共焦点顕微鏡を用いた リーシュマニア の貪食作用の調査

リーシュマニア症は、 リーシュマニア属の原生動物寄生虫によって引き起こされる顧みられない熱帯病であり、脊椎動物宿主において、皮膚リーシュマニア症、皮膚粘膜リーシュマニア症および内臓リーシュマニア症を含む広範囲の臨床症状をもたらす¹。世界保健機関(WHO)は、10億人以上の人々が危険にさらされており、年間100万人以上の新規症例が報告されていると推定しています²。

リーシュマニア属菌は、単球、マクロファージおよび樹状細胞を含む宿主細胞内で生存する義務性細胞内原生動物^である3。リーシュマニア-マクロファージ相互作用は、直接相互作用を介して、または補体受容体を含むオプソニゼーションによって、複数の宿主細胞受容体および寄生虫リガンドを含む複雑なプロセスである^4,5。CR1、CR3、マンノースフコース、フィブロネクチン、トール様およびスカベンジャー受容体などの古典的な表面受容体は、マクロファージへの寄生虫付着を媒介する⁶、^7、8。これらの受容体は、63kDa糖タンパク質(gp63)および糖脂質リポホスホグリカン(LPG)⁹を含むリーシュマニアの表面上の分子を認識する。これらは、プロマスチゴテスの表面上で最も豊富な分子であり、宿主免疫応答の転覆に不可欠な役割を果たし、哺乳動物細胞における寄生虫感染の確立を促進する¹⁰。寄生虫表面リガンドがマクロファージ受容体に結合すると、F-アクチンは哺乳類の細胞表面に蓄積し、寄生虫が貪食されるにつれて寄生虫を取り囲む。続いて、これは寄生刺激性液胞(PV)と呼ばれる寄生虫誘発区画の形成をもたらし、これはファゴリソソームの特徴¹¹を提示する。これらのファゴリソソームの内部に入ると、寄生虫は生存と増殖に不可欠ないくつかの変化を経験する³。

PVの生合成は、この病原体の細胞内生存に不可欠な高度に調節された膜輸送プロセスである¹²。このコンパートメントの形成は、宿主エンドサイトーシス経路のファゴソームとコンパートメントとの間の逐次的な融合事象から生じる。古典的な細胞生物学研究は、PVの成熟が単量体Gタンパク質Rab 5およびRab 7タンパク質の獲得を含むことを明らかにしており、これらはそれぞれ初期および後期エンドソーム成熟にそれぞれ関連している¹³。さらに、これらの区画は、リソソーム膜の主要タンパク質構成成分であるリソソーム関連膜タンパク質1および2(LAMP 1、LAMP 2)およびオートファゴソーム^{マーカー14}である微小管関連タンパク質1A/1B軽鎖3(LC3)を獲得する。明らかな類似性にもかかわらず、PV形成^15,16の動態およびこれらの区画の形態は、リーシュマニア種によって異なる。例えば、L. mexicanaまたはL. amazonensisによって引き起こされる感染は、多数の寄生虫を含む大きな区画の形成を誘導する¹⁷。対照的に、L. braziliensisやL. infantumなどの他の種は、通常、各液胞に1つまたは2つの寄生虫のみを含むより小さな液胞を形成する¹⁸。

宿主細胞とリーシュマニア の相互作用に関するこの知識にもかかわらず、宿主受容体と寄生虫リガンドとの間の接触によって引き起こされる初期事象は完全には解明されていない。これらの事象は、寄生虫感染の結果の決定因子であることが知られており、寄生虫種、寄生虫を認識するために動員される宿主細胞受容体のタイプ、およびマクロファージシグナル伝達経路の活性化に依存する^19、20。したがって、 リーシュマニア誘発PVの生合成に関与する分子を同定し、感染の確立および転帰においてこれらの分子が果たす役割を決定することが不可欠である。ここでは、結合、内在化、ファゴソーム形成および成熟を含む、 リーシュマニアの貪食作用の間に起こる初期事象をモニターする方法について説明する。この研究は、異なる リーシュマニア 種によって誘導されるPVの形成におけるPLC、Akt、Rab5、Rab7およびLC3の関与を明らかにするのに役立つ可能性がある。重要なことに、このプロトコルは、PV成熟に関与する他のタンパク質の関与を調査するために使用することができる。今後の研究は、 リーシュマニアと宿主細胞の相互作用に関与するメカニズムに関する知識を広げ、新しい化学療法戦略の設計に貢献するでしょう。