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神奇!体外尘螨过敏竟可诱导体内产生蛔虫特异性抗体

生物探索

作者|侯媛媛 来源|生物探索(ID:biodiscover)

蛔虫(Ascaris)作为人体肠道内最常见的寄生虫,在儿童中发病率相对较高。而尘螨(HDM)作为最常见、危害最大的室内变应原(引起超敏反应的抗原物质),是哮喘的重要发病原因。多项临床研究表明,蛔虫感染和哮喘加重相关,但具体原因至今仍众说纷纭。一种是人体肠道内常见的寄生虫,一种是体外诱发机体过敏的微型生物,这“一内一外”两种生物究竟存在何种联系?

近日,美国国立卫生研究院在《PLOS PATHOGENS》发表了题为“House dust mite sensitization drives cross-reactive immune responses to homologous helminth proteins”的文章,发现尘螨和蛔虫的抗原蛋白结构具有高度相似性,可发生交叉免疫反应加重过敏炎症。

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https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009337https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009337

在这项研究中,研究人员首先选择了正常(Native)、尘螨过敏但未感染蛔虫(HDM+Ascaris-)、尘螨不过敏但感染蛔虫(HDM-Ascaris+)和尘螨过敏同时感染蛔虫(HDM+Ascaris+)的小鼠,探究了四种小鼠不同时间体内产生的抗体变化。结果发现,HDM+Ascaris-可以产生尘螨抗体,HDM-Ascaris+可以产生蛔虫抗体。但有趣的是,HDM+Ascaris-小鼠在5、8和18天均产生蛔虫抗体,这表明尘螨抗体与蛔虫抗原之间存在明显的交叉反应。

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5、8和18天感染小鼠的抗体变化

接下来,研究人员使用激光共聚焦显微镜观察尘螨驱动产生的IgG1抗体是否会与蛔虫表面的抗原结合。结果发现IgG1抗体与尘螨慢性致敏的血清和蛔虫表面抗原都表现出较强的识别水平,这说明螨虫抗原与蛔虫抗原结构具有相似性。

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激光共聚焦显微镜下的抗原和抗体结合

为了确定抗原蛋白,研究人员使用二维凝胶电泳(2D SDS-PAGE)和免疫印迹法鉴定尘螨特异性抗体的靶向蛔虫抗原。结果发现尘螨驱动的抗体对9种蛔虫抗原蛋白具有反应性,但只有5种蛋白被交叉反应抗体识别,进一步进行LC-MS / MS分析,最终明确了3种蛔虫抗原蛋白,分别是:enolase、tropomyosin和enoyl-CoA hydratase putative。

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二维凝胶电泳和免疫印迹后的抗原鉴定

对三种抗原蛋白进行序列分析和3D结构模型,研究人员发现尘螨和蛔虫的enolase蛋白相似度达71.66%,tropomyosin蛋白相似度达73.94%,noyl-CoA hydratase putative蛋白相似度达65,64%。高相似度说明了尘螨和蛔虫的抗原具有高度同源性。进一步构建的系统进化树,同样证明两种动物抗原的同源性。

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蛋白的序列分析和3D结构模型

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系统进化树

最后,研究人员评估了尘螨和蛔虫引起的交叉免疫反应是否会加重炎症。结果显示在肺部炎症检测中,中性粒细胞、CXCL-1、IL-6和IL-17的水平明显升高,这说明尘螨和蛔虫抗原之间的交叉反应可能会加剧肺过敏性炎症。

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肺部IL-6和IL-17的水平

总的来说,这项研究表明尘螨可以通过分子和结构相似的同源抗原来驱动产生蛔虫抗体,同时可能直接影响过敏性炎症的发生,这可能为在某些热带环境中检出哮喘和其他过敏性疾病的高发提供了解释。

参考资料:

[1]https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1009337

编者按:本文转载自微信公众号:生物探索(ID:biodiscover),作者: 侯媛媛


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