Abstract Microsporidia are obligate intracellular parasites that infect a wide variety of hosts, including humans. Microsporidian spores possess a unique, highly specialized invasion apparatus involving the polar filament, polaroplast and posterior vacuole. During spore germination, the polar filament is discharged out of the spore forming the hollow polar tube that transports the sporoplasm components including nucleus into the host cell to achieve the invasion. Due to the complicated topological changes occurring in this process, the formation of sporoplasm is unclear. Here, electron microscopy observation and DiI staining confirmed that during spore germination, a large number of vesicles derived from the polaroplast, nucleus and other cytoplasm were transported out via the polar tube. Meanwhile, the posterior vacuole and plasma membrane remained in the empty spore coat. In addition, there was no DiI-labeled membrane around the nucleus in mature spores, whereas a DiI-labeled limit membrane wrapping nucleus was found at the tip of the extruded polar tube, suggesting that the membrane of sporoplasm was formed outside the mature spore. Two Nosema bombycis sporoplasm surface proteins (NbTMP1 and NoboABCG1.1) were located at the polaroplast in mature spores, in the extruded polar tube and on the sporoplasm membrane, which indicated that the polaroplast transported via the polar tube finally became the limiting membrane of the sporoplasm. Golgi-tracker green and Golgi marker protein syntaxin 6 were also found the same model, which was consistent with the transported polaroplast derived from Golgi transformed into the novel sporoplasm membrane during spore germination. Importance Microsporidia, obligate intracellular pathogenic organisms, cause huge economic losses in agriculture and even threaten human health. The key to successful infection of microsporidia is its unique invasion apparatus which includes the polar filament, polaroplast and posterior vacuole. When the spore is activated to geminate, the polar filament uncoils and undergoes a rapid transition into the hollow polar tube that will transport the sporoplasm components including nucleus into a host cell to achieve the invasion. Knowledge of structure difference between polar filament and polar tube, the process of cargo transport in extruded polar tube, and the formation of the sporoplasm membrane are still poorly understood. Herein, we verify that the polar filament evaginates to form the polar tube, which serves as a conduit for transporting elongated nucleus and other sporoplasm components. And we confirm that the transported polaroplast finally transforms into the novel sporoplasm membrane during spore germination. Our study provides new insights into the cargo transportation process of polar tube and origin of the sporoplasm membrane, which serve as foundations for clarifying the microsporidian infection mechanism.

Abstract Microsporidia are fungi-like obligate intracellular pathogens, which infect most animals and cause microsporidiosis. Despite the serious threat that microsporidia pose to humans and agricultural animals, few drugs are available for the treatment and control of microsporidia. To identify novel inhibitors, we took advantage of the model organism Caenorhabditis elegans infected with its natural microsporidian Nematocida parisii . We used this system to screen the Pandemic Response Box, a collection of 400 diverse compounds with known antimicrobial activity. After testing these compounds in a 96-well format at high (100 μM) and low (40 μM) concentrations, we identified four inhibitors that restored the ability of C. elegans to produce progeny in the presence of N. parisii . All four compounds reduced the pathogen load of both N. parisii and Pancytospora epiphaga , a C. elegans -infecting microsporidia related to human-infecting species. One of these compounds, a known inhibitor of a viral protease, MMV1006203, inhibited invasion and prevented the firing of spores. An albendazole analog, MMV1782387, inhibited proliferation of N. parisii . We tested albendazole as well as 5 other analogs and observed that MMV1782387 was amongst the strongest inhibitors of N. parisii and displayed the least host toxicity. Our study further demonstrates the effectiveness of the C. elegans-N. parisii system for discovering microsporidia inhibitors and the compounds we identified provide potential scaffolds for anti-microsporidia drug development.

Microsporidia are difficult to be completely eliminated once infected,and the persistence may disrupt host cell functions. Here in this study, we aimed to elucidate the impairing effects and consequences of microsporidia on host dendritic cells. Enterocytozoon hellem, one of the most commonly diagnosed human-infecting microsporidia species was applied. In vivo models demonstrated that E. hellem infected mice were more susceptible to further pathogenic challenges, and DCs were identified as the most affect groups of cells. In vitro assays revealed that E. hellem infection impaired DCs immune functions as reflected by down-regulated cytokines expressions, lower extent of maturation and antigen presentations. E. hellem infection detained DCs9 potencies to prime and stimulate T cells, therefore host immunities were disrupted. We further demonstrated that E. hellem Ser/Thr protein phosphatase PP1 directly interact with host p38a(MAPK14) to manipulate p38a(MAPK14)/NFAT-5 axis of the MAPK pathway. Our study is the first to elucidate the molecular mechanisms of the impairing effects of microsporidia on host DCs immune functions. The emerging of microsporidiosis may be great threat to public health.

太平洋白腿虾（Litopenaeus vannamei）和小龙虾（Procambarus clarkii）是世界上生产力最高的水生动物。小孢子虫小肠细胞瘤（EHP）是一种细胞内孢子形成单细胞寄生虫，导致南美白乳杆菌生长受阻，在大多数对虾养殖国造成了严重的经济损失。在这项研究中，我们发现生活在EHP爆发的虾塘中的野生P. clarkii在临时实验室培养后排泄白色粪便。有症状的小龙虾的肝胰腺（HP）颜色较浅，严重萎缩。H&E染色显示肝胰腺和肠道均有组织病变，细胞的细胞质中填充了簇状微孢子虫孢子。使用 EHPptp2 和两个微孢子虫通用引物组的 PCR 证明了 EHP 存在于 P. clarkii 的肝胰腺、肠道和白色粪便中。通过qPCR检测EHPptp103/104 ng HPgDNA的2-50拷贝的EHP载量。通过间接免疫荧光试验（IFA）和透射电子显微镜（TEM）观察克拉基假单胞菌肝胰腺中EHP的发育阶段和成熟孢子。考虑到南美白松和克拉氏松的大规模养殖、这两个物种之间的重叠养殖区域以及小龙虾在陆地和水上爬行的能力，我们的发现表明了小龙虾在EHP传播中的潜在作用，是小龙虾和虾养殖的预警。

The dual roles of baculovirus for the control of natural insect populations as an insecticide, and for foreign gene expression and delivery, have called for a comprehensive understanding of the molecular mechanisms governing viral infection. Here, we demonstrate that the Bombyx mori Niemann-Pick C1 (BmNPC1) is essential for baculovirus infection in insect cells. Both pretreatment of Bombyx mori embryonic cells (BmE) with NPC1 antagonists (imipramine or U18666A) and down-regulation of NPC1 expression resulted in a significant reduction in baculovirus BmNPV (Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus) infectivity. Furthermore, we show that the major glycoprotein gp64 of BmNPV, responsible for both receptor binding and fusion, is able to interact predominantly with the BmNPC1 C domain, with an enhanced binding capacity at low pH conditions, indicating that NPC1 most likely plays a role during viral fusion in endosomal compartments. Our results, combined with previous studies identifying an essential role of hNPC1 in filovirus infection, suggest that the glycoprotein of several enveloped viruses possess a shared strategy of exploiting host NPC1 proteins during virus intracellular entry events.