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1、锥虫(Trypanosoma)表面抗原 转换机制,柯永培 潘明 罗霞,一、锥虫抗原变异现象,锥虫是一种寄生虫，感染动物后宿主动物早期阶段出现连续的虫血症波动现象，各时期具有不同的抗原群体锥虫；用单个克隆群体的锥虫接种实验动物，亦有相同表现。这就是锥虫的抗原变异现象。,二、锥虫表面变异抗原（VSG）的组成,通过体外培养克隆法和实验动物接种法分离和鉴定抗原变异体（Variant Antigen Type, VAT）。电镜观察，锥虫细胞表面覆盖厚12-15nm的糖蛋白，其抗原变异就是这层表面可变糖蛋白 （Variable Surface glucoprotein, VSG）的变化引起的，又称为表面变
2、异抗原。 450-480个氨基酸组成的多肽链 VSG 两个以上碳水化合物 磷脂,三、锥虫VSG表达的遗传基础,（一）锥虫的染色体 锥虫为单细胞真核生物，其染色体为二倍体。布氏锥虫含有100个小染色体和20个较大染色体，编码VSG的基因在各种染色体上都有（图1） 。,（二）锥虫VSG基因的表达位点（ES） 锥虫因种类不同含成百上千个VSG基因。根据在染色体上的位置分为内部VSG基因和端粒VSG基因，VSG基因的表达总是在端粒的表达位点（Expression site,ES）上进行。表达位点有多个，但一定时期只激活一个（图2）。,四、锥虫表面抗原（VSG）转换机制,（一）基因重组 染色体内部VSG
3、基因和端粒VSG基因通过复制转座进入端粒活性表达位点，重组后产生表达相关拷贝，进行表达（图2）。 1、同源序列越多，重组概率越大。特别是端粒重复序列，可能通过DNA双链相连，发生重组。 2、若进入表达位点后发生基因部分转变产生嵌合体，则发生点突变以扩大变异能力。,（二）原位激活 通过更换表达位点（ES）实现变异转换，即原位激活。ESAG6和ESAG7编码异质二聚体的转铁蛋白受体（Transferrin Receptor,Tf-R）。其超变区可能参与编码Tf-R的表面变异末端，激活不同的ESAG变体进行ES转换，从而导致虫体逃避免疫识别（图2）。,（三）其它机制 1、多顺反子转录单元：VSG基因
4、转录单位是一个多顺反子结构，而大多数真核生物都是单顺反子结构。 2、RNA多聚酶：大多数锥虫有两个pol基因，其中一个也许专门改变VSG基因的转录。 3、可选择的反向剪接和多腺苷酸：锥虫基因无内含子，从多顺反子转录单位产生成熟mRNA需反向剪接，剪接位点决定于上游多腺苷酸位点。,五、锥虫VSG变异规律,1、单个克隆虫株的变异体数量 Capbern(1977) 马氏锥虫 101个VAT Jones(1984) 伊氏锥虫 11个VAT 2、从一个变体到另一个变体的变异转化率 Lamont(1986) 布氏锥虫 1.410-73.5 10-6每细胞/每代 Vickerman (1989) 布氏锥虫
5、10-510-7每细胞/每代 Turner (1989) 罗德西亚锥虫 1.9 10-66.9 10-3每细胞/每代 3、变体出现顺序 一些VAT总是在早期出现，称优势变体（predominant VAT），说明变体出现是有顺序的（与同源性有关）；但也有人认为是随机产生的。,六、锥虫VSG基因变异与宿主的关系,1、早期认为，没有宿主抗体影响就不会产生抗原变异。 2、体外培养技术，说明抗原变异与宿主抗体无关。 3、目前研究表明，宿主与抗原变异有一定关系。因为抗体存在，产生免疫清除反应，加速了VSG的替换和变体产生速度。,七、结语,综上所述，锥虫表面变异抗原（VSG）普遍存在，编码VSG的基因存在
6、于所有染色体上，但只能在端粒的表达位点（ES）进行表达。抗原转换机制主要是基因重组和原位激活，变体产生频率高数量大，并与宿主存在一定关系。因此，给免疫预防带来很大困难。,谢 谢!,Fig1. Minichromosomes (red) and large chromosomes (yellow) exhibit different positional dynamics during mitosis. DNA(blue),Fig2：Schematic representation of a trypanosomal variant surface glycoprotein(VSG) gene
7、expression site.Modelled after Revelard et al.and Lips et al.The flag indicates the promoter ,the number in the box indicate the expression site-associated genes (ESAGs), V indicates the VSG gene,and End indicates the chromosome terminus.The enlargements show feature of ESAG6 and ESAG7,which encode
8、subunits of the Tf-R.,Fig2：Schematic representation of a trypanosomal variant surface glycoprotein(VSG) gene expression site.Modelled after Revelard et al.and Lips et al.The flag indicates the promoter ,the number in the box indicate the expression site-associated genes (ESAGs), V indicates the VSG
9、gene,and End indicates the chromosome terminus.The enlargements show feature of ESAG6 and ESAG7,which encode subunits of the Tf-R.,Fig2：Schematic representation of a trypanosomal variant surface glycoprotein(VSG) gene expression site.Modelled after Revelard et al.and Lips et al.The flag indicates the promoter ,the number in the box indicate the expression site-associated genes (ESAGs), V indicates the VSG gene,and End indicates the chromosome terminus.The enlargements show feature of ESAG6 and ESAG7,which encode subunits of the Tf-R.,
