อนุภาคคล้ายไวรัสที่ดัดแปลงให้มี CLEC17A สามารถลดการติดเชื้อของ Macrobrachium rosenbergii nodavirus ในเซลล์ Sf9 ได้อย่างมีนัยสำคัญ

Highlight

งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าอนุภาคโนด้าไวรัสที่ดัดแปลงส่วนยื่นให้มีความจำเพาะกับ CLEC17A ( CLEC17A/CRD-MrNV-VLPs ) มีความสามารถในการจับกับกลุ่มของน้ำตาลฟูโคสได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีศักยภาพสูงในการพัฒนาเป็นอนุภาคโนนาที่ช่วยลดการติดเชื้อของ MrNV ในเซลล์ที่ไวต่อการติดเชื้อได้อย่างมีนัยสำคัญ

ที่มาและความสำคัญ

การสร้างและดัดแปลงอนุภาคโนด้าไวรัส MrNV-VLPs ให้มีความจำเพาะต่อกลุ่มน้ำตาลฟูโคสบนเปลือกหุ้ม คาดว่าจะสามารถยับยั้งการติดเชื้อไวรัสได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องโนด้าไวรัส ใช้กลุ่มน้ำตาลฟูโคสในการจับและเข้าสู่เซลล์ นอกจากนี้อนุภาคโนด้าไวรัสยังมีคุณสมบัติเด่นด้านความเสถียร และความแรงของการจับ (avidity) ที่สูง นอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ง่าย เนื่องจากสามารถผลิต ปริมาณมาก เก็บรักษา และใช้งานได้ง่ายกว่าเลคทินหรือไกลแคนแบบดั้งเดิม

Abstract

Our previous studies demonstrated that Macrobrachium rosenbergii nodavirus (MrNV) infects and replicates in Sf9 insect cells, where fucosylated N- and O-glycans (HexNAc (Fuc)HexNAc-R or Fuc-LacdiNAc) serve as essential binding molecules for viral attachment. Additionally, we showed that the virus-like particles of the virus itself (MrNV-VLPs) were able to bind to the white-tail disease (WTD)-associated tissues and infect Sf9 cells; and these processes were significantly reduced by removing 27 amino acids from the C-terminus of the protruding (P) domain. In this study, we demonstrated that icosahedral particles could still form following the truncation of the P-domain at sites adjacent to known calcium-binding domains (CBDs) present in the S-shell domain in the MrNV capsid protein. We further showed that icosahedral particles could still form after truncation of the P-domain near calcium-binding sites in the S-domain. This generated smaller but intact particles lacking protrusions, designated V250-MrNV-VLPs. The particles with their intact S-shells enabled our complete replacement of the original MrNV capsid protein P-domains with the fucose-binding carbohydrate-recognition domain (CRD) of CLEC17A lectin (Prolectin), successfully creating CLEC17A/CRD-MrNV-VLPs. The chimeric CLEC17A/CRD-MrNV-VLPs were stable icosahedral particles with P-domains structurally distinct from both the smooth V250-MrNV-VLPs and the blade-like domains of wild-type MrNV-VLPs. Furthermore, the chimeric VLPs presented specific binding activities towards immobilized fucosylated glycoconjugates and Sf9 cell protein lysates. Notably, CLEC17A/CRD-MrNV-VLPs were able to reduce MrNV binding and infection in Sf9 cells. Therefore, this study demonstrated the potential for CLEC17A/CRD-MrNV-VLPs as particles that can effectively bind to fucosylated glycans, and their potential development as nanoparticles that can significantly reduce the level of infection by MrNV in susceptible cells.

KEYWORDS: Nodavirus, Virus-like particles, Glycans, Fucosylated lacdinacs, Carbohydrate-recognition domains, Prolectin

Citation: Chantunmapitak, R., Boonkua, S., Thongsum, O. et al. Chimeric virus-like particles carrying the CLEC17A carbohydrate-recognition domain significantly reduce Macrobrachium rosenbergii nodavirus infection in Sf9 cells. Sci Rep 15, 43311 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-27357-3

