新華社上海4月13日電(記者仇逸)國(guó)家人類基因組南方研究中心、中國(guó)疾病預(yù)防控制中心寄生蟲(chóng)病預(yù)防控制所、上海瑞金醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)和美國(guó)、澳大利亞的科研人員通力合作,最近在血吸蟲(chóng)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(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)雜志《公共科學(xué)圖書(shū)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(chóng)病仍在全球76個(gè)國(guó)家中流行,尤其在一些發(fā)展中國(guó)家蔓延。近幾年血吸蟲(chóng)病在我國(guó)一些地區(qū)也有上升趨勢(shì)。血吸蟲(chóng)病的病原體是血吸蟲(chóng),深入了解血吸蟲(chóng)基因組和蛋白質(zhì)組信息有助于開(kāi)發(fā)新型血吸蟲(chóng)病診斷方法、治療藥物和疫苗,控制甚至消滅血吸蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)蛋白質(zhì)3200多個(gè),這也是我國(guó)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(chóng)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(chóng)種類的基因組信息,并探討了血吸蟲(chóng)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(wàn)個(gè)來(lái)自血吸蟲(chóng)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(chóng)基因總數(shù)的90%,其中8400多個(gè)血吸蟲(chóng)基因編碼蛋白質(zhì)。這是目前世界上最大的日本血吸蟲(chóng)功能基因組公共數(shù)據(jù)庫(kù)。
利用高通量蛋白質(zhì)組鑒定技術(shù)和策略鑒定了血吸蟲(chóng)不同發(fā)育階段以及童蟲(chóng)、雌蟲(chóng)、雄蟲(chóng)的表皮和卵殼等蛋白質(zhì)表達(dá),共鑒定出3260個(gè)血吸蟲(chóng)蛋白。研究發(fā)現(xiàn),血吸蟲(chóng)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(chóng)生物學(xué)行為和致病分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。 在血吸蟲(chóng)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(chóng)可以通過(guò)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(chóng)存在大量遺傳多態(tài)性,是血吸蟲(chóng)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(chóng),包括來(lái)自我國(guó)安徽、江西、湖南、湖北和四川的血吸蟲(chóng)都大量存在,這提示開(kāi)發(fā)血吸蟲(chóng)疫苗必須克服血吸蟲(chóng)這種免疫逃逸機(jī)制。
課題組分析了1500多個(gè)血吸蟲(chóng)基因分子進(jìn)化過(guò)程,發(fā)現(xiàn)少數(shù)基因是在進(jìn)化過(guò)程中有許多定位在血吸蟲(chóng)表皮和卵殼上,并且?guī)в羞z傳多態(tài)性,說(shuō)明血吸蟲(chóng)在進(jìn)化過(guò)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(chóng)除了有大量與其他物種同源的基因外,還有許多血吸蟲(chóng)特有基因。課題組找出1300多個(gè)血吸蟲(chóng)特有基因。這為認(rèn)識(shí)血吸蟲(chóng)生物學(xué)特征、開(kāi)發(fā)抗血吸蟲(chóng)藥物以及研制血吸蟲(chóng)疫苗奠定了理論基礎(chǔ)。(完)