Введение
Будучи облигатным внутриклеточным паразитом, Т. гондий имеет ограниченные возможности, чтобы выжить вне клетки во время инфекции. Вторгаясь новую клетку-хозяина там-этому решающее значение для выживания и расширения Infec Тион. механизмы вторжения, как представляется, весьма консервативны в Apicomplexa, что означает, что результаты, полученные с помощью одного организма часто могут быть экстраполированы на другие члены филы. Соответственно, в тех местах, в этой главе мы опишем Т. гондий нашествие с использованием дополнительных выводов, полученных от других Apicomplexa. Почти все из наших знаний о взаимодействии Т. гондий-клеток-хозяев получают из исследований в пробирке, используя
тахизоиты, этап, который является наиболее пригоден для экспериментов.
Т. гондий показывает две основные особенности по сравнению с другими членами филы. Во-первых, он практически не имеет хозяина специфичностью, будучи в состоянии вторгнуться все типы клеток - от млекопитающих для рыб и даже клетки насекомых. Только протопласты растений оказались невосприимчивыми к инвазии (Werk и Фишер, 1982). Во-вторых, контрастирующие с большинством других Apicomplexa, что умножить на шизогонии, Т. гондий тахизоиты пролиферируют с помощью endodyogeny, минуя стадию дедифференцировка, что происходит в шизонтах. Тахизоиты, таким образом, инвазивная на любой стадии их клеточного цикла, за исключением того, в течение короткого периода цитокинеза.
Токсоплазма. Модельные Apicomplexan-перспективы и методы, под редакцией Weiss & Kim
ISBN-13: 978-0-12-369542-0
ISBN-10: 0-12-369542-2
Copyright © 2007 Elsevier Ltd.
Все права воспроизведения в любой форме зарезервированы.
266 Toxoplasma Секреторные БЕЛКИ И ИХ РОЛИ В инвазии клеток и внутриклеточное ВЫЖИВАНИЕ
Вторжение Хоста-клеток Т. гондий является активным, пара-сайт управляемого процесса (Морисак и др., 1995). Это приводит к образованию нового субклеточного отсека, в котором паразиты обосноваться и размножаться. В органеллах апикального комплекса - micronemes, rhoptries и плотные гранулы - последовательно играют свою роль в этом процессе, exocytosing их содержимого (Dubremetz и др, 1993; Каррузерс и Сиб, 1997.).
В этой главе будут рассмотрены основные элементы, участвующие в инвазии и подчеркнуть последовательный экзоцитоза секреторных органелл, в том числе некоторых периферийных аспектов, таких как незаконный оборот белка в органеллы и биогенеза в паразитофорной вакуоли.
ВТОРЖЕНИЯ: быстрый и активный процесс ЗАВИСИМОСТИ ОТ скользя моторики
Вторжение Хост-клеток Т. гондий принципиально отличается от фагоцитоза или эндоцитоза, вызванных внутриклеточными патогенными микроорганизмами, такими как вирусы, бактерии, или Trypanosoma Тгурапозота (Finlay и Cossart, 1997;. Антуан и др, 1998, Сибли и Эндрюс, 2000). Вторжение по существу завершено менее чем за 20 секунд, и происходит с явной пассивностью клетки-хозяина (т.е., не вызывая хост-клеточную мембрану растрепав, актин микрофиламенты reorgani-зацию или фосфорилирование тирозина в клетке-хозяине) (Морисак и др., 1995). механизмы Вступления в значительной степени обусловлены самом паразитом и, следовательно, называют «активным вторжением», вместо термина «индуцированного вторжение», используемым для ввода бактерий. Паразит проникает в плотно закрывающейся вакуоль, образованной инвагинирующий на хост плазматической мембраны. Это активное вторжение было обнаружено во многих различных типах клеток, в том числе профессиональных фагоцитов, и паразит затем находится в специализированном отделении, называется паразитофорной вакуоль (PV), который не окисляться (Сиб и др., 1985) или предохранитель с лизосомами (Джонс и Hirsch, 1972). П.В. также не пересекается с принимающим эндоцитическим или exocytic систем (Mordue и др., 1999a).
