弓形虫膜囊的生物发生

弓形虫（Toxoplasma gondii）属于囊泡虫类（alveolate）顶复门（Apicomplexa）原虫的一种，能够在几乎所有人和恒温动物（鸟类和哺乳动物）的有核细胞内寄生并建立感染。这种原生细胞的胞质膜下有双层膜囊（Alveoli）结构称为内膜复合体（Inner membrane complex）。弓形虫是专性细胞内寄生原虫，内膜复合体对弓形虫体外滑动、入侵、宿主细胞内存活及逸出发挥至关重要的作用。然而内膜复合体的生物发生机制还知之甚少。近期研究表明，内膜复合体蛋白是由高尔基体分泌且网格蛋白包裹的囊泡运输到内膜组装生成。

囊泡转运对真核细胞细胞器的生物发生起重要作用。其主要过程包括运输囊泡的出芽、定向移动、拴留和膜融合4 个过程。其中，拴留和膜融合过程需要SNARE 家族蛋白，Rab GTP 酶，拴留因子和Sec1/Munc18（SM）家族蛋白共同参与完成。SM 蛋白是一类与分泌相关的亲水性蛋白质，能以多种结合方式与Synaxtin（STX）蛋白家族结合，并可与SNARE 复合体结合，进而参与细胞内囊泡的转运和分泌过程的调控。SM 蛋白主要在囊泡锚定和启动过程起作用。SNARE 家族蛋白的主要功能是囊泡融合，仅在运输囊泡SNARE 蛋白与靶标膜SNARE 蛋白能够合适配对时，膜融合过程才会发生。虽然SM 和SNARE 蛋白对于细胞分泌至关重要，但是弓形虫SM 蛋白调控SNARE 蛋白囊泡融合的分子机制尚不清楚。

近期《Molecular Microbiology》上发表了“The Sec1/Munc18-like proteins TgSec1 and TgVps45 play pivotal roles in assembly of the pellicle and sub-pellicle network in Toxoplasma gondii”的研究论文。生物信息学分析发现弓形虫含有4 个SM 家族成员（TgSly1，TgVps45，TgSec1，TgVps33B）和26 个SNARE 家族蛋白。之前研究发现，弓形虫独特的TgRab11b 负责虫体双层膜囊的生物发生，但对锚定于内膜囊的微管组装及生成并无影响。该研究利用AID 系统在蛋白质水平上对TgVps45 和TgStx16 进行条件性敲除发现缺失TgVps45 和TgStx16 不但使虫体内膜复合体生物发生障碍且与TgRab11b 在胞浆共聚集，还能够抑制微管和膜占位识别蛋白（MORN1）的成核及生成。IP 及共定位结果表明TgVps45 与TgStx16/TgVAMP4-1/TgStx6形成复合物负责内膜囊的生物发生。

弓形虫在宿主细胞内建立感染的过程中需要向虫体膜表面、虫体外以及宿主细胞内转运、分泌大量感染和生存必要的蛋白分子，如微线体蛋白（MICs）、棒状体蛋白（ROPs）、致密颗粒蛋白和靶向顶质体蛋白。其对弓形虫的入侵，细胞内存活以及逸出发挥着至关重要的作用。TgVps45 和TgStx16条件性敲除使虫体形态发生严重变化，且对微线体、棒状体和顶质体的成熟、定位和分裂造成影响，但是对致密颗粒和线粒体的分泌和成熟无明显影响。该研究从囊泡虫类弓形虫内膜复合体生物发生的过程入手，研究弓形虫生存必要细胞器的生物发生以及分泌蛋白囊泡运输的分子机制，能够为开发弓形虫病治疗方法提供理论依据。