从人类疟疾寄生虫的基因组分析中获得的见解使我们对碱性疾病生物学,耐药性,疟疾流行病学和分子生态学的理解有所了解。技术进步以及分子和基因组工具的成本降低的消除措施,包括大规模(> 20,000个恶性疟原虫全基因组),合作的努力,以产生公开可用的人群水平的整体基因组数据以及对靶向测序的使用方法,以监测实时基因属于实时的基因种群。这项工作的大部分都集中在引起寄生虫的寄生虫的原发性人麦芽膜上。然而,由于许多国家通过这两种物种造成的疟疾消除,包括研究不足的人畜共患病诺里斯(P. Knowlesi)在内的其他疟疾寄生虫正在变得越来越关注。因此,我们研究计划的一部分是使用尖端的基因组和生物信息学技术来更好地了解P. Knowlesi的生物学,生态学和流行病学。这项工作是与马来西亚,印度尼西亚,新加坡,泰国,英国,美国和荷兰以及澳大利亚的海外合作伙伴进行的。我们以基因组为中心的计划涉及全基因组关联研究,大规模的种群遗传学分析以及分子监测工具的发展。我们的最终目标是为东南亚的疟疾消除努力做出贡献。
疟疾仍然是一个公共卫生问题,每年仍有超过500万人死亡。尽管许多国家正在进行努力,但由于对大多数传统药物的抗药性,包括青蒿素化合物,这是目前可用的最有效的抗疟药,因此消除了疟疾。因此,迫切需要采用新药物的新药物,具有新的作用机理以绕过抵抗力。从这个意义上讲,最有希望的领域之一是探索运输蛋白。转运蛋白介导溶质摄取,以进行细胞内寄生虫增殖和存活。靶向转运蛋白可以利用这些过程来消除寄生虫。在这里,我们专注于恶性疟原虫的转运蛋白 - 被感染的红细胞作为潜在的生物学靶标,并讨论针对它们的已发表药物。
恶性疟原虫中耐药性的复发性出现增加了遗传验证耐药性机制并确定新靶标的紧迫性。反向遗传学促进了基因组规模的基因敲除筛网和弓形虫弓形虫的基因组规模的敲除筛选,其中多个向量的合并转染对于增加规模和吞吐量至关重要。这些方法尚未在人类疟疾物种(如恶性疟原虫和诺尔斯氏菌)中实施,部分原因是在这些物种中可以进行合并转染的程度尚待评估。在这里,我们使用下一代测序来定量摄取94个条形码向量的池。载体采集的分布使我们能够估计寄生虫种群所取的条形码和DNA分子的数量。恶性疟原虫转染物的稀释克隆表明,单个克隆具有多达七个偶发性条形码,表明尽管转染效率低下,多个载体的摄入量经常发生。对三个光谱呈现的荧光记者的转染使我们能够评估不同的转染方法,并发现Schizont阶段转染限制了寄生虫接收多个向量的趋势。与恶性疟原虫相比,我们观察到,诺尔斯氏菌的较高转染效率导致文库几乎完全表示。这些发现对如何在可培养的质量物种中缩放反向遗传学具有重要意义。
一名 49 岁女性因言语不清、上肢震颤、行走时感觉不平衡和头晕而到苏丹中部喀土穆州的一家医院就诊,这些症状持续了 5 天。12 天前,她报告有 3 天的发烧和发冷病史,为此她每天服用四次 500 毫克的对乙酰氨基酚片。患者没有皮疹、感冒或头痛病史,也没有颈部疼痛、感觉或运动障碍。此外,她没有延髓症状、呕吐、近期接种疫苗或酗酒史,也不吸烟、没有关节痛或体重波动。入院前,她未被诊断出患有疟疾,也没有接受任何抗疟治疗。在临床检查中,患者意识清醒,对时间、地点和人有定向力。她的脉搏(76/min)、呼吸频率(17/min)、血压(90/50)和体温(39°C)均正常。神经系统检查未发现脑膜炎的证据。然而,患者有共济失调步态、构音障碍、上肢震颤、轮替运动障碍和肌张力低下,但没有运动迟缓、僵硬和眼球震颤。此外,她的感觉正常。对脑部进行了磁共振成像(MRI)以排除感染后小脑炎的可能性,结果显示脑结构和脑室系统正常,没有出血或梗塞的证据,也没有中线移位。