雞球蟲感染與宿主細胞凋亡的研究進展

欒艷+崔小珍+劉勝+郝攀

摘要：雞球蟲感染引起的細胞凋亡是球蟲與宿主細胞之間的相互作用，球蟲感染宿主細胞后，可引發局部炎癥進而誘發宿主細胞凋亡，也可抑制宿主細胞凋亡，維持細胞完整性。

關鍵詞：雞球蟲病；宿主細胞；凋亡

中圖分類號：S858.31 文獻標識碼：B 文章編號：1007-273X（2017）05-0012-02

凋亡，是在一定的生理和病理情況下，為維護機體內環境穩定，通過基因調控而使細胞自動消亡的過程，在維持組織、器官的正常形態和功能方面具有重要作用。除此之外，凋亡是宿主機體抑制侵入細胞內的病原生物的增殖，保護未感染細胞并減少宿主細胞損傷的一種重要性質，在宿主對抗病原感染中具有重要作用。然而許多胞內病原生物，如細菌、病毒、細胞內寄生原蟲（包括弓形蟲）已經進化，通過各種途徑來抑制細胞凋亡。現對雞球蟲感染宿主細胞后造成的細胞凋亡效果進行闡述。

1 雞球蟲病的危害

雞球蟲病是一種普遍發生的、危害十分嚴重的疾病。該病的發病率為50%～70%，死亡率為20%～30%，嚴重時高達80%。可以說，幾乎所有養雞的地方都有雞球蟲病發生。成年雞多半帶蟲，嚴重影響增重和產蛋量，“耐過”的病雞長期不能康復，增重率下降，生長發育嚴重受阻，給養雞業帶來巨大的經濟損失，據報道世界各地每年僅球蟲病造成的經濟損失就達80億美元[1]。

2 雞球蟲感染與宿主細胞凋亡

2.1 雞球蟲感染誘發宿主細胞凋亡

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

球蟲感染宿主細胞后，細胞受到凋亡信號刺激后，線粒體發生腫脹，位于線粒體內外膜之間的線粒體通透性轉變孔道（MPTP）開放，進而導致線粒體外膜膜電位降低，外膜破裂，線粒體內細胞色素C（CytC）、凋亡誘導因子（AIF）、Ca2+以及活性氧自由基（ROS）等釋放到細胞質中，它們或激活胱冬肽酶（Caspase），或獨立地破壞核內染色質，或作用于其他Ca2+依賴蛋白，從而引起細胞凋亡。

寄生蟲感染后，對宿主細胞產生不同程度的損害，殺傷宿主細胞或誘導宿主細胞發生凋亡。尤其是胞內寄生蟲感染后，宿主感染細胞的凋亡可同時消除胞內寄生蟲，降低蟲負荷。因此，宿主細胞凋亡也是宿主自我保護作用的表現之一，是調節寄生蟲誘導的宿主免疫反應的重要因素。其機制可能通過以下3種：（1）粒酶B介導的通路；（2）Fas（CD95）配體、受體結合觸發的死亡通路；（3）線粒體釋放細胞色素C入細胞質所介導的通路。寄生蟲感染致使宿主細胞凋亡后， 機體需在無炎癥的情況下將凋亡細胞清除。作為凋亡細胞表達的配體之一的磷脂酰絲氨酸（PS），參與了凋亡細胞被鄰近巨噬細胞識別后的無炎癥下的清除作用。PS配體的結合可引起轉化生長因子-β（TNF-β）的釋放；而后者作為一種抗炎癥細胞因子，能夠抑制巨噬細胞介導的炎癥反應。PS正常情況下存在于細胞膜內側，而在細胞凋亡時則暴露于細胞表面，從而刺激細胞吞噬作用。在該吞噬作用中，PS受體（PSR）介導了PS的識別。秀麗隱桿線蟲PSR-1在由細胞內信號分子CED2、CED5、CED10、CED12介導的信號通路中，作為識別PS的受體，在細胞吞噬作用中起著重要的作用。

2.2 雞球蟲感染抑制宿主細胞凋亡

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

Cacho等[4]在雞活體試驗中證實，堆型和柔嫩艾美耳球蟲第二代裂殖體在發育完成之前可激活宿主細胞的NF-κB，抑制宿主細胞凋亡，完成之后，誘導宿主細胞凋亡。

Sen等[5]從B淋巴細胞的核抽提物中檢測到一種核蛋白因子，發現該物質能與免疫球蛋白κ鏈基因增強子κB序列特異結合，并促進κ鏈基因表達，他們將其稱為NF-κB。NF-κB幾乎存在于所有細胞中。未受刺激時，胞質中NF-κB的P65亞基與I κB蛋白結合，覆蓋NF-κB P50亞基的核定位信號，使NF-κB與I κB形成三聚體復合物，處于未活化狀態，不具備調節基因轉錄的能力。當細胞受到刺激時，蛋白激酶被激活，使得I κB磷酸化并發生裂解，解離出的NF-κB隨即迅速由胞質位移進入細胞核。入核的NF-κB二聚體與基因上的κB的位點特異結合，直接上調細胞凋亡蛋白抑制劑（c-IAP1、c-IAP2和X-IAP1） [6，7]、TNF受體相關因子（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，抑制細胞凋亡[8]。

寄生蟲感染后并不全是誘導宿主細胞發生凋亡，有些寄生蟲感染后，可抑制宿主細胞的凋亡。如弓形蟲感染，既可誘導宿主的CD4+T細胞和巨噬細胞的凋亡，同時也可抑制宿主細胞的凋亡，以延長宿主細胞的存活時間，這將有利于弓形蟲自身的存活，達到維持感染和蟲荷的目的。據研究發現，克氏錐蟲感染可抑制死亡受體Fas介導的凋亡過程中某一早期階段。用抗Fas單克隆抗體刺激凋亡的發生，結果錐蟲感染細胞的凋亡發生率明顯低于正常對照細胞。Caspase-8活性在發生凋亡的正常對照細胞中明顯增強，而在凋亡細胞中則完全被抑制。因此，Caspase-8活性的抑制可能參與了錐蟲感染對宿主細胞凋亡的抑制作用。同時發現，腫瘤壞死因子（TNF）-α刺激后，感染細胞的凋亡發生率也明顯低于正常對照細胞。

3 小結

雞球蟲感染引起的細胞凋亡是球蟲與宿主細胞之間的相互作用，球蟲感染宿主細胞后，一方面誘導凋亡破壞細胞，引發局部炎癥；另一方面抑制凋亡維持細胞完整性，造成持續性感染，因此宿主細胞凋亡可以視為一種自衛反應。球蟲抑制宿主細胞凋亡使細胞維持自身的完整性，逃避了宿主防御系統的殺滅作用，存活時間得以延長，為自身在細胞內的生長、增殖和體內擴散創造了條件。目前對球蟲感染引發宿主細胞凋亡的研究尚處于初級階段，大量的探索性研究有待下一步進行。

參考文獻：

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