近日，我校獸醫學院寄生蟲學教研室許瑞副教授，在Nature Communications發表了題為“Multiple pathways for glucose phosphate transport and utilization support growth of Cryptosporidium parvum”的研究論文，首次解析了隱孢子蟲飼養細胞器具體的分子生物學功能和營養物質—葡萄糖的獲取和代謝機制。同時，領域內知名學者、美國德克薩斯農工大學朱冠教授對該研究成果高度評價，推介文章近期發表在Trends in Parasitology上。
隱孢子蟲（Cryptosporidium）是重要的腸道寄生性原蟲，常引起人和動物嚴重腹瀉甚至死亡，危害僅次于頭號腹瀉病原輪狀病毒。近年來隨著養殖動物的良種引進和集約化養殖的發展，我國已經暴發了多起隱孢子蟲感染所引起的犢牛腹瀉和死亡。目前，隱孢子蟲病尚無有效的治療藥物；但有研究表明，蟲體代謝途徑相關蛋白有作為藥物靶標的潛力。
在該研究中，研究人員首次具體的研究了微小隱孢子蟲飼養細胞器（feeder organelle）在蟲體營養物質攝取中的關鍵作用。通過使用CRISPR基因編輯技術、活細胞成像技術，系統性的闡明了該細胞器在隱孢子蟲入侵宿主細胞后的形成過程。此外，通過使用TurboID的鄰近標記技術，發現了大量定位于飼養細胞器的轉運蛋白，揭示了該細胞器介導營養物質轉運的分子生物學證據。
該研究還發現，微小隱孢子蟲可以直接從宿主細胞中獲取葡萄糖和葡萄糖-6-磷酸。因為微小隱孢子蟲不含有三羧酸循環和線粒體電子傳遞呼吸鏈，因此蟲體依靠糖酵解產生ATP。微小隱孢子蟲含有2個潛在的葡萄糖轉運蛋白，均定位于飼養細胞器上，參與蟲體從宿主細胞中轉運葡萄糖和葡萄糖-6-磷酸；并且隱孢子蟲還可以通過消耗蟲體內儲存的糖原產生葡萄糖-6-磷酸，從而略過糖酵解途徑的第一步耗能反應，該結果證實了隱孢子蟲極度依賴宿主細胞的特性。
美國德克薩斯農工大學獸醫病理生物學系朱冠教授團隊，在其推介文章“Unlocking the mystery of the feeder organelle and versatile energy metabolism in Cryptosporidium parvum”中指出，該研究闡明了隱孢子蟲復雜的能量代謝和寄生手段。并且，該研究結果對寄生蟲的生存策略提出了關鍵性的見解，為隱孢子蟲病的防治開辟了新的途徑。
獸醫學院許瑞副教授為該文章的第一作者，美國圣路易斯華盛頓大學醫學院L. David Sibley院士為該文章的通訊作者。該研究得到了美國國立衛生研究院（NIH）R01項目的資助。
相關論文信息：https://www.nature.com/articles/s41467-024-44696-3
推介文章信息：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1471492224000564?via%3Dihub
文圖/獸醫學院
