疟疾是全球致死率最高的传染病之一。世界卫生组织估算,2024年疟疾感染病例超过2.8亿,有61万人死于这种寄生虫感染。95%的死亡病例出现在撒哈拉以南非洲,5岁以下儿童受到的影响尤为严重。尽管如此,仍有部分患者即便接受药物治疗,最终还是死于疟疾。
脑型疟疾是最严重的并发症之一,典型表现为深度昏迷。约25%至30%的脑型疟疾幸存儿童会留下长期后遗症,例如运动能力、学习能力或者记忆方面的损伤。
德国伯恩哈德·诺赫特热带医学研究所(BNITM)与汉堡—埃彭多夫大学医学中心的研究人员,在细胞层面探究疟疾引发脑损伤的机制。研究人员在小鼠实验中发现,调控炎症与细胞死亡过程的RIPK1蛋白,会对大脑血管内壁细胞造成损伤。来自人脑组织以及疟疾患者遗传数据的研究结果,同样指向该蛋白。11月6日,这项研究成果发表于《科学—进展》。
“我们希望弄清脑型疟疾在细胞层面究竟发生了什么。我们想要找到大脑内的作用靶点,让活性物质能够作用于这些靶点,预防或者减轻感染带来的神经系统损害。”伯恩哈德·诺赫特热带医学研究所博士Thomas Jacobs说。
在脑型疟疾中,被恶性疟原虫感染的红细胞会黏附在脑部最细小的血管壁上,阻碍血流。机体同时会发生炎症反应,凝血功能也会出现异常。大脑可能出现水肿,并形成微小出血灶。研究重点聚焦于内皮细胞,这类细胞分布在血管内壁,是血脑屏障的重要组成部分。血脑屏障负责调控血液与脑组织之间的物质交换。
研究人员想要找出是哪些细胞机制造成脑型疟疾中的内皮细胞损伤。为此,他们将成熟的小鼠模型、细胞培养实验,和人体组织样本、脑部影像以及已有的遗传数据分析相结合。该小鼠模型能够重现血管损伤的关键特征,但在部分核心发病机制上和人类疟疾存在差异。
为研究内皮细胞内发生的变化,研究团队用伯氏疟原虫感染小鼠。分析结果显示,和细胞死亡程序相关的基因表达变得更加活跃。
研究团队综合分析两类细胞的核糖核酸数据,推导出二者之间可能存在的信号联系,RIPK1蛋白由此成为研究重点。RIPK1参与多条调控炎症和细胞死亡的信号通路。
“RIPK1蛋白很值得关注,它能够决定细胞存活还是死亡。在炎症环境下,它的酶活性会促使细胞死亡。因此我们想要验证,抑制RIPK1的活性是否可以保护血管细胞。”论文第一作者、伯恩哈德·诺赫特热带医学研究所研究员Alexandros Hadjilaou说。
“我们的实验证明,在小鼠模型中RIPK1参与脑部血管损伤。这意味着我们找到了一个潜在切入点,用于研发辅助治疗药物。”Jacobs说。
相关论文信息:https://doi.org/10.1126/sciadv.aej4381
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