雞球蟲(chóng)感染與宿主細(xì)胞凋亡的研究進(jìn)展

欒艷+崔小珍+劉勝+郝攀

摘要：雞球蟲(chóng)感染引起的細(xì)胞凋亡是球蟲(chóng)與宿主細(xì)胞之間的相互作用，球蟲(chóng)感染宿主細(xì)胞后，可引發(fā)局部炎癥進(jìn)而誘發(fā)宿主細(xì)胞凋亡，也可抑制宿主細(xì)胞凋亡，維持細(xì)胞完整性。

關(guān)鍵詞：雞球蟲(chóng)?。凰拗骷?xì)胞；凋亡

中圖分類號(hào)：S858.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1007-273X（2017）05-0012-02

凋亡，是在一定的生理和病理情況下，為維護(hù)機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，通過(guò)基因調(diào)控而使細(xì)胞自動(dòng)消亡的過(guò)程，在維持組織、器官的正常形態(tài)和功能方面具有重要作用。除此之外，凋亡是宿主機(jī)體抑制侵入細(xì)胞內(nèi)的病原生物的增殖，保護(hù)未感染細(xì)胞并減少宿主細(xì)胞損傷的一種重要性質(zhì)，在宿主對(duì)抗病原感染中具有重要作用。然而許多胞內(nèi)病原生物，如細(xì)菌、病毒、細(xì)胞內(nèi)寄生原蟲(chóng)（包括弓形蟲(chóng)）已經(jīng)進(jìn)化，通過(guò)各種途徑來(lái)抑制細(xì)胞凋亡?，F(xiàn)對(duì)雞球蟲(chóng)感染宿主細(xì)胞后造成的細(xì)胞凋亡效果進(jìn)行闡述。

1 雞球蟲(chóng)病的危害

雞球蟲(chóng)病是一種普遍發(fā)生的、危害十分嚴(yán)重的疾病。該病的發(fā)病率為50%～70%，死亡率為20%～30%，嚴(yán)重時(shí)高達(dá)80%?？梢哉f(shuō)，幾乎所有養(yǎng)雞的地方都有雞球蟲(chóng)病發(fā)生。成年雞多半帶蟲(chóng)，嚴(yán)重影響增重和產(chǎn)蛋量，“耐過(guò)”的病雞長(zhǎng)期不能康復(fù)，增重率下降，生長(zhǎng)發(fā)育嚴(yán)重受阻，給養(yǎng)雞業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，據(jù)報(bào)道世界各地每年僅球蟲(chóng)病造成的經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)80億美元[1]。

2 雞球蟲(chóng)感染與宿主細(xì)胞凋亡

2.1 雞球蟲(chóng)感染誘發(fā)宿主細(xì)胞凋亡

研究發(fā)現(xiàn)雞感染E.tenella后，宿主細(xì)胞凋亡增多，而且第二代裂殖生殖期宿主細(xì)胞的凋亡數(shù)較第一代裂殖生殖期更明顯。體外試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，感染E.tenella子孢子29 h的MDCK細(xì)胞凋亡率（6.05%）高于不接種組細(xì)胞（3.23%）。據(jù)研究證實(shí)堆型艾美耳球蟲(chóng)感染雞后0.5 d和第5天十二指腸黏膜細(xì)胞凋亡率最高。E.tenella子孢子無(wú)法入侵誘導(dǎo)凋亡的細(xì)胞，有E.tenella子孢子入侵的MDCK細(xì)胞不易被誘導(dǎo)凋亡。堆型艾美耳球蟲(chóng)具有絲氨酸蛋白酶抑制劑（Serpin）基因。Serpin能抑制顆粒蛋白酶B所致的靶細(xì)胞DNA斷裂而阻斷其誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。E.tenella的肌動(dòng)蛋白解聚合因子（ADF）在子孢子和裂殖子中的表達(dá)量均高于孢子化卵囊和未孢子化卵囊。ADF影響細(xì)胞生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)、凋亡及胚胎發(fā)育等重要生理功能。Yang等[2]研究表明，線粒體在球蟲(chóng)感染的宿主細(xì)胞凋亡中起關(guān)鍵作用。

球蟲(chóng)感染宿主細(xì)胞后，細(xì)胞受到凋亡信號(hào)刺激后，線粒體發(fā)生腫脹，位于線粒體內(nèi)外膜之間的線粒體通透性轉(zhuǎn)變孔道（MPTP）開(kāi)放，進(jìn)而導(dǎo)致線粒體外膜膜電位降低，外膜破裂，線粒體內(nèi)細(xì)胞色素C（CytC）、凋亡誘導(dǎo)因子（AIF）、Ca2+以及活性氧自由基（ROS）等釋放到細(xì)胞質(zhì)中，它們或激活胱冬肽酶（Caspase），或獨(dú)立地破壞核內(nèi)染色質(zhì)，或作用于其他Ca2+依賴蛋白，從而引起細(xì)胞凋亡。

