materials and Methods: Apoptosis detection; Judgment criteria
通路验证
抑制剂 Z-IETD-FMK 和 Z-LEHD-FMK 的使用浓度(30 μM),处理时间
阅读提示:Materials and Methods: Cytotoxicity assay; Results: Caspase-8 and Caspase-9 inhibitors reduce the inhibitory effect of EtAMA1 on host cell apoptosis
分子表达检测
qPCR 引物序列(Table 1),Western blot 抗体信息
阅读提示:Materials and Methods: qPCR analysis; Western blot; Table 1