新華社上海4月13日電(記者仇逸)國家人類基因組南方研究中心、中國疾病預防控制中心寄生蟲病預防控制所、上海瑞金醫(yī)院、復旦大學和美國、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展。今天,國際權威學術雜志《公共科學圖書館》(Public library of science pathogens)病原卷在網(wǎng)站上發(fā)表了相關論文。
血吸蟲病仍在全球76個國家中流行,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。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)生物學研究策略和分析方法,利用高通量蛋白質(zhì)組鑒定技術和策略在世界上第一次針對日本血吸蟲不同發(fā)育階段、性別、表皮和卵殼等進行大規(guī)模蛋白質(zhì)鑒定,鑒定血吸蟲蛋白質(zhì)3200多個,這也是我國科學家第一次對多細胞病原體作全面和系統(tǒng)的蛋白質(zhì)組學分析。在獲得數(shù)據(jù)后,課題組詳細比較了血吸蟲轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組之間異同,并對結果進行驗證。另外,研究人員還對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系,獲得一系列重要成果。具體包括六個方面:
在獲得約10萬個來自血吸蟲不同發(fā)育階段、性別的基因片段基礎上,進一步整理分析表明,這些基因片段代表了約15000個基因種類,約占日本血吸蟲基因總數(shù)的90%,其中8400多個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,共鑒定出3260個血吸蟲蛋白。研究發(fā)現(xiàn),血吸蟲不同發(fā)育階段表達不同蛋白,與生活特點密切相關,這些數(shù)據(jù)為研究血吸蟲生物學行為和致病分子機制奠定了基礎。 在血吸蟲表皮和卵殼所表達蛋白中,有些蛋白與所寄生的哺乳動物宿主,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)宿主免疫細胞,或抑制免疫細胞作用,或激發(fā)特殊的宿主免疫反應,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制。
課題組分析了1500多個血吸蟲基因分子進化過程,發(fā)現(xiàn)少數(shù)基因是在進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,說明血吸蟲在進化過程中不斷適應變化的環(huán)境,尤其是在與宿主免疫系統(tǒng)相互作用中進化。
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多個血吸蟲特有基因。這為認識血吸蟲生物學特征、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。(完)