进行了脑电图检查,结果也正常。从患者身上采集了血样并送往实验室进行常规检查。进一步检查发现小细胞低色素性贫血,并证实外周血涂片中有恶性疟原虫配子体。Epstein-Barr病毒(EBV)、巨细胞病毒(CMV)、主要地方性虫媒病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)和肝炎病毒的病毒筛查均为阴性。肝功能检查显示血清胆红素0.7 mg/dL,总蛋白7.6 g/dL,血清白蛋白5.8 g/dL,碱性磷酸酶79 U/L,天冬氨酸氨基转移酶(AST)21 U/L,丙氨酸氨基转移酶(ALT)26 U/L。肾功能检查显示血液中尿素(27 mg/dL)和血清肌酐(0.71 mg/dL)正常。全血细胞计数检查显示白细胞增多(12.3×10 3 ),血红蛋白11.0 g/dL,血小板计数149×10 3 。采集痰液样本,抗酸杆菌阴性。患者口服(PO)蒿甲醚/卢米凡特林四片(每片20 mg蒿甲醚;120 mg卢米凡特林)作为初始剂量,8小时后口服四片,
生长素诱导降解决定子 (AID) 系统是一种强大的化学-遗传方法,通过小分子进行条件性蛋白酶体降解来操纵内源蛋白质水平。到目前为止,该系统还没有在约氏疟原虫 (P. yoelii) 中进行改造,约氏疟原虫是一种重要且广泛使用的疟原虫啮齿动物寄生虫模型,可用于研究疟疾生物学。在这里,利用 CRISPR/Cas9 基因组编辑方法,我们生成了两种无标记转基因约氏疟原虫寄生虫系 (eef1a-Tir1 和 soap-Tir1),分别在 eef1a 和 soap 启动子下稳定表达水稻基因 tir1。这两条系在寄生虫生命周期中正常发育。在这些背景下,我们使用 CRISPR/Cas9 方法用 AID 基序标记两个基因 (cdc50c 和 fbxo1),并用生长素询问这两种蛋白质的表达。 eef1a - Tir1 系可在无性裂殖体和有性配子体阶段有效降解 AID 标记的内源性蛋白质,而 soap - Tir1 系可在动合子阶段降解蛋白质。这两个系将成为研究基于 P. yoelii 的疟原虫寄生虫生物学的有用资源。
几种抑制 70S 核糖体蛋白质合成的抗生素,包括克林霉素、吡利霉素、4'-戊基-N-去甲基克林霉素、四种四环素、氯霉素、甲砜霉素和红霉素,在培养中对恶性疟原虫具有抗疟作用,这种作用受药物暴露时间和氧张力的影响很大。在 96 小时的孵育中,效力在前 48 小时内增加高达 106 倍,在 15% 02 与 1% 02 中增加高达 104 倍。两种氨基糖苷类药物,卡那霉素和妥布霉素,没有抗疟活性。抑制核酸合成的利福平和萘啶酸与 70S 抑制剂不同。线粒体抑制剂 Janus Green、罗丹明 123、抗霉素 Al 和 8-甲基氨基-8-去甲基核黄素的活性受暴露时间和氧张力的影响。含喹啉的抗疟药、离子载体和其他抗疟药受暴露时间的影响较小,但不受氧张力的影响。这些数据可以用以下假设来最好地解释:抗疟 70S 核糖体特异性蛋白质合成抑制剂通过作用于线粒体对寄生虫产生毒性。