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

2. ZERO HUNGER

SDG Goal ที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ

17. Partnerships for the goals

ผู้ให้ข้อมูล: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: น.ส.เรืองทิพย์ จันธรรมาพิทักษ์ น.ส.อรวรรณ ทองสุม นายศุภวิชญ์ บุญเกื้อ
ภาพถ่าย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
แหล่งทุนวิจัย: ทุนอุดหนุนการวิจัยจากสำนักงานปลัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม ภายใต้โปรแกรม 1 สร้างระบบผลิตและพัฒนากำลังคนให้มีคุณภาพ แผนงาน ทุนพัฒนาศักยภาพในการทำงานวิจัยของอาจารย์รุ่นใหม่

ในการศึกษานี้ ได้พัฒนาอนุภาคลูกผสม โดยนำโปรตีนเปลือกไวรัส (virus-like particles; VLPs) ของไวรัสกุ้งก้ามกราม (MrNV) มาแทนที่ส่วนยื่น (protruding domains) ด้วยโดเมน(tsCRD) ที่สามารถจับกับกรดไซลิอาลิก ที่พัฒนามาจากเลคติน SNA-I โดยให้ชื่ออนุภาคลูกผสมนี้ว่า (tsCRD-MrNV-VLPs) ส่วนยื่นที่นำมาแทนที่นี้ มีบทบาทในการจับกับโปรตีนหนามของไวรัส SARS-CoV-2 ซึ่งเมื่อผลิตออกมาได้แล้ว พบว่าอนุภาคลูกผสมมีความ เสถียรและสามารถผลิตได้ในระบบแบคทีเรีย มีความสามารถในการจับและเข้าสู่เซลล์ HEK293T ที่แสดงโปรตีน ACE2 สูง (HEK293T-hACE2) ซึ่งเซลล์นี้เป็นเซลล์เป้าหมายของ SARS-CoV-2 จากการทดลองพบว่าอนุภาคลูกผสมสามารถลดการติดเชื้อของไวรัส SARS-CoV-2 สายพันธุ์ Wuhan, Delta และ Omicron ในเซลล์ได้อย่างมีนัยสำคัญ. ผลการศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่า tsCRD-MrNV-VLPs อาจพัฒนานำมาใช้ในการป้องกันหรือรักษาการติดเชื้อไวรัสที่ใช้กลไกการจับกับกรดไซลิอาลิก เช่น SARS-CoV-2 ได้

ชื่องานวิจัย ภาษาไทย

การแทนที่ส่วนยื่นของอนุภาคโนด้าไวรัส ด้วยโดเมนที่จับกับกรดไซลิอาลิก ช่วยเพิ่มความสามารถของอนุภาคในการจับกับเซลล์ที่ไวต่อการติดเชื้อ และลดการติดเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 ในเซลล์ได้

ที่มาและความสำคัญ

โรคโควิด-19 เกิดจากไวรัสที่ชื่อว่า SARS-CoV-2 ซึ่งไวรัสนี้มีหนามเล็ก ๆ บนผิวของมัน เรียกว่า “โปรตีนหนาม” ซึ่งใช้ในการจับกับโปรตีนชนิดหนึ่งบนเซลล์ของมนุษย์ที่เรียกว่า ACE2 โดยเฉพาะในปอด เมื่อไวรัสจับกับ ACE2 ได้แล้ว มันก็สามารถเข้าไปในเซลล์และเริ่มการติดเชื้อได้ นักวิทยาศาสตร์พบว่า น้ำตาลชนิดหนึ่งที่เรียกว่า กรดไซลิอาลิก ซึ่งอยู่บนผิวไวรัสและบนเซลล์มนุษย์ มีบทบาทสำคัญในการช่วยให้ไวรัสจับและติดเซลล์ได้ง่ายขึ้น เหมือนเป็น “ที่จับเสริม” ให้ไวรัสก่อนที่มันจะเกาะแน่นกับ ACE2 เพื่อต่อสู้กับไวรัสนี้ นักวิจัยจึงพยายามหาวิธีขัดขวางการทำงานของน้ำตาลเหล่านี้ เช่น บางวัคซีนเล็งเป้าไปที่จุดน้ำตาลบนโปรตีนหนามซึ่งระบบภูมิคุ้มกันมองเห็นได้ง่าย หรือใช้โปรตีนธรรมชาติที่เรียกว่า “เลคติน” ซึ่งสามารถจับกับน้ำตาลและป้องกันไม่ให้ไวรัสเกาะกับเซลล์มนุษย์ได้ อย่างไรก็ตาม การใช้เลคตินในมนุษย์ยังมีข้อจำกัด เพราะน้ำตาลในร่างกายมนุษย์มีหลากหลายชนิด

