鉤端螺旋體腎病致病因子---從細菌基因體、蛋白質結構生物學到動物模式驗證

鉤端螺旋體感染是國際上最常見的人畜共通疾病，好發於熱帶及亞熱帶水災區域。台灣2009 年莫拉克颱風水災也造成了 203 例確診病例的疫情。鉤端螺旋體腎臟感染常引起腎小管間質腎炎，導致急性腎衰竭。腎臟是容易受感染之器官並常存在於腎小管間質部位導致慢性腎衰竭。我們過去的研究發現鉤端螺旋體之外套膜蛋白，包括台灣常見致病血清型 Leptospira santorosai serovar Shermani，可經由類鐸接受體(Toll-like receptor, TLR)之媒介而活化 NF-Kappa B 及 MAP Kinase 路徑造成發炎反應。我們也發現鉤端螺旋體外套膜蛋白可經由 TGF-beta/Smad 之活化而引起結締組織之增生，因此可能與腎臟纖維化有關聯。人類感染鉤端螺旋體也會發生慢性感染及腎臟損傷。在台灣南部流行病學研究也發現感染過的居民會有腎臟損傷。鉤端螺旋體引發的致病機制以及病菌中所含的致病因子目前仍不清楚。我們的研究指出鉤端螺旋體外套膜脂蛋白 LipL32 為一個重要的致病因子。本研究計畫將會著重在探討及發覺其他重要的腎臟致病因子例如: Loa22、 Lsa24、Lsa63 以及 LRR proteins，我們將研究這幾個重要致病因子的蛋白質結構以及其與腎臟細胞之間的關係，特別是探討這些致病因子與先天性免疫機制的相關性。也將尋找鉤端螺旋體與 TLR2 蛋白相互作用外套膜蛋白。此外，本計畫將建立鉤端螺旋體症動物模式以進行鉤端螺旋體菌致病因子於腎臟致病機轉之研究。 本研究將揭示鉤端螺旋體病原相關致病因子，與鉤端螺旋體在腎臟相關的發病機制。也將探討這些致病因子的晶體結構，以了解鉤端螺旋體的疾病機制。 第一年: 發展與建構蛋白質表現平台，異體表達和純化系統用於大量生產的重要鉤端螺旋體外膜脂蛋白，如 Loa22、Lsa24、Lsa63、LRR 蛋白等。 1 、建構來自不同血清型鉤端螺旋體的致病因子異體表達系統。 2 、脂蛋白富集的細胞內膜成分部分純化以及脂蛋白脂純化。 3 、測定致病因子分子大小和相互的作用力。 4 、建立急性鉤端螺旋體症黃金鼠動物模式 第二年: 解構鉤端螺旋體致病因子之分子形狀、結構和及其動態變化。 1 、鉤端螺旋體致病因子的二級結構分析。 2 、鉤端螺旋體致病因子的結構形態。 3 、解構鉤端螺旋體致病因子的重要胺基酸，必須的 domain，以及毒性因子。 4 、測定致病因子的結構變化和蛋白質動力學。 5 、測定致病因子對腎小管上皮細胞發炎及結締組織的基因表達影響 6 、建立慢性鉤端螺旋體症小鼠動物模式 第三年: 探索 TLR2 與鉤端螺旋體交互作用的蛋白質。 1 、尋找鉤端螺旋體與 TLR2 蛋白相互作用外套膜蛋白。 2 、鑑定鉤端螺旋體與 TLR2 蛋白相互作用外套膜蛋白。 3 、以急慢性鉤端螺旋體症動物模式評估致病因子腎臟之表達。 4 、以動物模式評估鉤端螺旋體菌致病因子造成腎臟的毒性損傷。

系統編號:PC10501-1551
原計畫編號:MOST103-2314-B182-020-MY3