血吸虫功能基因组和蛋白质组研究获得重大进展

wangshuisx

国家人类基因组南方研究中心、中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所、上海瑞金医院、复旦大学和美国、澳大利亚的科研人员通力合作，最近在血吸虫功能基因组和蛋白质组研究方面获得重大进展。今天，国际权威学术杂志《公共科学图书馆》（Public  library  of  science  pathogens）病原卷在网站上发表了相关论文。  

      血吸虫病仍在全球７６个国家中流行，尤其在一些发展中国家蔓延。近几年血吸虫病在我国一些地区也有上升趋势。血吸虫病的病原体是血吸虫，深入了解血吸虫基因组和蛋白质组信息有助于开发新型血吸虫病诊断方法、治疗药物和疫苗，控制甚至消灭血吸虫病。  

      研究中，科研人员首次采用了系统生物学研究策略和分析方法，利用高通量蛋白质组鉴定技术和策略在世界上第一次针对日本血吸虫不同发育阶段、性别、表皮和卵壳等进行大规模蛋白质鉴定，鉴定血吸虫蛋白质３２００多个，这也是我国科学家第一次对多细胞病原体作全面和系统的蛋白质组学分析。在获得数据后，课题组详细比较了血吸虫转录组和蛋白质组之间异同，并对结果进行验证。另外，研究人员还对比了不同血吸虫种类的基因组信息，并探讨了血吸虫基因组与其他物种基因组的关系，获得一系列重要成果。具体包括六个方面：  

      在获得约１０万个来自血吸虫不同发育阶段、性别的基因片段基础上，进一步整理分析表明，这些基因片段代表了约１５０００个基因种类，约占日本血吸虫基因总数的９０％，其中８４００多个血吸虫基因编码蛋白质。这是目前世界上最大的日本血吸虫功能基因组公共数据库。  

      利用高通量蛋白质组鉴定技术和策略鉴定了血吸虫不同发育阶段以及童虫、雌虫、雄虫的表皮和卵壳等蛋白质表达，共鉴定出３２６０个血吸虫蛋白。研究发现，血吸虫不同发育阶段表达不同蛋白，与生活特点密切相关，这些数据为研究血吸虫生物学行为和致病分子机制奠定了基础。

   　在血吸虫表皮和卵壳所表达蛋白中，有些蛋白与所寄生的哺乳动物宿主，包括人类有很高的序列同源性。这样血吸虫可以通过抗原模拟逃避宿主免疫攻击。也有许多氧化还原酶体系用于分解宿主攻击的分子。更为有趣的是，有些蛋白分子可以调节宿主免疫细胞，或抑制免疫细胞作用，或激发特殊的宿主免疫反应，有利于肉芽肿形成，最后排出体外完成生命周期。  

      研究还发现，日本血吸虫存在大量遗传多态性，是血吸虫逃避宿主免疫攻击的主要手段之一。这些多态性在不同地区血吸虫，包括来自我国安徽、江西、湖南、湖北和四川的血吸虫都大量存在，这提示开发血吸虫疫苗必须克服血吸虫这种免疫逃逸机制。  

      课题组分析了１５００多个血吸虫基因分子进化过程，发现少数基因是在进化过程中有许多定位在血吸虫表皮和卵壳上，并且带有遗传多态性，说明血吸虫在进化过程中不断适应变化的环境，尤其是在与宿主免疫系统相互作用中进化。  

      血吸虫除了有大量与其他物种同源的基因外，还有许多血吸虫特有基因。课题组找出１３００多个血吸虫特有基因。这为认识血吸虫生物学特征、开发抗血吸虫药物以及研制血吸虫疫苗奠定了理论基础。