ในงานวิจัยนี้ เราได้สร้างอนุภาคเลียนแบบไวรัส (เรียกว่า VLP) ซึ่งมีรูปร่างคล้ายไวรัสจริงแต่ไม่มีสารพันธุกรรม จึงไม่สามารถก่อโรคได้ โดยใช้ไวรัสจากกุ้งก้ามกรามที่ไม่ติดต่อสู่มนุษย์ แล้วเปลี่ยนส่วนหนึ่งของเปลือกไวรัสให้เป็นส่วนที่สามารถจับกับกรดไซลิอาลิกได้ดี ซึ่งได้มาจากเลคตินชนิดหนึ่งชื่อ SNA-I จากการสร้างอนุภาคลูกผสมนี้ขึ้นมาพบว่า อนุภาคใหม่นี้สามารถจับกับเซลล์มนุษย์ที่มี ACE2 ได้ดี และยังช่วยลดการติดเชื้อของไวรัสโควิดแบบจำลองได้อีกด้วย ผลลัพธ์นี้แสดงให้เห็นว่าอนุภาคเหล่านี้อาจช่วยป้องกันไวรัสโควิดไม่ให้เข้ามาในเซลล์ และอาจนำไปพัฒนาต่อยอดเป็นการรักษาหรือป้องกันในอนาคตได้ เพราะผลิตง่าย ราคาถูก และมีความเสถียรสูง

Abstract

SARS-CoV-2, the cause of COVID-19, primarily targets lung tissue, leading to pneumonia and lung injury. The spike protein of this virus binds to the common receptor on susceptible tissues and cells called the angiotensin-converting enzyme-2 (ACE2) of the angiotensin (ANG) system. In this study, we produced chimeric Macrobrachium rosenbergii nodavirus virus-like particles, presenting a short peptide ligand (ACE2tp), based on angiotensin-II (ANG II), on their outer surfaces to allow them to specifically bind to ACE2-overexpressing cells called ACE2tp-MrNV-VLPs. Replacing the ACE2tp at the protruding domains (P-domain) of the MrNV capsid proteins did not affect their normal assembly into icosahedral VLPs. The presentation of the ACE2tp on the P-domains significantly improved the binding and internalization of ACE2tp-MrNV-VLPs to hACE2-overexpressing HEK293T cells in a concentration-dependent manner. Furthermore, ACE2tp-MrNV-VLPs exhibited the ability to block the binding and infection of SARS-CoV-2 pseudovirus variants, including Wuhan, BA.2 Omicron, and Delta subtypes. Our results suggest that chimeric ACE2tp-MrNV-VLPs can serve as a blocking agent against various SARS-CoV-2 mutated variants and could also potentially serve as target-specific nano-containers to carry therapeutic agents to combat SARS-CoV-2 infections in the future.

KEYWORDS: Virus-like particles (VLPs), Macrobrachium rosenbergii, nodavirus (MrNV), Nanotechnology, Genetic modification

Citation: Boonkua, S., Thongsum, O., Chantunmapitak, R. et al. Replacing protruding domains of MrNV virus-like particles with sialic acid binding domains enhances binding to SARS-CoV-2 susceptible cells and reduces pseudovirus infection. Sci Rep15, 25200 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-10792-7

RELATED SDGs:

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา, รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Supawich Boonkua, Orawan Thongsum, Rueangtip Chantunmapitak, Purimpuch Soongnart, Somkid Jaranathummakul
แหล่งทุนวิจัย: สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ทุนอุดหนุนการวิจัยโครงการปริญญาเอก กาญจนาภิเษก (คปก.) ประจำปีงบประมาณ ๒๕๖๕
Credit ภาพ: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
Webmaster: ว่าที่ ร.อ. นเรศ จันทรังสิกุล

งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าโปรตีน MrNPC2 มีบทบาทในการลดคอเลสเตอรอลที่เยื่อหุ้มเซลล์อสุจิกุ้งก้ามกราม ส่งผลให้อสุจิมีความสามารถในการปฏิสนธิเพิ่มขึ้น โดยแสดงลักษณะทางชีวเคมีที่บ่งชี้ถึงความพร้อม เช่น การฟอสโฟรีเลตของไทโรซีนและการตอบสนองต่อการกระตุ้น acrosome reaction.

