弓形虫劫持宿主细胞中对营养物的饥饿反应

印第安纳大学医学院的研究人员发现，一种危险的寄生虫如何在其宿主细胞内部复制的同时保持稳定的营养供应：它需要传递。

弓形虫是一种单细胞寄生虫，能够感染任何动物，包括人类。多达三分之一的人感染是通过与猫粪或污染的食物或水接触而发生的。尽管该寄生虫只会在免疫受损的人中引起急性疾病，但这种感染是永久性的，并与诸如精神分裂症和愤怒症等神经系统疾病有关。

寄生虫几乎可以侵入体内的所有类型的细胞。一旦进入内部，它便开始成倍地分裂，这个过程需要大量的资源。寄生虫从宿主细胞中提取复制所需的大部分营养，包括精氨酸等必需氨基酸。由于精氨酸迅速从宿主细胞中耗竭，研究人员希望了解寄生虫从何处获取更多的氨基酸，以促进其扩展成数百种。

在美国国立卫生研究院资助的一项合作研究中，微生物学和免疫学教授Bill Sullivan博士以及生物化学和分子生物学教授Ronald Wek博士确定了弓形虫感染后两个小时内发生的细胞饥饿应激反应。该研究由沙利文和韦克实验室的博士后研究员莱奥·奥古斯托(Leo Augusto)领导，他使用各种突变宿主细胞来识别一种称为GCN2的蛋白质，因为寄生虫会消耗宿主细胞的精氨酸供应而被激活。奥古斯托(Augusto)绘制了GCN2激活后的事件级联图，使他发现被弓形虫感染的宿主细胞在其细胞表面表达更多的称为CAT1的精氨酸转运蛋白。CAT1将更多的精氨酸带入被感染的细胞，因此弓形虫可以继续暴饮暴食。

这些发现表明受感染的宿主细胞可以感觉到其营养物质正在耗尽。宿主细胞无视寄生虫的生长，在不知不觉中增加了精氨酸以弥补损失。对寄生虫生长和复制很重要的蛋白质(如GCN2)的鉴定可能成为治疗细胞内病原体的有希望的新药物靶标。

沙利文说：“在细胞内部生活和生长的病原体面临特殊挑战。”“细胞内的病原体必须复制而不会发出警报，但为了生长，它们需要从宿主身上窃取营养。我们的研究表明，弓形虫仅通过劫持宿主细胞中已经建立的饥饿反应即可获得更多营养。”

寄生虫是故意这样做还是不幸的事故仍然是一个挥之不去的问题。奥古斯托的工作似乎暗示了后者，因为精氨酸摄取不足的寄生虫不会在宿主细胞中引起强烈的饥饿反应。

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