蛔虫中的β-丙氨酸甜菜碱与烟碱型乙酰胆碱受体

驱虫药被用于控制感染了全球三分之一人口的土源性蠕虫。由于可用化合物数量有限，人们日益担忧蠕虫对驱虫药产生耐药性，因此亟需开发能够突破耐药性的新型药物。本文描述了一种此前未被识别的内源性乙酰胆碱类似物——β-丙氨酸甜菜碱，其可能作为另一亚家族烟碱型受体（DEG-3/DES-2）的内源性配体；由于其类似物不存在于人类或动物宿主体内，因此这类受体可被开发为新的药物靶点。我们从雌性猪蛔虫（Ascaris suum，作为人体寄生虫蛔虫Ascaris lumbricoides的模型）的肠周液中取样，并进行色谱分离和MS/MS分析，结果显示存在与乙酰胆碱、胆碱和β-丙氨酸甜菜碱一致的信号，但未回收获得甜菜碱。我们将甜菜碱注射入雌性猪蛔虫体内，未产生任何效应。然而，注射β-丙氨酸甜菜碱可产生特征性的椒盐卷曲样盘绕，而注射左旋咪唑则导致杆状痉挛性麻痹。β-丙氨酸甜菜碱与左旋咪唑所致效应的差异提示，它们激活的是不同的烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs）亚家族。 PCR结果表明，nAChR通道的DEG-3亚家族转录本——亦即甜菜碱的靶标——存在于A. suum的肠道和体壁中。钙信号实验显示，β-丙氨酸甜菜碱可升高肠道肠上皮细胞内钙水平，而体壁肌细胞的电生理实验表明，β-丙氨酸甜菜碱可引起膜电位去极化。在N2秀丽隐杆线虫中，施加β-丙氨酸甜菜碱可逐渐抑制运动性，而这种效应在acr-20、acr-23、des-2、deg-3和lgc-41缺失突变体中减弱。这些观察结果提示，除乙酰胆碱之外，β-丙氨酸甜菜碱——一种甜菜碱的厌氧类似物——也可能在A. suum等厌氧线虫中作为内源性配体发挥作用。与哺乳动物相比，线虫中烟碱型乙酰胆碱受体亚家族更为丰富，这可能反映了这些生物对胆碱能内源性配体多样化的相应需求。这一受体谱系可能使其较为简单的神经系统能够执行更复杂的调控功能，并可被用于开发不同的、针对特定亚家族选择性的全新胆碱能驱虫药。

rjmartin{at}iastate.edu

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驱虫药用于控制感染全球三分之一人口的土源性蠕虫。由于可用化合物数量有限，人们日益担忧蠕虫对驱虫药产生耐药性，因此亟需开发能够突破耐药性的新型药物。在此，我们描述了一种此前未被识别的内源性乙酰胆碱类似物——β-丙氨酸甜菜碱，其可能作为另一亚家族烟碱型受体（DEG-3/DES-2）的内源性配体。由于其对应类似物不存在于人类或动物宿主中，因此这些受体可被开发为新型药物靶点。我们从雌性猪蛔虫（Ascaris suum，人体寄生虫蛔虫 Ascaris lumbricoides 的模型）中采集肠周液，并对其进行色谱分离和串联质谱（MS/MS）分析，结果显示存在与乙酰胆碱、胆碱和β-丙氨酸甜菜碱一致的信号，但未检出甜菜碱。我们将甜菜碱注射入雌性猪蛔虫体内，未产生任何效应。然而，注射β-丙氨酸甜菜碱可引起特征性的椒盐卷饼样盘曲，而注射左旋咪唑则导致杆状痉挛性麻痹。β-丙氨酸甜菜碱与左旋咪唑所致效应的差异提示它们激活的是不同的烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs）亚家族。PCR 显示，nAChR 通道 DEG-3 亚家族的转录本——即甜菜碱类靶标——存在于猪蛔虫的肠道和体壁中。钙信号实验表明，β-丙氨酸甜菜碱可提高肠上皮细胞内的胞内钙水平；而体壁肌细胞的电生理实验显示，β-丙氨酸甜菜碱可引起膜电位去极化。在秀丽隐杆线虫 N2 品系中，施加β-丙氨酸甜菜碱可逐渐抑制运动性，而在 acr-20、acr-23、des-2、deg-3 和 lgc-41 空突变体中，这种效应减弱。这些观察结果提示，除乙酰胆碱外，β-丙氨酸甜菜碱——一种甜菜碱的厌氧类似物——也可能在猪蛔虫等厌氧线虫中充当内源性配体。与哺乳动物相比，线虫中烟碱型乙酰胆碱受体亚家族更为丰富，这可能反映了这些生物对胆碱能内源性配体多样化的相应需求。这种受体谱系可使其较为简单的神经系统实现更复杂的调控，并可被用于开发不同且新颖的亚家族选择性胆碱能驱虫药。

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发表于 2026 年 7 月 3 日。

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猪蛔虫中的 β-丙氨酸甜菜碱与 nAChRs

Paul D. E. Williams

David J. Borts

Dongjie Liu

Jacob Byerley-Duke

Brett VanVeller

Richard J. Martin

bioRxiv

2026.06.30.735465；

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.06.30.735465

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猪蛔虫中的 β-丙氨酸甜菜碱与 nAChRs

Paul D. E. Williams

David J. Borts

Dongjie Liu

Jacob Byerley-Duke

Brett VanVeller

Richard J. Martin

bioRxiv

2026.06.30.735465；

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.06.30.735465

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.30.735465v1?rss=1

🏷️ 蛔虫 β-丙氨酸甜菜碱 烟碱型乙酰胆碱受体 驱虫药靶点 线虫神经信号