PNAS：疟原虫入侵人红细胞的新伎俩---让它更容易弯曲

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一项新的研究报道疟原虫导致红细胞更易于弯曲，从而有助这些疟原虫入侵和导致感染。

疟疾是蚊子携带的多种疟原虫导致的。一旦疟原虫通过蚊子叮咬进入人体，它们先在肝脏中增殖，随后侵入红细胞，在那里，它们导致所有的疟疾症状。

这些疟原虫具有分子马达而允许它们侵入红细胞中，而且这被认为是它们入侵红细胞所需的全部。然而，如今，来自英国帝国理工学院等研究机构的研究人员发现这些疟原虫也改变红细胞的弯曲性质从而有助它们成功入侵这些细胞当中。相关研究人员于2017年3月29日在线发表在PNAS期刊上，论文标题为“Plasmodium falciparum erythrocyte-binding antigen 175 triggers a biophysical change in the red blood cell that facilitates invasion”。

一旦结合到红细胞的表面上，这些疟原虫导致红细胞膜变得更加弯曲，从而更容易促进疟原虫进入。

因年龄或增加的胆固醇含量导致的红细胞硬度差异可能影响疟原虫的入侵能力。这提示着具有较高胆固醇水平的红细胞可能显著地更加抵抗疟原虫入侵和感染。

论文第一作者、帝国理工学院生命科学系研究员Marion Koch说，“我们发现红细胞入侵不仅归结于疟原虫本身的能力，而且疟原虫启动的红细胞变化似乎也促进这种入侵过程。”

“这也可能意味着更加柔韧的红细胞更容易遭受疟原虫入侵，这就提出了一些有趣的问题。疟原虫选择哪些红细胞入侵，挑选最容易变形的？疟疾易感性会因循环红细胞的胆固醇含量或年龄发生变化吗？”

论文共同通信作者、帝国理工学院生命科学系研究员Jake Baum博士补充道，“这提示着我们应当不仅研究疟原虫生物学特征，而且也应当研究人体自身的红细胞如何作出反应。”

为了结合到红细胞上，疟原虫携带着的红细胞结合抗原175（erythrocyte-binding antigen 175, EBA175）与红细胞表面上的血型糖蛋白A（glycophorin A）结合。EBA175类似于人体自身的免疫系统用来改变红细胞性质的那些分子，因此这些研究人员想知道对疟原虫而言，EBA175是否做着同样的事情。

为此，这些研究人员让红细胞接触疟原虫EBA175，并且测量红细胞因此发生多大的变形。

在一种方法中，他们与来自德国德累斯顿工业大学的研究人员合作，拍摄了每秒1000个红细胞通过一个狭窄通道的视频。利用这种方法，他们测量在这些细胞通过这种通道期间，它们伸长多少，从而能够确定它们的可变形性。

接下来，这些研究人员与来自帝国理工学院化学系的Nicholas Brooks博士合作，准确地测量这种变形来自何处。他们测量了当红细胞膜自然地波动或颤动时，红细胞的形状与它们正常的圆形形状偏离多少。

关键性变化似乎是红细胞的弯曲系数（bending modulus）。弯曲系数是一种衡量需要多少能量让细胞膜弯曲的指标。这项研究中测试的EBA175分子降低红细胞的弯曲系数，这意味着疟原虫需要更少的能量侵入红细胞中。
原始出处：

Marion Koch, Katherine E. Wright, Oliver Otto et al. Plasmodium falciparum erythrocyte-binding antigen 175 triggers a biophysical change in the red blood cell that facilitates invasion. PNAS, Published online:29 March 2017, doi:10.1073/pnas.1620843114

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