Fasciola hepatica のセルピン：宿主と寄生虫の相互作用への洞察

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Int. J. Parasitol..2020 Jul;S0020-7519(20)30177-6. doi: 10.1016/j.ijpara.2020.05.010.Epub 2020-07-12.

Fasciola hepatica のセルピン：宿主と寄生虫の相互作用への洞察

Serpins in Fasciola hepatica: insights into host-parasite interactions.

Lucía Sánchez Di Maggio
Lucas Tirloni
Marcelle Uhl
Carlos Carmona
Carlos Logullo
Albert Mulenga
Itabajara da Silva Vaz
Patrícia Berasain

PMID: 32668271 DOI: 10.1016/j.ijpara.2020.05.010.

抄録

プロテアーゼ阻害剤は、寄生虫の発生と生存に重要な役割を果たし、脊椎動物宿主の免疫応答を調節します。セルピンファミリーのメンバーは、セリンプロテアーゼの不可逆的な阻害剤であり、寄生虫に対する防御に関連するシステムを制御しています。現在のところ、肝臓フリューク（Fasciola hepatica）のプロテアーゼ阻害剤に関する情報は限られている。本研究では、F. hepatica (FhS-1 - FhS-4)から4つのセルピンを同定した。生化学的特性解析の結果、組換えFhS-2（rFhS）はヒト好中球カテプシンGの活性を阻害し、rFhS-4はウシ膵臓キモトリプシンとカテプシンGの活性を阻害することが明らかになった。阻害剤の機能プロファイリングデータと一致し、rFhS-4はカテプシンG活性化血小板凝集を用量依存的に阻害した。組織の局在化は、これらのセルピンが異なる空間分布を持っていることを実証した。FhS-2は卵巣に局在し、FhS-4は腸細胞に局在していた。FhS-2は卵巣に局在し、FhS-4は腸管細胞に局在していたが、FhS-4は共に脛骨内の棘に局在していた。これらの知見は、成虫の免疫回避機構の一部として、また寄生虫のライフサイクルの継続性を確保するための卵の保護機構の一部として、これらのタンパク質の機能的役割を研究するための基礎を提供します。肝臓フルークのセルピンのさらなる理解は、新しい抗寄生虫治療法の発見につながる可能性があります。

Protease inhibitors play crucial roles in parasite development and survival, modulating the immune responses of their vertebrate hosts. Members of the serpin family are irreversible inhibitors of serine proteases and regulate systems related to defence against parasites. Limited information is currently available on protease inhibitors from the liver fluke Fasciola hepatica. In this study, we characterised four serpins from F. hepatica (FhS-1 - FhS-4). Biochemical characterisation revealed that recombinant FhS-2 (rFhS) inhibits the activity of human neutrophil cathepsin G, while rFhS-4 inhibits the activity of bovine pancreatic chymotrypsin and cathepsin G. Consistent with inhibitor function profiling data, rFhS-4 inhibited cathepsin G-activated platelet aggregation in a dose-responsive manner.Similar to other serpins, rFhS2 and rFhS-4 bind to heparin with high affinity. Tissue localisation demonstrated that these serpins have different spatial distributions. FhS-2 is localised in the ovary, while FhS-4 was found in gut cells. Both of them co-localised in the spines within the tegument. These findings provide the basis for study of functional roles of these proteins as part of an immune evasion mechanism in the adult fluke, and in protection of eggs to ensure parasite life cycle continuity. Further understanding of serpins from the liver fluke may lead to the discovery of novel anti-parasitic interventions.