ชื่องานวิจัย ภาษาไทย

บทบาทของโปรตีนจับไขมัน Niemann-Pick ชนิดที่ C-2 ในการเสริมสมรรถภาพการทำงานของอสุจิกุ้ง

ที่มาและความสำคัญ

การปฏิสนธิของสัตว์นำ้เศรษฐกิจยังพบว่าอัตราการปฏิสนธิตามธรรมชาติยังมีอัตราการสูญเสียของไข่ที่ไม่ได้รับการผสม ทีมวิจัยจึงศึกษากระบวนการปฏิสนธิในสัตว์น้ำเศรษฐกิจเพื่อเป็นพื้นฐานของการเหนี่ยวนำการปฏิสนธิ โดยศึกษาโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการทำให้เซลล์อสุจิเกิด maturation เพื่อนำไปสู่ fertilization ที่สมบูรณ์

Abstract

Sperm activation occurring in both male and female reproductive tract involves a highly complex series of biomolecular dynamics, particularly on membrane lipids and proteins. In mammals, the universal anticipation in cholesterol (CHO) sequestration plays a role in mammalian sperm maturation/capacitation, subsequently enhancing sperm fertilizing ability. In shrimp, we have previously shown that the level of cholesterol (CHO) is significantly reduced in vas deferens sperm when compared with sperm in the testes, presumably due to the sequestering action of the lipid-binding protein, one of which is Niemann-Pick Type C-2 (NPC2). Here, we used recombinant MrNPC2 protein to treat testicular sperm (Tsp) and quantitatively compared the amount of CHO with non-treated or 2-OH-β-CD treated sperm. HPTLC of the extracted lipids from Macrobrachium rosenbergii sperm revealed the presence of major phospholipids and CHO. Tsp treated with 2-OH-β-CD or MrNPC2 showed lower CHO levels, which was comparable to that of the vas deferens sperm as verified by the Amplex Red assay. Finally, the enhanced levels of protein tyrosine phosphorylation and ionophore-induced AR levels in the MrNPC2 treated Tsp significantly increased in a concentration-dependent manner, similar to that of the Vsp sperm. Altogether, our results indicated the importance of MrNPC2 as CHO moderator in sperm membrane, leading to an enhancement in sperm fertilizing ability.

KEYWORDS: MrNPC2, Macrobrachium rosenbergii, Sperm maturation, Capacitation, Cholesterol

Citation: Khongkha T, Rattanadechakul A, Surinlert P, Thongsum O, Boonkua S, Kongmanas K, Somrit M, Weerachatyanukul W, Asuvapongpatana S*. Role of lipid binding protein, Niemann pick type C-2, in enhancing shrimp sperm physiological function. Heliyon 2025, 11(1), e41341. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e41341

RELATED SDGs:

14. LIFE BELOW WATER

2. ZERO HUNGER

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Thitiporn Khongkha, Alyssa Rattanadechakul, Orawan Thongsum, Supawich Boonkua
แหล่งทุนวิจัย: This research project has been funded by Mahidol University, Thailand (Fundamental Fund: fiscal year 2024 by National Science Research and Innovation Fund (NSRF)) (#FF-070/2567 to SA).
Credit ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
Webmaster: ว่าที่ ร.อ. นเรศ จันทรังสิกุล

นักวิจัยได้พัฒนาเทคนิคใหม่ในการป้องกันกุ้งจากไวรัส โดยใช้วิธี RNA interference (RNAi) บรรจุสารพันธุกรรม dsRNA ลงใน อนุภาคเลียนแบบไวรัส (VLPs) แล้วให้กุ้งดูดซึมผ่านการแช่น้ำ แทนการฉีดเข้าไปในตัวกุ้ง ผลทดลองกับลูกกุ้ง 10,000 ตัวที่สัมผัสไวรัส พบว่า กุ้งที่ได้รับการรักษารอดถึง 80% และมีปริมาณไวรัสในร่างกายลดลง วิธีนี้มีศักยภาพสูงในการนำไปใช้ป้องกันโรคในกุ้งระดับฟาร์มอย่างได้ผลและสะดวก

ชื่องานวิจัย ภาษาไทย

การแช่กุ้งด้วยอนุภาคลูกผสม MrN-VLPs ที่บรรจุ dsRNA ช่วยป้องกันโรคไวรัสในกุ้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ที่มาและความสำคัญ

