國家人類基因組南方研究中心、中國疾病預(yù)防控制中心寄生蟲病預(yù)防控制所,、上海瑞金醫(yī)院,、復(fù)旦大學(xué)和美國、澳大利亞的科研人員通力合作,,最近在血吸蟲功能基因組和蛋白質(zhì)組研究方面獲得重大進(jìn)展,。今天,國際權(quán)威學(xué)術(shù)雜志《公共科學(xué)圖書館》(Public library of science pathogens)病原卷在網(wǎng)站上發(fā)表了相關(guān)論文,。
血吸蟲病仍在全球76個(gè)國家中流行,,尤其在一些發(fā)展中國家蔓延。近幾年血吸蟲病在我國一些地區(qū)也有上升趨勢(shì),。血吸蟲病的病原體是血吸蟲,,深入了解血吸蟲基因組和蛋白質(zhì)組信息有助于開發(fā)新型血吸蟲病診斷方法,、治療藥物和疫苗,,控制甚至消滅血吸蟲病。
研究中,,科研人員首次采用了系統(tǒng)生物學(xué)研究策略和分析方法,,利用高通量蛋白質(zhì)組鑒定技術(shù)和策略在世界上第一次針對(duì)日本血吸蟲不同發(fā)育階段、性別,、表皮和卵殼等進(jìn)行大規(guī)模蛋白質(zhì)鑒定,,鑒定血吸蟲蛋白質(zhì)3200多個(gè),這也是我國科學(xué)家第一次對(duì)多細(xì)胞病原體作全面和系統(tǒng)的蛋白質(zhì)組學(xué)分析,。在獲得數(shù)據(jù)后,,課題組詳細(xì)比較了血吸蟲轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組之間異同,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,。另外,,研究人員還對(duì)比了不同血吸蟲種類的基因組信息,并探討了血吸蟲基因組與其他物種基因組的關(guān)系,,獲得一系列重要成果,。具體包括六個(gè)方面:
在獲得約10萬個(gè)來自血吸蟲不同發(fā)育階段、性別的基因片段基礎(chǔ)上,,進(jìn)一步整理分析表明,,這些基因片段代表了約15000個(gè)基因種類,約占日本血吸蟲基因總數(shù)的90%,,其中8400多個(gè)血吸蟲基因編碼蛋白質(zhì),。這是目前世界上最大的日本血吸蟲功能基因組公共數(shù)據(jù)庫。
利用高通量蛋白質(zhì)組鑒定技術(shù)和策略鑒定了血吸蟲不同發(fā)育階段以及童蟲、雌蟲,、雄蟲的表皮和卵殼等蛋白質(zhì)表達(dá),,共鑒定出3260個(gè)血吸蟲蛋白。研究發(fā)現(xiàn),,血吸蟲不同發(fā)育階段表達(dá)不同蛋白,,與生活特點(diǎn)密切相關(guān),這些數(shù)據(jù)為研究血吸蟲生物學(xué)行為和致病分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ),。
在血吸蟲表皮和卵殼所表達(dá)蛋白中,,有些蛋白與所寄生的哺乳動(dòng)物宿主,包括人類有很高的序列同源性,。這樣血吸蟲可以通過抗原模擬逃避宿主免疫攻擊,。也有許多氧化還原酶體系用于分解宿主攻擊的分子。更為有趣的是,,有些蛋白分子可以調(diào)節(jié)宿主免疫細(xì)胞,,或抑制免疫細(xì)胞作用,或激發(fā)特殊的宿主免疫反應(yīng),,有利于肉芽腫形成,,最后排出體外完成生命周期。
研究還發(fā)現(xiàn),,日本血吸蟲存在大量遺傳多態(tài)性,,是血吸蟲逃避宿主免疫攻擊的主要手段之一。這些多態(tài)性在不同地區(qū)血吸蟲,,包括來自我國安徽,、江西、湖南,、湖北和四川的血吸蟲都大量存在,,這提示開發(fā)血吸蟲疫苗必須克服血吸蟲這種免疫逃逸機(jī)制。
課題組分析了1500多個(gè)血吸蟲基因分子進(jìn)化過程,,發(fā)現(xiàn)少數(shù)基因是在進(jìn)化過程中有許多定位在血吸蟲表皮和卵殼上,,并且?guī)в羞z傳多態(tài)性,說明血吸蟲在進(jìn)化過程中不斷適應(yīng)變化的環(huán)境,,尤其是在與宿主免疫系統(tǒng)相互作用中進(jìn)化,。
血吸蟲除了有大量與其他物種同源的基因外,,還有許多血吸蟲特有基因,。課題組找出1300多個(gè)血吸蟲特有基因,。這為認(rèn)識(shí)血吸蟲生物學(xué)特征,、開發(fā)抗血吸蟲藥物以及研制血吸蟲疫苗奠定了理論基礎(chǔ),。