Adenylate Cyclases of Trypanosoma brucei Inhibit the Innate Immune Response of the Host

Salmon et al., 2012, 337 (6093): 463-466

Speaker: Chiung-Chen Chou  (周炯呈)

Commentator: Dr. Chih-LiHsu  (胥直利老師)  

布氏錐蟲( Trypanosoma brucei )，是具有鞭毛的原生蟲，會對人類造成非洲昏睡症，在非洲地區產生經濟與健康方面的問題。布氏錐蟲的傳播媒介是采采蠅，在布氏錐蟲的生活史中，bloodstream form type傳染致被叮咬的健康人類身上，此型態的布氏錐蟲，在其蟲體表面帶有緊密的Variant Surface Glycoprotein (VSG)，這樣的模蛋白具有glycosylphosphatidylinositol (GPI)-anchored。當布氏錐蟲入侵人體之後，會引起人體免疫細胞的反應並且針對布氏錐蟲進行lysis，但是VSG的釋放雖使免疫細胞可以殺死絕大部分的布氏錐蟲，卻使帶有不同VSG的布氏錐蟲繼續存活，因此循環不斷得發生。

布氏錐蟲的VSG基因區塊稱為multiple telomeric expression sites (ESs)。除此之外還有一群polycistronic transcription unit的地方稱做expression site-associated genes (ESAGs). 其中本篇作者提到的 ESAG4是一種帶有adenylyl Cyclases (AC)的基因。AC的功用是做為酵素的角色，接收由G protein指引的信號並且產生cAMP (Secondary Message)。

本篇作者發表在Science期刊，根據內容可以發現作者設計了很好的model來了解布氏錐蟲的AC於感染過程所扮演的角色。作者所做出來的布氏錐蟲model，雖然將布氏錐蟲的AC活性取消，卻不影響布氏錐蟲的正常繁殖功能。實驗中發現，不管是直接改變布氏錐蟲AC活性的DNc組，還是借由induce促使AC改變的DNi組，都會因為AC的活性喪失，致使老鼠的存活率大大提升，也證明他的model之所以成功，也是因為這樣的布氏錐蟲model不影響蟲體的自然增值，顯示今天實驗設計就只有針對AC。除此之外，作者針對指標性的殺蟲細胞激素也有探討，也利用單一細胞激素mutant老鼠做實驗，發現免意細刀的TNF-α會因為布氏錐蟲的AC活性而降低。顯示布氏錐蟲充分利用AC假借免疫細胞的訊號將免意細胞本身的抗蟲相關激素產量降低。

有鑒於此，本篇作者之所以上Science不外乎是設計出一套完整的寄生蟲model並且完整的敘述布氏錐蟲的ESAG4在感染方面的探討與證明。

References

1. Thomas Seebeck et al., cAMP signalling in Trypanosoma brucei. International Journal for Parasitology. 31, 491-498 (2001)
2. Salmon et al., Cytokinesis of Trypanosoma brucei bloodstream forms depends on expression of adenylyl Cyclases of the ESAG4 or SAG4-like subfamily. Molecular Microbiology. 84(2), 225-242 (2012)