ในปัจจุบันได้มีพัฒนาเทคนิคใหม่ในการป้องกันกุ้งจากไวรัส โดยใช้วิธี RNA interference (RNAi) โดยการฉีดหรือผสมในอาหารที่ค่อยข้างยุ่งยาก ทีมวิจัยจึงได้พัฒนาการบรรจุสารพันธุกรรม dsRNA ลงใน อนุภาคเลียนแบบไวรัส (VLPs) แล้วให้กุ้งดูดซึมผ่านการแช่น้ำ แทนการฉีดเข้าไปในตัวกุ้งซึ่งทำได้ง่ายขึ้นต่อเกษตรกรผู้เพาะเลี่บงกุ้ง

Abstract

One of the most successful applications to protect aquatic animals from viral infection is the use of RNA interference (RNAi) in the form of double-stranded RNA (dsRNA). However, its administration into animals is usually via injection route (laboratory scale) or mixing feed pellets with bacterial extracts (containing therapeutic compounds); the outcome of which remains to be improved. In this study, we encapsulated purified dsRNA into a virus-like particle (VLP) and delivered it into the prawn tissues by a submersion route using interiorly modified Macrobrachium rosenbergii nodavirus derived VLP with deca-arginine peptide (10R-MrN-VLP) to encapsulate a large scale (gram-level) of dsRNA against RNA2 gene of MrNV capsid. For tracing purposes of submersion administration, GFP plasmid-loaded VLP successfully delivered and expressed green fluorescent protein in prawn-targeted tissues. Delivery efficiency at 12-h submersion was about 50% of the prawn population and became 100% within 72 h, and they remained GFP-positive for up to 7 days during submersion. The protective effect of dsRNA-VLP submersion was tested with a large group (10,000) of post-larvae, which were naturally challenged with MrNV-positive dead prawn. Transcriptome analysis revealed up- and down-regulations of gene clusters involved in metabolism and signal transduction related to an antiviral immune system. The survival rate of prawn treated with dsRNA-VLP reached 80% at Day 7 post-MrNV challenge, significantly different from that of the MrNV-challenged group (control). PCR screening revealed an apparent decrease of MrNV genes and the copy number of MrNV in prawn sampling tissues. Together, we believe that the integration between the chimeric nanocontainer, RNAi technology and submersion application should be foreseen as one of the practical, powerful means to fight against prawn viral infection in field application.

KEYWORDS: MrNV, delivery system, dsRNA; immersion, virus like particle, white tail disease

Citation: Thongsum O, Boonkua S, Jaranathummakul S, Somrit M, Chotwiwatthanakun C, Asuvapongpatana S, Jariyapong P, Weerachatyanukul W. Submersion Treatment of Chimeric MrN-VLPs Encapsulating Therapeutic Double-Stranded RNA Effectively Rescues Prawn Viral Infection. J Fish Dis. 2025 Jun 27:e70009. doi: 10.1111/jfd.70009. Epub ahead of print. PMID: 40579807.

RELATED SDGs:

14. LIFE BELOW WATER

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Orawan Thongsum, Supawich Boonkua, Somkid Jaranathummakul
แหล่งทุนวิจัย: This research was financially supported by the Agriculture Research Development Agency (ARDA), Thailand (Grant no. CRP6605031150 to W.W.).
Credit ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
Webmaster: ว่าที่ ร.อ. นเรศ จันทรังสิกุล

โควิด-19 ซึ่งเกิดจากเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 ส่งผลกระทบหลักต่อปอด ทำให้เกิดโรคปอดบวมและทำความเสียหายต่อเนื้อเยื่อปอดได้ ไวรัสนี้เข้าสู่เซลล์โดยใช้โปรตีนหนาม (spike protein) ที่จับกับตัวรับ ACE2 ซึ่งพบได้บ่อยในเซลล์ของปอดและเนื้อเยื่ออื่น ๆ ในร่างกาย การศึกษานี้ได้สร้างอนุภาคคล้ายไวรัส (VLPs) หรือไวรัสที่มีเฉพาะโครงภายนอกไม่สามารถติดเชื้อได้ จากไวรัสของกุ้งก้ามกราม โดยออกแบบให้อนุภาคมีโปรตีนขนาดเล็กที่เรียกว่า ACE2tp ซึ่งสามารถจับกับตัวรับ ACE2 บนผิวเซลล์ได้ โดยให้ชื่อว่า ACE2tp-MrNV-VLPs การเติมโปรตีน ACE2tp เข้าไปบนผิวของอนุภาคไม่ได้ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างและรูปทรงปกติของอนุภาคคล้ายไวรัสเหล่านี้ แต่พบว่าโปรตีน ACE2tp ที่เพิ่มเข้าไป กลับช่วยให้อนุภาคจับและเข้าสู่เซลล์มนุษย์ที่มีตัวรับ ACE2 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้แล้วยังพบว่า อนุภาค ACE2tp-MrNV-VLPs สามารถยับยั้งการจับและเข้าสู่เซลล์ของไวรัส SARS-CoV-2 สายพันธุ์ดั้งเดิม (Wuhan) และสายพันธุ์กลายพันธุ์ เช่น Omicron BA.2 และ Delta ได้ การวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าอนุภาค ACE2tp-MrNV-VLPs อาจถูกนำมาใช้คล้ายวัคซีนเพื่อป้องกันการติดเชื้อจาก SARS-CoV-2 สายพันธุ์ต่าง ๆ และอาจใช้เป็นตัวนำส่งยารักษาโรคไปยังเซลล์ที่ติดเชื้อในอนาคตได้อีกด้วย

