人獸共患弓形蟲適應寄生生活的代謝新機制獲揭示

近日，華南農業大學獸醫學院寄生蟲團隊、嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室和華中農業大學動物醫學院等單位合作，闡明了磷酸戊糖代謝在人獸共患病原體弓形蟲生長和代謝中的作用與機理。相關研究在線發表于PLOS Pathogens。獸醫學院副教授夏寧波為該論文第一作者，獸醫學院教授馮耀宇為主要通訊作者，獸醫學院教授肖立華及華中農業大學動物醫學院教授申邦為共同通訊作者。

弓形蟲是重要的廣譜人獸共患寄生原蟲。弓形蟲感染嚴重危害人類健康和畜禽養殖業發展，造成巨大的社會問題和經濟損失。目前，弓形蟲病尚無理想的藥物和疫苗。現有研究表明，代謝途徑與蟲體的生長和毒力緊密關聯，是藥物和疫苗設計的潛在靶點。葡萄糖分解代謝主要包括糖酵解和磷酸戊糖代謝途徑（PPP），盡管PPP也是弓形蟲葡萄糖分解代謝的主要途徑之一，但是其受關注度低。

在該項研究中，研究人員發現弓形蟲中存在復雜的PPP，并通過遺傳學、細胞生物學和生物化學等手段系統研究了PPP在弓形蟲生長發育中的作用與機制。他們發現，PPP氧化階段的2個葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（TgG6PDH1，TgG6PDH2）對弓形蟲體外正常培養條件下的生長與體內致病不重要，但是，TgG6PDH2貢獻NADPH生成，并在抗氧化應激中發揮重要作用。研究發現，2個6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶（Tg6PGDH1，Tg6PGDH2）存在時期差異性表達，Tg6PGDH2而不是Tg6PGDH1對弓形蟲速殖子的生長十分重要，其缺失阻礙1,2-13C2-葡萄糖流入戊糖。

該研究還發現，PPP非氧化階段的核酮糖-5-磷酸異構酶（TgRPI）的缺失會損害葡萄糖在中心碳代謝途徑中的通量，導致核糖體蛋白、微線體蛋白和棒狀體蛋白等表達下調，從而造成蟲體體外入侵與生長、體內繁殖與毒力下降。該研究也發現，缺失核酮糖-5-磷酸差向酶（TgRuPE）和轉醛酶（TgTAL）不影響弓形蟲的生長與毒力，提示了蟲體的代謝靈活性。

該研究結果闡明了弓形蟲對PPP的生理需求，同時揭示了其代謝靈活性和脆弱性，并提供了有潛力的抗寄生蟲靶標。

上述研究工作得到了嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室科研項目、國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金、“111計劃”和廣東省普通高校創新團隊項目等項目的資助。