Контрастное с этим активным вторжением, опсонизированные паразиты интернализуются макрофагами свыше
период 2-4 минут в просторном вакуоли, включая ряд глубоких изменений клетки-хозяина, подобных тем, когда срабатывает бактерия захватывается (Морисаки и др., 1995). Вакуоли окружающих паразита затем традиционные фагосомы, который быстро приобретает маркеры эндоцитоза, сливается с эндосомами / лизосомами, и быстро окисляются (Сибли и др, 1985;.. Морисак и др, 1995, Mordue и Сиб, 1997). Паразита затем разрушается лизосомальных ферментов. Опсонизированным интернализация не предполагает reori-ентацию паразита, чтобы довести апикальный конец в контакт с клеткой-хозяина, как это наблюдалось для активного вторжения, и не включает в себя секрецию апикальных белков, хранящихся в секреторных органеллах (Морисак и др., 1995). Поэтому судьба паразита во многом зависит от его способности активно вторгаться.
Как и другие apicomplexan zoites, инвазионные стадии Т. гондий подвижны. Подвижность и инвазия тесно связаны между собой, а также молекулярные механизмы, движущие эти два явления весьма схожи. Non-паразиты подвижные неспособны проникнуть в клетку. Toxoplasma клетка не имеет специальные органеллы для моторики, таких как реснички или жгутики, но они могут перемещаться вдоль подложки или поверхности принимающей клетки скольжения, с передне-задней полярностью. Это скольжение моторики, который является специфическим для Apicomplexa и высоко консервативны в пределах филюма, определяется отсутствие изменения формы, в отличие от amebae и других клеток Verte-brate, которые используют ползет моторики сопровождается испусканием подталкивателей и lamellipods в направлении движения. Apicomplexan локо-движение исключительно быстро, достигая скорости до 10ìм / с в пробирке - то есть в 10-50 раз быстрее, чем темпы моторики большинства других клеток (кератиноциты, amebae и т.д.).
Видеомикроскопии внеклеточного Т. Gondii тахи- zoites показывает, что это скольжение моторика состоит из последовательности нескольких стереотипного поведения:
● круговые скольжения, который начинается в то время как Црес цента в форме паразит лежит на его правой стороне, откуда он двигается в направлении против часовой стрелки способа,
● в вертикальном положении вертела, которое происходит, когда паразит прикрепляется к подложке посредством ее заднего конца, производя вращение по часовой стрелке, и
| НАШЕСТВИЕ: БЫСТРО И АКТИВНЫЙ ПРОЦЕСС ЗАВИСИМОСТИ Скользя моторики |
● спиральное вращение, который представляет собой горизонтальное движение вертела приводит к перемещению вперед (Хоканссон и др., 1999).
Винтовая скольжение является единственным междугородними произ-онно движения наблюдается в пробирке, но следует отметить, что Plasmodium спорозоиты проявляют только круговое скольжение в пробирке пока они способны мигрировать значительные линейные расстояния во время вторжения печени (Фреверт и др., 2005), Направленности и скручивание характера спиральной моторики наводит на мысль, связь между ведущей системой паразита и спиральной организацией subpellicular микротрубочек. Это соединение может быть установлено косвенно по внутримембранным частицам (IMP), присутствующие на протоплазматических гранях внутренней мембраны комплекса (см главу 2).
Во время спирального скольжения, Toxoplasma вступает в непосредственный контакт с клеткой-хозяином по ее апикального конца. Против часовой стрелки кручение тела паразита иногда видно во время записи (Nichols, 1985). Апикальный шаг крепления трудно представить себе, поскольку вторжение является быстрым процессом, и оба скользя локомоций и инвазия появляются Continu-OUs для приблизительно пятикратный REDUC-ции в скорости во время записи, за исключением. Тем не менее, существуют некоторые доказательства присоединения с апикальной переориентацией, так как лечение вторжения паразитов с цитохалазином D (cytD), актин, разрушающими лекарственным средством, которое блокирует подвижность и вторжение, не влияет на прикрепление (Miller и др, 1979;. Добровольски и Сиб, 1996), предполагая, что прикрепление и активное вторжение расцепкой.