ที่มาและความสำคัญ

พัฒนาอนุภาคเสมือนของไวรัสกุ้งก้ามกราม ให้สามารถจับกับเซลล์มนุษย์ เพื่อผลิตวัคซีนหรืออนุภาคขนส่งยาเพื่อป้องกันโรค COVID-19

Abstract

SARS-CoV-2, the cause of COVID-19, primarily targets lung tissue, leading to pneumonia and lung injury. The spike protein of this virus binds to the common receptor on susceptible tissues and cells called the angiotensin-converting enzyme-2 (ACE2) of the angiotensin (ANG) system. In this study, we produced chimeric Macrobrachium rosenbergii nodavirus virus-like particles, presenting a short peptide ligand (ACE2tp), based on angiotensin-II (ANG II), on their outer surfaces to allow them to specifically bind to ACE2-overexpressing cells called ACE2tp-MrNV-VLPs. Replacing the ACE2tp at the protruding domains (P-domain) of the MrNV capsid proteins did not affect their normal assembly into icosahedral VLPs. The presentation of the ACE2tp on the P-domains significantly improved the binding and internalization of ACE2tp-MrNV-VLPs to hACE2-overexpressing HEK293T cells in a concentration-dependent manner. Furthermore, ACE2tp-MrNV-VLPs exhibited the ability to block the binding and infection of SARS-CoV-2 pseudovirus variants, including Wuhan, BA.2 Omicron, and Delta subtypes. Our results suggest that chimeric ACE2tp-MrNV-VLPs can serve as a blocking agent against various SARS-CoV-2 mutated variants and could also potentially serve as target-specific nano-containers to carry therapeutic agents to combat SARS-CoV-2 infections in the future.

KEYWORDS: Virus-like particle, Macrobrachium rosenbergii nodavirus (MrNV), Nanotechnology, Genetic modification, SARS-CoV-2, Recombinant capsid protein

Citation: Boonkua, S., Thongsum, O., Soongnart, P. et al. Development of chimeric MrNV virus-like particles capable of binding to SARS-CoV-2-susceptible cells and reducing infection by pseudovirus variants. Sci Rep 14, 31431 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-83024-z

RELATED SDGs:

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา, รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Supawich Boonkua, Orawan Thongsum, Purimpuch Sonngnart, Rueangtip Chantunmapitak, Somkid Jaranathummakul
แหล่งทุนวิจัย: โครงการปริญาเอกกาญจนาภิเษก
Credit ภาพ: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
Webmaster: ว่าที่ ร.อ. นเรศ จันทรังสิกุล

รายงานกรณีหายากของกล้ามเนื้อ extensor indicis (EI) ที่มีหัวกล้ามเนื้อเสริม (accessory head) ซึ่งเป็นกรณีแรกที่มีการบันทึกภาพถ่ายและโมเดล 3 มิติ ช่วยให้ความเข้าใจเชิงคลินิกและการรักษาความผิดปกติในบริเวณมือและแขนลึกซึ้งยิ่งขึ้น

