吸血蚋与其宿主相互作用的分子机制研究

The saliva of hematophagous arthropods is a mixture of bioactive moleculars that assists in the acquisition of a blood meal by interfering with the host's hemostasis and inflammation response and influences the transmission success of some pathogens. Blackflies (Diptera: Simuliidae) are serious biting pests and obligate vectors of vertebrate pathogens.Of prominent important in human and livestock health is that they vector Onchocerca spp,the causative agent of human onchocerciasis or 'river blindness'. To date, few anti-haemostatic factors or activities have been identified from blac fly saliva or salivary glands.3 cDNAs encode precursor proteins of inhibitor FXa,anti-platelet aggregation factor and anti-thrombin factor have been cloned from salivary glands of blackfly Simulium. (Gomphostilbia) bannaense.Blast search results show that they have 48-53% indentities with other arthropods.Based on these privous work,we hope to investigate the molecular mechanism of blackfly-host interaction through blood system and immune system during the further research and discover some potential lead molecules for pharmaceutical drugs.

吸血节肢动物的唾液腺中富含多种药理活性分子，能够对抗宿主的凝血机制，逃避宿主的免疫排斥反应，从而顺利地进行血餐并将其携带的病原体传播至宿主。蚋科昆虫是重要的病原体媒介生物和农牧业害虫，能够传播严重威胁人类健康的盘尾丝虫病（河盲症），其与宿主相互作用的分子机制在世界范围内还鲜有报道。我们从版纳绳蚋（Simulium. bannaense）唾液腺的cDNA文库中克隆出FXa抑制剂、凝血酶抑制剂和血小板聚集抑制剂等cDNA序列，经BLAST比对，它们与其它吸血昆虫来源的类似物同源性很低（48-53%）。我们希望对其唾液腺转录组进行测定，从中筛选出更多的作用于血液系统和免疫系统的活性多肽和蛋白，并对它们进行结构研究和功能验证。唾液腺中活性成分的鉴定，将为解析蚋虫血餐分子机制奠定物质基础和理论支持，为蚋虫疾病传播的防治提供分子靶点，并有可能发现一些具有潜在药用价值的生物先导活性分子。

蚋是一种通过叮咬人和家畜而获得血餐的害虫，它们能够传播严重威胁人类健康的盘尾丝虫病（河盲症）。为了获得血餐，蚋唾液中应该含有能够阻止宿主凝血反应和逃避宿主免疫排斥反应的活性成分。然而有关蚋唾液腺中免疫调节分子和抗凝血分子结构与功能的研究非常少。我们选择了云南特有物种版纳绳蚋Simulium bannaense为研究对象，对其进行转录组测定。根据获得的转录组信息，我们在基因功能注释数据库中筛选到了12种免疫调节蛋白/多肽的编码基因（序列相似度为36.8%-65.7%），如T细胞免疫调节蛋白，神经肽，抗菌肽和速激肽等；以及56种抗凝血蛋白/多肽的编码基因（序列相似度42.3%-71.6%），如具有抑制血小板聚集功能的三磷酸腺苷双磷酸酶，胰蛋白酶，透明质酸酶，Serpin，Kunitz和Kazal抑制剂等。这些序列的发现，为后续进一步研究这些分子的功能提供了物质基础。. 我们从版纳绳蚋唾液腺中分离纯化出3种具有免疫调节功能的活性多肽（SibaDef, SibaCec和SibaCec-A），它们能够强烈的抑制革兰氏阳性、阴性菌的生长，该特性解释了蚋在血餐过程中如何避免血液的污染。SibaCec和SibaCec-A还能够强烈的抑制LPS诱导的小鼠腹腔巨噬细胞炎性因子TNF-α、IL-1β和IL-6的分泌，该特性部分解释了蚋在血餐过程中如何逃避宿主的免疫排斥反应。圆二色谱分析表明，这些多肽在磷脂膜或疏水环境中的结构主要为α螺旋构象，该结构解释了其强大的抗菌功能。扫描电镜结果表明，这些多肽主要是通过作用于细菌细胞膜，使之完整性破坏，继而细胞内容物外泄最终导致细菌死亡。这3个活性分子的基因和应用均已申请国家发明专利(其中SibaDef分子已授权)。另外，SibaDef和SibaCec的研究数据已分别以通讯作者发表于期刊Parasites & Vectors （2015,8:71; 2015,8:561）。此外，我们还从蚋唾液腺中分离纯化出1种强烈抗凝作用的蛋白，它能够抑制凝血因子FXa，已完成酶-抑制剂动力学研究。数据尚在整理中，文章待发表。. 这些抗凝和免疫调节分子的鉴定以及部分功能研究，初步解释了版纳绳蚋如何对抗宿主的凝血系统和免疫系统从而顺利进行血餐。此外，这些序列信息可为蚋虫疾病传播的防治和疫苗开发提供分子靶点。