Коноид, наперсток-образной формой цитоскелет струк-р на крайней вершине паразита, расширяет и убирается повторно, так как паразит перемещается вдоль поверхности хоста-клеток. Соединение (ингибитор 6) идентифицирован в недавнем экране маленькая молекула Selec-тельно блоков коноидом экструзии и инвазии паразита (Carey и др., 2004а). Однако коноид экструзия не участвует в моторики, так как этот же ингибитор не имеет никакого влияния ни на паразита моторики или microneme секреции. Хотя его точная роль в инвазии неизвестна, движение коноида может содействовать тому, чтобы апекс паразита в непосредственной близости от поверхности принимающей клетки. Предварительная обработка с цитохалазином D ингибирует коноид
экструзии (Мондрагон и Frixione, 1996), но, как уже упоминалось ранее, не влияет на прикрепление, указывая, что прямая роль коноида в интимных крепления могут быть исключены. Проекция этой структуры в процессе моторики или вторжения очевидна в Toxoplasma, Eimeria, и Sarcocystis - APICOM-plexan виды, которые инициируют инфекцию через кишечник. Отсутствие этой органеллы в Plasmodium зр. предполагает, что это может быть использовано дополнительное устройство для проникновения особенно прочные барьеры, такие как желудочно-кишечного эпителия (Mondragon и Frixione, 1996).
Площадь тесного контакта между клеткой и расширенным коноидом инвагинирует как небольшое углубление мембраны хоста-клетки, чтобы создать подвижное соединение (MJ), через который APICOM-plexan zoites продвинуть себя в зарождающуюся PV (Аикав и др., 1978). МДж представляет собой область плотных контактный, но не слияние между паразитом и хозяином-клеточными мембранами, причем последним заметно утолщен на этом уровне (Аикав и др., 1978). Вымораживание перелома вторжения тахизоитов (Porchet и Torpier, 1977; смотри также глава 2 этого объема) показывает, что МДж содержит rhomboidally выстроенных частиц и идентичен по внешнему виду, что образованного вторжения плазмодия knowlesi Mero-zoites (Аикав и др. 1981). МДж движется как по окружности кольца вокруг паразита, как Inva-SION продолжается (см главу 2). Оно совпадает Gener-союзника, но не систематически с видным сужением паразита на месте Пенетра Тион. Это сужение может быть результатом физических ограничений, налагаемых принимающей цитоскелета. По аналогии с ирисовой диафрагмой, то МДж расширяется, как он скользит по средней части паразита, а затем закрывает на заднем конце, когда запись будет завершена путем слияния принимающей мембраны позади паразита (Аикав и др, 1978;. Лебрена и др. 2005). Паразита в настоящее время находится в пределах PV, мембрана из которых происходит главным образом из-хозяин плазмалеммы (Süß-Тоби и др., 1996). Поразительная разница в плотности IMP между P поверхностью клетки-хозяином и P поверхности PV наблюдается (Аикав и др, 1981;. Dubremetz и др., 1993), иллюстрирующей диффузионный барьер, который исключает трансмембранные белки на МДж (Mordue и др., 1999b).
268 Toxoplasma Секреторные БЕЛКИ И ИХ РОЛИ В инвазии клеток и внутриклеточное ВЫЖИВАНИЕ
Паразит затем выделяют из цитоплазмы клетки-хозяина в PV, который увеличивается в размерах после, чтобы его развития. Уединившийся в PV, паразит утилизирует существенный Nutri-энт из клетки-хозяина и быстро размножается. Шваб и его коллеги показали, что ПВМ окружающей T.gondii, позволяет свободную двунаправленную диффузию небольших заряженных и незаряженных моль (лекулы<1 300 Да) между цитоплазмой хоста-клетками и вакуолярным пространством (Schwab и др., 1994). Этот вывод согласуется с порой белкового происхождения, пересекающее PVM. Так как интегральные мембранные белки из хозяина исключается из пара-sitophorous мембраны вакуоли (PVM) (Mordue и др., 1999a), поры, вероятно, паразит получены. Parasite белки, высвобождаемые из двух различных секреторных органелл (в rhoptries и плотные гранулы) связаны с PVM (Саффер и соавт, 1992;.. Lecordier и др, 1999) и может способствовать образованию пор.
В отличии от облегающих PV, образованных тахизоитами, вход спорозоитов в пробирке является символом-теризуется большой первичной вакуолью, содержащей одну паразита и не имеющая молекулярные поры (Speer и соавт, 1997;. Тилли и др., 1997). Паразит не размножается в этом вакуоли; вместо этого, в течение 24 часов, он формирует и выходит во вторичные вакуоли, сопровождается выделением плотных гранул-белков (Тилли и др., 1997). Значение этого процесса вторжения двухступенчатой неизвестно, но так как паразит реплицируется только в пределах вторичной вакуоли (Шпеер и др., 1995), удельная секреторная модификация купе, вероятно, имеет решающее значение для паразита внутриклеточного выживания и размножения.