ที่มาและความสำคัญ

กล้ามเนื้อ extensor indicis (EI) เป็นกล้ามเนื้อที่สำคัญในส่วนปลายของแขนและหลังมือ ซึ่งมีบทบาทในกายวิภาคและการทำงานของนิ้วชี้ การศึกษารูปแบบการแปรผันของ EI มีความสำคัญต่อการวินิจฉัยและการรักษาความผิดปกติในบริเวณดังกล่าว การค้นพบกรณีของ EI ที่มีหัวกล้ามเนื้อเสริม (accessory head) เป็นเรื่องหายาก โดยรายงานนี้พบในศพสตรีอายุ 94 ปี เป็นกรณีแรกที่มีการบันทึกภาพถ่ายและโมเดล 3 มิติของกล้ามเนื้อชนิดนี้ รูปแบบการแปรผันนี้มีความสำคัญต่อคลินิก เช่น การวินิจฉัยโรคในบริเวณมือและแขน และการเตรียมการรักษาที่เหมาะสม

Abstract

Purpose

A deep knowledge of the variations of the posterior forearm musculature is crucial for assessing and diagnosing conditions in this region. Extensor indicis (EI) is one of the muscles in this region, which exhibits diverse anatomical variations. This report documents an extremely unusual form of the EI with an accessory head on the dorsum of the hand.

Methods

During routine dissection, an extremely rare presentation of the EI was found in the left forearm of a 94-year-old female cadaver.

Results

This unusual EI consisted of two muscle bellies. The traditional belly originated from the distal two-thirds of the ulna. The muscle became tendinous around the carpal area, distal to the extensor retinaculum. The tendon was subsequently joined by an accessory muscle belly originating from the distal radioulnar ligament. The EI tendon inserted onto the dorsal expansion of the index finger, ulnar to that of the extensor digitorum. The posterior interosseous nerve innervated the muscle.

Conclusion

Herein, we report an extremely rare form of the EI. To our knowledge, EI with an accessory head has only been reported rarely over the past 200 years. Moreover, our report appears to be the first case with photographic details of this anatomical variation. Clinicians should be aware of this variation for proper diagnosis and treatment.

KEYWORDS: Extensor indicis, Accessory muscle, Anatomical variation

Citation: Suwannakhan, A., Yurasakpong, L., Taradolpisut, N., Somrit, M., Chaiyamoon, A., Georgiev, G., Iwanaga, J., & Tubbs, R. S. (2024). An accessory head of the extensor indicis: A rare case report. Surgical and Radiologic Anatomy, 46, 1465-1468.
DOI: https://doi.org/10.1007/s00276-024-03433-7

RELATED SDGs:

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อธิคุณ สุวรรณขันธ์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อธิคุณ สุวรรณขันธ์, อาจารย์ ดร.ลภัสรดา ยุรศักดิ์พงศ์, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: นางสาวนภาวรรณ ธาราดลพิสุทธิ์
Credit ภาพ: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อธิคุณ สุวรรณขันธ์
Webmaster: ว่าที่ ร.อ. นเรศ จันทรังสิกุล

