미포자극관: 기원, 구조, 구성, 기능 및 응용

Aug 27, 2023

기생충 및 벡터 16권, 기사 번호: 305(2023) 이 기사 인용

측정항목 세부정보

미포자충(Microsporidia)은 심지어 인간을 포함하여 다양한 숙주를 감염시키는 절대 세포내 기생 단세포 진핵생물의 한 종류입니다. 미포자충의 다양한 종은 숙주 범위와 특이성이 다르지만 모두 유사한 감염 소기관인 극성 관을 공유하며, 이는 성숙한 포자에서 극성 필라멘트로도 정의됩니다. 적절한 환경 자극에 반응하여 포자는 극성 필라멘트가 뒤집혀 발아하여 속이 빈 극성 관을 형성하고 감염성 화물은 극성 관을 통해 숙주 세포로 운반됩니다. 따라서 극관은 미포자충 감염에서 중요한 역할을 합니다. 여기서는 극세사체의 기원, 극세사와 극관체의 구조적 차이, 극성관 단백질의 특성을 중심으로 미포자극관의 기원, 구조, 구성, 기능, 응용 등을 검토한다. PTP6 상동성 단백질의 3차원 구조를 비교하면 미포자충에서 서열 유사성이 낮은 추가 신규 극관 단백질을 스크리닝하는 데 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다. 또한, 극관과 포자벽 및 숙주와의 상호작용을 요약하여 미포자충의 감염 기전을 더 잘 이해할 수 있도록 하였다. 극성관 단백질의 특이성으로 인해 이는 또한 미세포자충증의 진단 및 예방의 표적으로 사용됩니다. 현재의 연구 결과를 바탕으로 우리는 미세포자충의 극성관에 대한 향후 연구를 제안합니다.

미포자충(Microsporidia)은 절대세포내 기생 단세포 진핵생물의 한 종류입니다. 19세기 중반에 Nosema Bombycis가 누에에게 심각한 페브린병을 일으키는 병원체로 처음 확인되었습니다[1]. 처음에 미포자충은 원생생물로 분류되었습니다[2]. 보존된 유전자(α-튜불린, β-튜불린, RNA 폴리머라제 II, 열충격 단백질 70)의 계통발생학적 분석을 통해 데이터에 따르면 미포자충은 곰팡이의 계통군 또는 자매 그룹이라는 것이 확인되었습니다[3,4,5,6,7 ,8,9,10,11,12,13].

미세포자충에는 무척추동물, 척추동물, 심지어 인간까지 포함하여 광범위한 숙주가 있습니다[14]. 모든 동물 문의 약 절반이 미포자충증에 감염된 것으로 보고되었습니다 [15]. 넓은 숙주 범위는 미포자충이 더 많은 생존 자원과 기회를 얻을 수 있게 해줍니다[16,17,18]. 200개 이상의 속과 1700종 이상의 미포자충이 확인되었으며, 그 중 17개는 Anncaliia connori, Anncaliia algerae, Anncaliia vesularum, Enterocytozoon bieneusi, Encephalitozoon cuniculi, Encephalitozoon hellem, Encephalitozoon enteris, Pleistophora sp., Pleistophora ronneafiei를 포함하여 인간을 감염시키는 것으로 알려져 있습니다. , Trachipleistophora anthropophthera, Trachipleistophora hominis, Tubulinosema acridophagus, Vittaforma corneae, Nosema cularum, Endoreticulatus sp., Microsporidium africanum 및 Microsporidium ceylonensis [19,20,21,22,23,24,25]. 인간 감염 미포자충은 일반적으로 면역 저하 환자를 감염시키는 것으로 생각되었지만, 이제는 면역 능력이 있는 개인에서도 보고되었습니다 [23, 26,27,28].

미세포자충은 숙주 범위와 숙주 특이성이 다릅니다. 그러나 이들 모두는 성숙한 포자의 극성 필라멘트로도 정의되는 독특한 감염 소기관인 극관을 가지고 있습니다. 적절한 환경 자극에 반응하여 포자는 마치 장갑의 반대 손가락처럼 극성 필라멘트가 뒤집힌 상태로 발아하여 속이 빈 극관을 형성합니다[29, 30]. 극성 필라멘트의 방출 과정은 매우 빨라서 Encephalitozoon 종은 극성 필라멘트를 발사하고 극관을 통해 감염성 화물을 통과시키는 데 500ms 미만이 소요되는 반면, 극관에서 나오는 A. algerae의 속도는 최대 300μm입니다. /s, 전체 프로세스에 필요한 시간은 단 1.6초입니다[31]. 마지막으로, 감염성 포자질은 숙주 세포로 운반되어 미포자충 침입을 완료합니다[32]. 그러나 극성관이 포자질이 숙주 세포로 들어가는 과정을 중재하는 과정은 아직 명확하지 않습니다. 현재 두 가지 현상이 관찰되고 있는데, 하나는 극관이 숙주 세포막을 관통하여 감염성 포자질을 숙주에 직접 전달하는 것이고[33, 34], 다른 하나는 극관이 숙주 세포막에 부착되어 침습성 포자를 형성하는 것이다. 포자질을 위한 보호된 미세환경을 생성하기 위한 시냅스, 그 후 포자질은 세포내이입에 의해 숙주 세포로 운반됩니다[35]. 따라서 극관은 미포자충 감염에 중요한 역할을 합니다.