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組研究方面獲得重大進展。今天,國際權威學術雜誌《公共科學圖書館》(Public library of science pathogens)病原卷在網站上發表了相關論文。
血吸蟲病仍在全球76個國家中流行,尤其在一些發展中國家蔓延。近幾年血吸蟲病在我國一些地區也有上升趨勢。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組信息有助於開發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,科研人員首次採用了系統生物學研究策略和分析方法,利用高通量蛋白質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育階段、性別、表皮和卵殼等進行大規模蛋白質鑒定,鑒定血吸蟲蛋白質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的蛋白質組學分析。在獲得數據後,課題組詳細比較了血吸蟲轉錄組和蛋白質組之間異同,並對結果進行驗證。另外,研究人員還對比了不同血吸蟲種類的基因組信息,並探討了血吸蟲基因組與其他物種基因組的關係,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,約佔日本血吸蟲基因總數的90%,其中8400多個血吸蟲基因編碼蛋白質。這是目前世界上最大的日本血吸蟲功能基因組公共數據庫。
利用高通量蛋白質組鑒定技術和策略鑒定了血吸蟲不同發育階段以及童蟲、雌蟲、雄蟲的表皮和卵殼等蛋白質表達,共鑒定出3260個血吸蟲蛋白。研究發現,血吸蟲不同發育階段表達不同蛋白,與生活特點密切相關,這些數據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於分解宿主攻擊的分子。更為有趣的是,有些蛋白分子可以調節宿主免疫細胞,或抑制免疫細胞作用,或激發特殊的宿主免疫反應,有利於肉芽腫形成,最後排出體外完成生命週期。
研究還發現,日本血吸蟲存在大量遺傳多態性,是血吸蟲逃避宿主免疫攻擊的主要手段之一。這些多態性在不同地區血吸蟲,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,發現少數基因是在進化過程中有許多定位在血吸蟲表皮和卵殼上,並且帶有遺傳多態性,説明血吸蟲在進化過程中不斷適應變化的環境,尤其是在與宿主免疫系統相互作用中進化。
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徵、開發抗血吸蟲藥物以及研製血吸蟲疫苗奠定了理論基礎。(完)