ที่มาและความสำคัญ

โครงสร้าง acrosome (ถุงเอนไซม์ในการเจาะไข่) ของตัวอสุจิ และการปล่อยเอนไซม์ออกมา สามารถระบุความสมบูรณ์ของอสุจิได้ ในสัตว์ชนิดอื่นสามารถระบุโครงสร้างนี้ได้ง่าย แต่โครงสร้าง acrosome ในกุ้งก้ามกรามเป็นโครงสร้างที่ระบุยาก ทำให้ไม่สามารถที่จะระบุความสมบูรณ์ของอสุจิได้ด้วยตาเปล่า และอสุจิแต่ละส่วนในถุงเก็บอสุจิและท่ออสุจิก็มีความพร้อมในการผสมพันธุ์ไม่เท่ากัน อย่างไรก็ตามอสุจิในท่อนำอสุจิส่วนปลายซึ่งปกติยังไม่สมบูรณ์พอที่จะผสมพันธุ์ แต่สามารถกระตุ้นให้พร้อมด้วย calcium ionophore A23187 เพราะเมื่อกระตุ้นแล้วพบว่ามีเอนไซม์ถูกปล่อยออกมาทำงาน และเพิ่มความสามารถในการจับและการเจาะไข่ อย่างไรก็ตามเอนไซม์เหล่านี้มีการทำงานในระยะเวลาสั้นมาก ทำให้ไม่สามารถใช้การปลดปล่อยเอนไซม์ เป็นตัวบ่งชี้ว่าอสุจิสมบูรณ์และพร้อมทำงานแล้ว ทั้งทางด้านปริมาณและคุณภาพ ดังนั้นเพื่อหาตัวบ่งชี้ความสมบูรณ์พร้อมในการทำงานของอสุจิ การศึกษานี้ได้ดูจากน้ำตาลบนผิวของอสุจิแทน โดยพบว่า หลังจากกระตุ้นอสุจิด้วย A23187 บนผิวของอสุจิมีการแสดงออกของหมู่น้ำตาล mannose เป็นจำนวนมาก ยืนยันด้วยการย้อมด้วยเลคติน ConA นอกจากนี้ยังพบว่าการกำจัดน้ำตาลออกด้วย sodium metaperiodate แช่อสุจิด้วย เลคติน ConA รวมทั้งแช่อสุจิด้วยน้ำตาล mannose ก่อน เพื่อยับยั้งหมู่น้ำตาลบนผิวของอสุจิ พบว่าหลังการยับยั้งน้ำตาล อสุจิถูกกระตุ้นได้ลดลงด้วย A23187 และเมื่อนำอสุจิที่โดนยับยั้งน้ำตาลบนผิวนี้ไปจับกับโปรตีนบนผิวของไข่ ก็พบว่าอสุจิไม่สามารถที่จะจับกับผิวไข่ได้ ดังนั้นการศึกษานี้จึงแสดงในเห็นถึงความสำคัญของน้ำตาล mannose บนผิวของอสุจิว่า สามารถใช้เป็นได้ทั้งตัวบ่งชี้ความสมบูรณ์ของอสุจิเอง และยังบ่งบอกว่าน้ำตาลบนผิวของอสุจิมีความเกี่ยวข้องกับการจับและการเจาะไข่อีกด้วย ดังนั้นการศึกษานี้จึงทำให้เราเข้าใจกระบวนการปฏิสัมพันธ์ระหว่างไข่กับเสปิร์มในสปีชีส์นี้ดีขึ้น และอาจสามารถใช้น้ำตาลบนผิวอสุจิเพื่อพัฒนาในการผสมเทียมในกุ้งก้ามกรามต่อไปในอนาคตได้อีกด้วย

Abstract

The unusual morphology and poorly defined acrosome-like structure in the mature sperm of the giant freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii has led to difficulties in identifying the state of sperm activation. Mature distal vas deferens sperm (dVSp) can be activated by the calcium ionophore A23187 to show acrosome reaction-like enzymatic activities that increase their binding and penetration capabilities. However, these short-lived enzymatic activities limit their usefulness as a marker of sperm activation for further qualitative and quantitative analyses, leading to our examining the alterations in the exposure of sperm surface glycoconjugates both as markers of sperm activation and for their role in gamete interaction. Our results showed that after A23187 treatment, there was an increased exposure of mannosylated glycoconjugates on the sperm surface revealed by significant Concanavalin A (Con A) staining. Furthermore, sodium metaperiodate pre-treatment, Con A pre-incubation, or co-incubation with α-mannose monosaccharides all significantly reduced A23187-induced dVSp binding to the egg vitelline envelop, demonstrating the importance of sperm surface mannosylated glycoconjugates in the binding process. These same pre-treatments of sperm also resulted in the inhibition of the binding of soluble vitelline envelop proteins (MrVE) to both the sperm surface and to mannosylated dVSp protein bands. Therefore, the present study demonstrated the importance of the exposure of mannosylated glycoconjugates on the surface of activated dVSp, both as a reliable marker of sperm activation and as a binding factor in the gamete interaction process. Furthermore, these findings allow for a better understanding of the surface glycoconjugate-mediated interaction process between gametes in this species of prawn.

KEYWORDS: A23187, Egg, Glycoconjugates, Lectins, Mannose, Prawn, Sperm

Citation:
Somrit M, Weerachatyanukul W, Asuvapongpatana S, Timklay W, Watthammawut A. Mannosylated glycoconjugates on the surface of activated sperm in the giant freshwater prawn are crucial for sperm binding with the egg vitelline envelop. Cell Tissue Res. 2021 Apr;384(1):179-193. doi: 10.1007/s00441-020-03324-4. Epub 2021 Jan 11. PMID: 33427951.

RELATED SDGs: 2. ZERO HUNGER

ผู้ให้ข้อมูล: อาจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล, รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา, อาจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
แหล่งทุนวิจัย: Thailand research fund (MRG6080113), Sirnakharinwirot University Grant (493/2559) and Research support grant of the faculty of Science, Mahidol university