肝阶段疟疾寄生虫:它们的位置有关系吗?

在入侵红细胞之前,疟疾寄生虫在肝细胞中繁殖。最近的工作一直在研究宿主细胞在肝脏结构中的位置是否影响寄生虫的生长和生存

在被疟疾感染的蚊子蚊子咬伤的几个小时内,寄生虫的孢子虫阶段进入了循环系统,并通过门静脉到达肝脏。孢子虫罐穿过几个肝细胞(肝细胞)感染一种。在这里,被封闭在由细胞的浆膜形成的液泡(寄生虫液泡)中,它变成了一个进食阶段,然后经过无性繁殖,产生数以万计的蛋白酶,这些蛋白被释放到血液中,最初封闭在囊泡中。

导致孢子虫停止穿越肝细胞并定居在特定的触发因素仍不清楚,但最近的观察结果表明,某些肝细胞可能会使其他人变得更好。

肝脏

肝细胞在肝脏中的排列不是均匀的。它们是在重复的六边形小叶中组织的,每个小叶都有六角形角的中央静脉和门户节点。

OpenStax College的肝脏结构示意图 - 结合网站解剖与生理学。http://cnx.org/content/col11496/1.6/,2013年6月19日。

沿着小叶的径向轴的血液流动,从门户节点到中静脉,产生氧,营养和激素的梯度,从而产生肝细胞的区域基因表达和功能的变异性存在。因此,与其他区域相比,某些区域细胞中的内部环境可以更好地支持疟原虫的发展。

小叶中的寄生虫位置

尽管以前有人提出,沿小叶轴感染的肝细胞的位置会影响寄生虫发育的速度,但尚未得到证实。先前已经使用散装mRNA测量和制备的疟疾单细胞图集进行了肝细胞和肝脏寄生虫的转录组,但是这些方法没有区分感染细胞来自哪个小叶区。需要改进的方法。

由Shalev Itzkovitz和Maria Mota领导的研究团队已经最近出版一项对疟疾感染的肝脏的研究,尽管仍使用单细胞方法,但确实使它们能够定位每个肝细胞的起源区域。

他们的方法

向小鼠注入了表达GFP的啮齿动物疟疾克隆的子孢子,一旦肝脏解离并将其分离成细胞分类器中的个体生物或死细胞,才能鉴定受感染的肝细胞的鉴定。

通过单细胞RNA测序在感染后的不同时间监测单个肝细胞中的基因表达。可以使用已知与每个区域相关的标记来确定每个单元的原点区域。另外,寄生虫位置位于单分子荧光中的完整肝脏内原位杂交实验。

基因表达

使用单细胞RNA测序,来自不同区域的未感染和感染肝细胞之间的比较在免疫相关基因中表现出上调。参与铁代谢的基因也在感染细胞中上调,可能导致剥夺可用于使用寄生虫的铁。下调的过程包括脂肪酸代谢,可能会剥夺寄生虫形成的必要材料等。这些发现在完整的肝脏研究中得到了验证。

发现某些寄生虫基因的表达在感染后阶段后期位于周围和周围的人之间有所不同。

寄生虫位置

单细胞研究发现,围腹区的感染更多的肝细胞,但原位研究仅在感染后四十小时才证实这一点,表明寄生虫在该区域内生存和发展。作者认为,这可能与距离周围区域更远的区域中的氧气张力较低有关,因为众所周知,低氧张力有助于疟疾寄生虫的发展。或者,由于免疫分区发生在小叶中,因此它可能与周围区域的寄生虫清除率更高有关。

为了支持后一个论点,单细胞研究表明,与围围区中感染细胞的那些感染细胞相比,周围区域中的寄生虫发展得更慢,并且许多人未能发展得更多。

寄生虫的发展失败

当寄生虫液泡的膜分解时,寄生虫分子18s被释放。如果在整个肝细胞中看到该分子,而不是仅仅在液泡内部,则表明垂死的寄生虫。研究人员称之为含有这些寄生虫流产细胞的肝细胞。在周围区域中,观察到的流产细胞比上心区域多,它们的数量随时间增加,并且在募集免疫细胞中涉及的肝细胞基因表达增加,这表明随着时间的推移去除流产细胞。

因此,尽管详细的单细胞和原位作者使用的方法表明,肝小叶中没有优先的浸润部位,流产细胞的观察结果支持以下建议:寄生虫在周围区域无法得很好。

谨慎

重要的是要注意,当从蚊子叮咬开始感染(孢子岩接种物)时,流产肝细胞的频率要低得多,表明这一发现可能与自然环境无关。作者认识到这一点,并建议前进的道路是看到他们发现与流产性肝细胞有关肝脏感染成功的人为增加的途径的影响。

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注释