摘要 疟疾是一种毁灭性疾病,导致全球发病率和死亡率显著上升。青蒿素类联合疗法是治疗疟疾的一线疗法,但随着这种疗法的耐药性不断上升,开发具有新作用机制的替代抗疟药的必要性也日益凸显。抑制疟原虫蛋白激酶为药物开发提供了一个尚未得到充分探索的机会。PfPK6 已被确定为恶性疟原虫无性血液阶段增殖的必需激酶,但尚未开展药物化学研究以开发抑制剂。在这项研究中,我们报告了利用分裂荧光素酶三杂交技术,使用 KinaseSeeker 检测法确定 Ki8751 是一种 PfPK6 抑制剂(IC 50 = 14 nM)。设计、合成了一系列 79 种 Ki8751 的 1-苯基-3-(4-(喹啉-4-基氧)苯基)脲衍生物,并评估了它们对 PfPK6 的抑制作用和抗疟原虫活性。通过基团效率分析,我们确定了支架上关键基团对抑制 PfPK6 的重要性,这与 II 型抑制剂药效团一致。我们重点介绍了有助于抗疟原虫活性的尾部基团修饰。我们报告了化合物 67 的发现,它是一种有效的 PfPK6 抑制剂(IC 50 = 13 nM),对恶性疟原虫血液阶段(EC 50 = 160 nM)有效,化合物 79 是一种优秀的 PfPK6 抑制剂(IC 50 < 5 nM),对恶性疟原虫血液阶段(EC 50 = 39 nM)和伯氏疟原虫肝脏阶段(EC 50 = 220 nM)具有双阶段抗疟活性。这些结果为将该化学型进一步开发为新型抗疟药和针对 PfPK6 的化学探针奠定了基础,从而可以进一步研究 PfPK6 的功能。
摘要疟疾是一种媒介传播的疾病,在全球南部造成了严重的损失。疟原虫的流行病学是人类疟疾的地理膨胀剂,其特征是被称为催眠症的休眠寄生虫储层的应计。复发是由催眠岩激活事件引起的,包括大多数血液阶段感染负担,对免疫的获得和超感染的分布产生影响。在这里,我们构建了一个新型模型,用于促进疟原虫的传播,该模型同时说明了催眠岩储层的应计,(血液阶段)超级感染和对免疫性的获取。我们首先使用有限的服务器排队网络模型来表征宿主内部动力学作为蚊子到人类传输强度的函数,从而扩展了我们以前的模型以捕获离散的免疫力水平。为了模拟传播阻滞和抗异酶免疫,我们允许在成功的人类到 - 摩斯高质传播和症状血液阶段感染作为这种免疫力水平的各个概率中的几何衰减。在混合近似情况下(概率内部分布)被视为预期的人群水平比例 - 我们将伴侣寄主和向量动力学恢复与Ross-Macdonald理论一致的降低隔室模型。然后,我们对此隔室模型进行稳态分析,该模型由在主机内级别得出的(分析)分布。为了表征瞬态动力学,我们得出了一个简化的IntegrodiventionTequations的系统,同样由主机内排队网络告知,从而使我们能够为各种
摘要红细胞侵袭阶段在恶性疟原虫中在繁殖,性测定和耐药性中起着关键作用。为了确定红细胞侵袭阶段中的关键基因和途径,使用了W2MEF菌株的基因集(GSE129949)和RNA-SEQ计数数据进行进一步分析。进行了一项综合生物启动研究研究,以审查基因作为潜在的药物靶标。487差异表达的基因(DEG)具有调整后的P值<0.001富含47个基因本体论(GO)项,这些术语基于超几何分析P值<0.01。蛋白质 - 蛋白质相互作用网络分析是使用具有较高置信度相互作用的DEG进行的(PPI评分阈值= 0.7)。MCODE和CYTOHUBBA应用程序用于定义轮毂蛋白,并根据多个拓扑分析和MCODE分数对它们进行排名。此外,通过使用MPMP数据库中的322个基因集进行基因集富集分析(GSEA)。通过领先分析确定了多个重要基因集中涉及的基因。我们的研究确定了编码蛋白质的六个基因,这些基因可能是与蛋白质侵袭阶段有关的潜在药物靶标,与MerozoITE的运动性,细胞周期调节,G依赖性蛋白激酶磷酸化,微蛋白蛋白的控制,微管组装的控制和性承诺有关。根据DCI(药物置信度指数)和预测结合口袋的值计算这些蛋白质的可药物性。表现出最好的结合袋值的蛋白质受到深度学习的虚拟筛选。该研究以抑制剂鉴定的蛋白质的药物结合评分来确定最佳的小分子抑制剂。
