近日，我校獸醫(yī)學院寄生蟲團隊、嶺南現(xiàn)代農業(yè)科學與技術廣東省實驗室和華中農業(yè)大學動物醫(yī)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。相關研究近日在線發(fā)表于PLOS Pathogens（論文鏈接：https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1010864）。

　　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(yǎng)殖業(yè)發(fā)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(xiàn)有研究表明，代謝途徑與蟲體的生長和毒力緊密關聯(lián)，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），研究人員前期已解析了糖酵解在弓形蟲生長發(fā)育中的作用，發(fā)現(xiàn)了丙酮酸激酶和乳酸脫氫酶等潛在的藥物和疫苗設計靶標（Xia et al., mBio, 2019；Xia et al., Cellular Microbiology, 2018；Xia et al., Frontiers in Immunology, 2019）。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。本研究發(fā)現(xiàn)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(tǒng)研究了PPP在弓形蟲生長發(fā)育中的作用與機制。

　　研究發(fā)現(xiàn)，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(yǎng)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(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，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。

　　研究還發(fā)現(xiàn)，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。此外，該研究也發(fā)現(xiàn)，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。

不同條件下PPP代謝模型

　　獸醫(yī)學院夏寧波副教授為論文第一作者，獸醫(yī)學院馮耀宇教授為主要通訊作者，獸醫(yī)學院肖立華教授及華中農業(yè)大學動物醫(yī)學院申邦教授為共同通訊作者。該研究工作得到了嶺南現(xiàn)代農業(yè)科學與技術廣東省實驗室科研項目（NT2021007）、國家自然科學基金（32002305）、廣東省基礎與應用基礎研究基金（2022A1515011104）、“111計劃”（D20008）和廣東省普通高校創(chuàng)新團隊項目（2019KCXTD001）等項目的資助。

文圖/獸醫(yī)學院