2022年1月13日,国际学术期刊《PLoS Negl Trop Dis》在线发表了胡薇教授课题组关于日本血吸虫幼虫阶段比较转录组学的研究成果"Comparative transcriptome profiles of Schistosoma japonicum larval stages: Implications for parasite biology and host invasion"。该研究详细描绘了日本血吸虫四个幼虫阶段(包括虫卵、毛蚴、孢囊和尾蚴)的转录组特征,提供了日本血吸虫在哺乳动物宿主体外的发育景观。通过分析阶段特异/富集的基因,研究者确定了与每个阶段生物特性相关的功能基因,为血吸虫入侵中间宿主和终宿主的研究提供了一组可供参考的重要基因集。
图1.日本血吸虫四个不同生命阶段的全局转录组谱
血吸虫病是一种严重威胁人类健康的热带疾病,亚洲流行的日本血吸虫是一种古老的寄生虫,其在中国的流行历史已超过2000年。日本血吸虫可感染多种哺乳动物,导致严重的人畜共患寄生虫疾病。然而,以往的转录组研究大多集中在哺乳动物宿主体内的阶段,而关于幼虫阶段的转录组数据在公共数据库中可用的非常少。
为了填补这一知识空白,研究团队绘制了包括卵、毛蚴、母胞蚴和尾蚴在内的四个S. japonicum幼虫阶段的详细转录组概况。通过分析阶段特异/富集的基因,鉴定出了与各阶段生物学特性相关的功能基因。例如,他们发现仅在子胞蚴阶段才高表达DNA复制所必需的基因,而与蛋白质水解相关的基因在子胞蚴和/或尾蚴阶段上调表达。这些数据表明,毛蚴可能使用leishmanolysin和neprilysin来帮助穿透螺,而elastase(SjCE2b)和leishmanolysin可能有助于尾蚴的入侵。
图2.日本血吸虫木瓜蛋白酶基因家族的全基因组鉴定、表征和表达模式分析。
此外,他们的研究还发现,串联重复驱动了在日本血吸虫中的papain家族的扩张。值得注意的是,所有重复的cathepsin B样蛋白酶在尾蚴中都特异性高表达。最后,他们参照第三版的日本血吸虫基因组,对这四个阶段的可变剪接图谱进行了进一步的特征描述。总的来说,这项研究为日本血吸虫的幼虫阶段提供了全面的基因表达图谱,同时揭示了一组可能涉及中间宿主和终宿主入侵的基因。