日本血吸虫外泌泡（exosome）对宿主免疫反应的调节作用及其机制的研究

It is a core scientific problem that communtions between pathogens and host . The Exosome are small cellular particles which play their roles in promoting cell-to-cell communications and modulating physiological functions of cells. Though some studies have showed that exosomes may be the key mechanisms related to the immune evasion, the mechanisms is still unclear. Thus, we have established the isolation and identification technology of exosomes and succuessfully got the exosomes from secretions of adult of Schistosoma japonicum. In this study, we aim to isoloate the exosomes from cercariae, schistosomula, adults and eggs of Schistosoma japonicum by the high-speed gradient centrifugation method, determine the size and surface characteristics of exosomes from different stages of S.japonicum, identify the contents of exosomes by mass spectrometry and DNA sequencing, observe the functions of exosomes and the main compound of exosomes related to the immune response of BALB/c and immune cell functions in vivo and in vitro, and confirm the exact role of the exosomes during infection of S.japonicum. This research will contribute to understanding the biological function ot the main components of exosomes isolated from the S.japonicum and further revealing the precise molecular mechanisms of immune evasion.

病原体与宿主的信息交流及机制是感染免疫的关键科学问题。外泌泡（exosome）是一种具有细胞间信号传递功能的细胞结构。申请者在血吸虫成虫培养上清中发现exosome样结构，并初步证实其有调节巨噬细胞极化的作用，提示：分泌exosome可能是血吸虫调控宿主免疫应答的一种重要方式，但目前对其作用及其机制缺乏系统研究。为此，拟采用已建立的技术体系，分离纯化日本血吸虫不同发育阶段（尾蚴、成虫和虫卵）分泌的exosome，利用电子显微镜、流式细胞术等技术开展生物学特征的比较研究；通过体内外实验，比较不同阶段虫体exosome对小鼠免疫应答及免疫细胞的作用；采用质谱和二代测序技术，比较不同阶段虫体exosome的组分差异，并对exosome中重要组分的免疫学活性进行研究。本项目的开展，将揭示日本血吸虫exosome对终宿主免疫应答的调节作用及其分子途径，进一步阐明血吸虫与宿主相互作用的精细机制。

病原体与宿主的信息交流及机制是感染免疫的关键科学问题。外泌泡（exosome）是一种具有细胞间信号传递功能的细胞结构。对血吸虫exosome进行研究有助于揭示血吸虫对终宿主免疫应答的调节作用及其分子途径，进一步阐明血吸虫与宿主相互作用的精细机制。本项目在 4 年的执行过程中，按照项目书的研究计划进行开展。完成了①优化了exosome的分离方法，分离提纯外泌体，并进行miRNA测序分析比对，筛查其中与日本血吸虫致病相关的特异性的虫源性miRNA。提示日本血吸虫及宿主可以通过分泌外泌体进行血吸虫-宿主之间相互作用，从而影响血吸虫病的病理进程。②揭示日本血吸虫虫卵来源外泌体具有抑制肝星状细胞活化的作用，该抑制作用与其特异性高表达Sja-miR-71a密切相关。研究结果显示Sja-miR-71a显著降低感染小鼠肝脏肝纤维化指标α-SMA、Collagen I、Collagen III的表达水平，证实Sja-miR-71a具有抗纤维化作用。③揭示了血吸虫虫卵来源外泌体Sja-miR-71a可以对宿主免疫进行调节。Sja-miR-71a上调肝脏、脾脏Treg细胞水平及T-bet+Treg细胞水平；同时下调宿主肝脏、脾脏中Th1、Th2、Th17细胞水平。④证实血吸虫虫卵来源外泌体Sja-miR-71a具有抑制肝纤维化的作用，该抑制作用主要是通过直接靶向Sema4D，进而抑制TGF-β1/SMAD及IL-13/STAT6信号通路完成。提示了血吸虫与宿主之间在长期进化过程的相互适应过程，该机制有利于确保虫卵逃逸宿主纤维包裹，导致其最终钙化，达到种族延续的目的。⑤证实血吸虫感染病人血清中高表达Sja-miR-71a及Sema4D，为血吸虫病人的诊断提供了新的诊断方法。⑥对正常肝脏细胞和日本血吸虫感染肝脏细胞来源的外泌体进行验证和鉴定，通过测序对比筛查出了与日本血吸虫引起虫卵肉芽肿致病机制相关的重要miRNA。并进一步证实了日本血吸虫感染小鼠肝脏外泌体特异性高表达miR-142a-3p，miR-142a-3p在血吸虫不同感染阶段的表达特征及其与血吸虫感染病理程度具有相关性。⑦揭示日本血吸虫肝组织外泌体具有抑制肝星状细胞活化的作用，该抑制作用与其特异性高表达miR-142a-3p密切相关。同时，揭示了miR-142a-3p可以抑制血吸虫在宿主体内的发育，改善了血吸虫感染的病理症状。