寄生蟲(chóng)感染后，對(duì)宿主細(xì)胞產(chǎn)生不同程度的損害，殺傷宿主細(xì)胞或誘導(dǎo)宿主細(xì)胞發(fā)生凋亡。尤其是胞內(nèi)寄生蟲(chóng)感染后，宿主感染細(xì)胞的凋亡可同時(shí)消除胞內(nèi)寄生蟲(chóng)，降低蟲(chóng)負(fù)荷。因此，宿主細(xì)胞凋亡也是宿主自我保護(hù)作用的表現(xiàn)之一，是調(diào)節(jié)寄生蟲(chóng)誘導(dǎo)的宿主免疫反應(yīng)的重要因素。其機(jī)制可能通過(guò)以下3種：（1）粒酶B介導(dǎo)的通路；（2）Fas（CD95）配體、受體結(jié)合觸發(fā)的死亡通路；（3）線粒體釋放細(xì)胞色素C入細(xì)胞質(zhì)所介導(dǎo)的通路。寄生蟲(chóng)感染致使宿主細(xì)胞凋亡后， 機(jī)體需在無(wú)炎癥的情況下將凋亡細(xì)胞清除。作為凋亡細(xì)胞表達(dá)的配體之一的磷脂酰絲氨酸（PS），參與了凋亡細(xì)胞被鄰近巨噬細(xì)胞識(shí)別后的無(wú)炎癥下的清除作用。PS配體的結(jié)合可引起轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TNF-β）的釋放；而后者作為一種抗炎癥細(xì)胞因子，能夠抑制巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。PS正常情況下存在于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，而在細(xì)胞凋亡時(shí)則暴露于細(xì)胞表面，從而刺激細(xì)胞吞噬作用。在該吞噬作用中，PS受體（PSR）介導(dǎo)了PS的識(shí)別。秀麗隱桿線蟲(chóng)PSR-1在由細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子CED2、CED5、CED10、CED12介導(dǎo)的信號(hào)通路中，作為識(shí)別PS的受體，在細(xì)胞吞噬作用中起著重要的作用。

2.2 雞球蟲(chóng)感染抑制宿主細(xì)胞凋亡

目前的研究表明，在其他類細(xì)胞內(nèi)寄生蟲(chóng)中，細(xì)胞感染寄生蟲(chóng)也能被抑制凋亡。Lang等[3]證實(shí)，牛柔嫩艾美耳球蟲(chóng)子孢子感染VERO和BFGC細(xì)胞可抑制由放線菌素D、細(xì)胞松弛素B誘導(dǎo)的凋亡。剛地弓形蟲(chóng)（Toxoplasma gondii）感染小鼠脾細(xì)胞后，能抑制由放線菌素D誘導(dǎo)的凋亡。犬新孢子蟲(chóng)、泰勒蟲(chóng)、惡性瘧原蟲(chóng)、微小隱孢子蟲(chóng)和利什曼原蟲(chóng)等也能抑制宿主細(xì)胞凋亡。在牛艾美爾球蟲(chóng)研究中，Lang等[3]證實(shí)牛艾美耳球蟲(chóng)子孢子入侵細(xì)胞后使抗凋亡因子CIAP1和c-FLIP高表達(dá)，從而抑制宿主細(xì)胞凋亡。

Cacho等[4]在雞活體試驗(yàn)中證實(shí)，堆型和柔嫩艾美耳球蟲(chóng)第二代裂殖體在發(fā)育完成之前可激活宿主細(xì)胞的NF-κB，抑制宿主細(xì)胞凋亡，完成之后，誘導(dǎo)宿主細(xì)胞凋亡。

Sen等[5]從B淋巴細(xì)胞的核抽提物中檢測(cè)到一種核蛋白因子，發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)能與免疫球蛋白κ鏈基因增強(qiáng)子κB序列特異結(jié)合，并促進(jìn)κ鏈基因表達(dá)，他們將其稱為NF-κB。NF-κB幾乎存在于所有細(xì)胞中。未受刺激時(shí)，胞質(zhì)中NF-κB的P65亞基與I κB蛋白結(jié)合，覆蓋NF-κB P50亞基的核定位信號(hào)，使NF-κB與I κB形成三聚體復(fù)合物，處于未活化狀態(tài)，不具備調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的能力。當(dāng)細(xì)胞受到刺激時(shí)，蛋白激酶被激活，使得I κB磷酸化并發(fā)生裂解，解離出的NF-κB隨即迅速由胞質(zhì)位移進(jìn)入細(xì)胞核。入核的NF-κB二聚體與基因上的κB的位點(diǎn)特異結(jié)合，直接上調(diào)細(xì)胞凋亡蛋白抑制劑（c-IAP1、c-IAP2和X-IAP1） [6，7]、TNF受體相關(guān)因子（TRAF1和TlRAF2）、Bc1-2同系物A1/Bf1-1h和Bcl-XL、鋅指蛋白A20、超氧化物歧化酶等抗凋亡基因的表達(dá)，抑制細(xì)胞凋亡[8]。

