体内感染模型验证
验证生酮饮食和βOHB对P. berghei感染的保护作用
对C57BL/6和BALB/c小鼠喂食不同浓度KD（0.5%-90%）或植入βOHB渗透泵，感染P. berghei ANKA，监测寄生虫血症和存活率。
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β-羟基丁酸抑制恶性疟原虫发育并在小鼠中赋予对疟疾的保护
β-hydroxybutyrate inhibits Plasmodium falciparum development and confers protection against malaria in mice
实验完整度
高包含体内动物模型（KD喂养和βOHB渗透泵）、体外恶性疟原虫培养、代谢组学、转录组学（RNA-seq和scRNA-seq）、功能验证（NAD回补）和机制研究（蛋白表达验证）等多层级证据。
主要模型
P. berghei ANKA感染小鼠模型（C57BL/6和BALB/c） P. falciparum 3D7体外培养 MYC-tagged MTIP和TY1-tagged ApiAP2转基因P. falciparum 3D7株
重点核对
生酮饮食浓度（0.5%-90%） βOHB给药浓度和持续时间（渗透泵7天 vs 饮食） 体外βOHB IC50（7.3 mM） NAD+回补实验浓度（0-5 μM）
摘要
环境因素限制疟疾寄生虫的发育，但宿主代谢变化对血期寄生虫感染性的影响尚未完全了解。在这里，我们展示了喂食生酮饮食的小鼠完全免受疟原虫（Plasmodium berghei）感染。我们进一步表明，给予酮体β-羟基丁酸（βOHB），而非乙酰乙酸，可提高感染小鼠的存活率，并在体外抑制伯氏疟原虫和恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）的增殖。给予生酮饮食或βOHB均可诱导寄生虫的代谢重编程，包括烟酰胺腺嘌呤二核苷酸水平降低，这与控制寄生虫发育、红细胞入侵和致病性的基因下调有关。我们的数据表明，生酮饮食和酮体βOHB通过引起疟原虫发育停滞而赋予小鼠对疟疾的抗性，凸显了饮食和代谢策略对抗疟疾感染的潜力。
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
- 宿主代谢变化，尤其是酮体βOHB，如何影响疟原虫的感染性和发育？
- 核心机制
- βOHB通过降低寄生虫内NAD水平，导致与红细胞入侵和胞内发育相关基因（如MSP、AMA、RON等）的下调，从而引起寄生虫发育停滞。
- 主要证据
- 生酮饮食和βOHB治疗显著抑制P. berghei和P. falciparum增殖；代谢组学和转录组学显示NAD水平降低和入侵基因下调；NAD+回补可逆转βOHB的抑制作用。
- 研究意义
- 研究提出通过饮食或代谢调节剂靶向寄生虫代谢途径的疟疾干预新策略，即“代谢疗法”。
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。
体外寄生虫抑制实验
评估βOHB和乙酰乙酸对P. falciparum增殖的直接作用
在体外培养的P. falciparum 3D7中加入不同浓度βOHB或乙酰乙酸，培养96小时，测定寄生虫血症并计算IC50。
代谢组学分析
比较KD饲喂或βOHB处理后寄生虫代谢物变化，寻找关键代谢物
使用LC-MS/MS对P. berghei感染小鼠的iRBC和βOHB处理的P. falciparum iRBC进行靶向代谢组学分析，鉴定差异代谢物。
转录组分析
揭示KD或βOHB处理对寄生虫基因表达的影响
对KD饲喂小鼠的P. berghei iRBC进行bulk RNA-seq，对βOHB处理的P. falciparum进行scRNA-seq，分析差异表达基因及富集通路。
机制验证
验证NAD水平降低介导βOHB对寄生虫的抑制及关键蛋白表达变化
在βOHB处理的P. falciparum中添加NAD+进行回补实验，通过Western blot和免疫荧光检测MTIP、MSP1、ApiAP2等蛋白表达，并评估ApiAP2敲低株对βOHB的敏感性。
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。
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 动物实验/饮食干预 | XTKD01生酮饮食 | Xietong Pharmaceutical Bioengineering | -- |
| 药物处理 | β-羟基丁酸 | MedChemExpress | HY-113378 |
| 乙酰乙酸钠 | MedChemExpress | HY-112540B | |
| 细胞培养 | AlbuMAX II | Gibco, Invitrogen | -- |
| 生化检测 | ALT检测试剂盒 | Rayto | S03030 |
| AST检测试剂盒 | Rayto | S03040 | |
| γ-GT检测试剂盒 | Rayto | S03031 | |
| 尿素检测试剂盒 | Rayto | S03036 | |
| 肌酐检测试剂盒 | Rayto | S03076 | |
| 代谢物检测 | βOHB检测试剂盒 | Elabscience | E-BC-K785-M |
| 乙酰乙酸含量检测试剂盒 | Shanghai Acmec Biochemical | AC10787-100T/48S | |
| 渗透泵植入 | 渗透泵 | RWD | 2001W |
| 流式细胞术 | Vybrant DyeCycle Green | Invitrogen | V35004 |
| BD FACSAria III流式细胞仪 | BD Biosciences | -- | |
| 活体成像 | D-荧光素 | Biyuntian | ST198 |
| AniView600多模式活体动物成像系统 | Guangzhou Biolight Biotechnology | -- | |
| 细胞分选 | MitoTracker Green | Invitrogen | M-7512 |
| RNA提取 | TRIzol试剂 | Invitrogen | 15596026 |
| 蛋白质检测 | BCA蛋白定量试剂盒 | Sangon Biotech | C503021 |
| qPCR | ChamQ通用SYBR qPCR预混液试剂盒 | Vazyme | -- |
| Applied Biosystems 7500 Fast实时荧光定量PCR系统 | Applied Biosystems | -- | |
| 单细胞RNA测序 | Chromium单细胞3'试剂盒（V3化学） | 10x Genomics | -- |
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 |
|---|---|
| 生酮饮食喂食 | KD浓度、小鼠品系、喂食时间、感染剂量 阅读提示：Methods: KD feeding; Fig. 1a-d |
| βOHB渗透泵给药 | βOHB浓度、泵型号、输注速率、持续时间 阅读提示：Methods: βOHB osmotic pump implantation; Fig. 1l-n |
| 体外βOHB处理 | βOHB浓度范围、培养时间、起始寄生虫血症 阅读提示：Methods: In vitro treatment; Fig. 1o-p |
| 代谢组学 | 样本类型（iRBC纯度）、细胞数量、LC-MS条件 阅读提示：Methods: Targeted metabolic analysis; Fig. 2 |
| 转录组分析 | RNA提取方法、测序平台、差异基因筛选标准 阅读提示：Methods: Transcriptomic analysis; scRNA-seq; Fig. 3 and 4 |