Research Article

Quantitative phosphoproteomic analysis of chicken DF-1 cells infected with Eimeria tenella, using tandem mass tag (TMT) and parallel reaction monitoring (PRM) mass spectrometry

Analyse phosphoprotéomique quantitative de cellules DF-1 de poulet infectées par Eimeria tenella, par spectrométrie de masse avec marqueur de masse en tandem (TMT) et surveillance des réactions parallèles (PRM)

Shanghai Veterinary Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Animal Parasitology of Ministry of Agriculture, Minhang, Shanghai 200241, PR China

^* Corresponding author: donghui@shvri.ac.cn

Received: 13 November 2023
Accepted: 1 May 2024

Abstract

Eimeria tenella is an obligate intracellular parasite which causes great harm to the poultry breeding industry. Protein phosphorylation plays a vital role in host cell–E. tenella interactions. However, no comprehensive phosphoproteomic analyses of host cells at various phases of E. tenella infection have been published. In this study, quantitative phosphoproteomic analysis of chicken embryo DF-1 fibroblasts that were uninfected (UI) or infected with E. tenella for 6 h (PI6, the early invasion phase) or 36 h (PI36, the trophozoite development phase) was conducted. A total of 10,122 phosphopeptides matched to 3,398 host cell phosphoproteins were identified and 13,437 phosphorylation sites were identified. Of these, 491, 1,253, and 275 differentially expressed phosphorylated proteins were identified in the PI6/UI, PI36/UI, and PI36/PI6 comparisons, respectively. KEGG pathway enrichment analysis showed that E. tenella modulated host cell processes through phosphorylation, including focal adhesion, regulation of the actin cytoskeleton, and FoxO signaling to support its early invasion phase, and modulating adherens junctions and the ErbB signaling pathway to favor its trophozoite development. These results enrich the data on the interaction between E. tenella and host cells and facilitate a better understanding of the molecular mechanisms underlying host–parasite relationships.

Résumé

Eimeria tenella est un parasite intracellulaire obligatoire qui cause de graves dommages à l’industrie de l’élevage de volailles. La phosphorylation des protéines joue un rôle essentiel dans les interactions entre la cellule hôte et E. tenella. Cependant, aucune analyse phosphoprotéomique complète des cellules hôtes à différentes phases de l’infection par E. tenella n’a été publiée. Dans cette étude, une analyse phosphoprotéomique quantitative de fibroblastes DF-1 d’embryon de poulet non infectés (NI) ou infectés par E. tenella pendant 6 h (PI6, la phase d’invasion précoce) ou 36 h (PI36, la phase de développement des trophozoïtes) a été réalisée. Un total de 10 122 phosphopeptides correspondant à 3 398 phosphoprotéines de cellules hôtes ont été identifiés et 13 437 sites de phosphorylation ont été identifiés. Parmi celles-ci, 491, 1 253 et 275 protéines différentiellement phosphorylées exprimées ont été identifiées respectivement dans les comparaisons PI6/NI, PI36/NI et PI36/PI6. L’analyse d’enrichissement de la voie KEGG a montré qu’E. tenella modulait les processus de la cellule hôte par phosphorylation, y compris l’adhésion focale, la régulation du cytosquelette d’actine et la signalisation FoxO, pour aider sa phase d’invasion précoce, et la modulation des jonctions adhérentes et de la voie de signalisation ErbB pour favoriser le développement de son trophozoïte. Ces résultats enrichissent les données sur l’interaction entre E. tenella et les cellules hôtes et facilitent une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents aux relations hôtes–parasites.