寄生蟲(chóng)感染后并不全是誘導(dǎo)宿主細(xì)胞發(fā)生凋亡，有些寄生蟲(chóng)感染后，可抑制宿主細(xì)胞的凋亡。如弓形蟲(chóng)感染，既可誘導(dǎo)宿主的CD4+T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的凋亡，同時(shí)也可抑制宿主細(xì)胞的凋亡，以延長(zhǎng)宿主細(xì)胞的存活時(shí)間，這將有利于弓形蟲(chóng)自身的存活，達(dá)到維持感染和蟲(chóng)荷的目的。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，克氏錐蟲(chóng)感染可抑制死亡受體Fas介導(dǎo)的凋亡過(guò)程中某一早期階段。用抗Fas單克隆抗體刺激凋亡的發(fā)生，結(jié)果錐蟲(chóng)感染細(xì)胞的凋亡發(fā)生率明顯低于正常對(duì)照細(xì)胞。Caspase-8活性在發(fā)生凋亡的正常對(duì)照細(xì)胞中明顯增強(qiáng)，而在凋亡細(xì)胞中則完全被抑制。因此，Caspase-8活性的抑制可能參與了錐蟲(chóng)感染對(duì)宿主細(xì)胞凋亡的抑制作用。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，腫瘤壞死因子（TNF）-α刺激后，感染細(xì)胞的凋亡發(fā)生率也明顯低于正常對(duì)照細(xì)胞。

3 小結(jié)

雞球蟲(chóng)感染引起的細(xì)胞凋亡是球蟲(chóng)與宿主細(xì)胞之間的相互作用，球蟲(chóng)感染宿主細(xì)胞后，一方面誘導(dǎo)凋亡破壞細(xì)胞，引發(fā)局部炎癥；另一方面抑制凋亡維持細(xì)胞完整性，造成持續(xù)性感染，因此宿主細(xì)胞凋亡可以視為一種自衛(wèi)反應(yīng)。球蟲(chóng)抑制宿主細(xì)胞凋亡使細(xì)胞維持自身的完整性，逃避了宿主防御系統(tǒng)的殺滅作用，存活時(shí)間得以延長(zhǎng)，為自身在細(xì)胞內(nèi)的生長(zhǎng)、增殖和體內(nèi)擴(kuò)散創(chuàng)造了條件。目前對(duì)球蟲(chóng)感染引發(fā)宿主細(xì)胞凋亡的研究尚處于初級(jí)階段，大量的探索性研究有待下一步進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 許青華.柔嫩艾美爾球蟲(chóng)研究概況[J].畜牧獸醫(yī)科技信息，2005（11）：15-16.

[2] YANG S S，ZHENG M X，XU H C，et al. The effect of mitochondrial ATP-sensitive potassium channels on apoptosis of chick embryo cecal cells by Eimeria tenella[J].Research in Veterinary Science，2015，99：188-195.

[3] LANG M，MICHAEL K，HORST Z，et al. Inhibition of host cell apoptosis by Eimeria bovis sporozoites[J].Veterinary Parasitology，2009，160（1-2）： 25-33.

[4] CACHO E D，GALLEGO M，LOPEZ-BERNAD F et al.Expression of antiapoptotic factors in cells parasitized by second-generation schizonts of Eimeria tenella and Eimeria necatrix[J].Veterinary Parasitology，2004，125（3-4）：287-300.

[5] SEN R，BALTIMORE D.Multiple nuclear factors interact with the immunoglobulin enhancer sequences[J].Cell，1986，46（5）：705-716.

[6] HEUSSLER V T，KUENZI P，ROTTENBERG S. Inhibition of apoptosis by intracellular parasites[J].Int J Parasitol，2001，31（11）：1166-1176.

[7] CHU Z L，MCKINSEY T A，LIU L，et al. Suppression of tumor necrosis factor-induced cell death by inhibitor of apoptosis c-IAP2 is under NF-kappaB control[J].Proc Natl Acad Sci USA，1997，94（19）：10057-10062.

[8] BILLEN L P，KOKOSKI C L，LOVELL J F，et al.Bcl-XL inhibits membrane permeabilization by competing with Bax[J].Plos Biology，2008，6（6）：147.