日本血吸虫肺期童虫与宿主相关基因的功能研究

Host factors were considered to affect the growth and development, nutrition and metabolism, immune escape from host's attack of schistosome and so on. This project, bases on the Schistosoma japonicum schistosomula and host cells co-culture system and the differentially-expressed genes identified using the system which had been successfully established in our last finished NSFC project(30771876), intends to explore the functions of calnexin (Canx), adenosine kinase 1 (AK1), growth hormone inducible transmembrane protein (GHITM) and programmed cell death protein 10 (PCDP10) in the growth and development of schistosomula, and the function of casein kinase (CK) in the interaction between schistosome and the host cells, and the functions of cathepsin L (CL) and glyceraldehydes 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) in the schistosome's escape from host's immune attack.This project aims to interpret the mecular mechanism of schistosme development and their relationship with their host, and to clarify the mecular mechanism of schistosomula's immune evasion, which will provide new clues for schistosomiasis diagnosis, development of antischistosomal drugs and vaccines, and provide scientific basis for application of the co-culture system in researches of molecular biology, gene functions and the relationship between schistosome and their hosts, to create a new area of schistosomiasis research.

宿主因子影响血吸虫的生长发育、营养代谢、免疫逃避等诸方面。本研究以国家自然科学基金项目(No:30771876)资助下建立的日本血吸虫肺期童虫与宿主细胞共培养体系及筛选出的与宿主相关差异基因为基础，重点研究其中的钙连蛋白(Canx)、腺苷激酶1(AK1)、生长激素诱导的跨膜蛋白(GHITM)、程序性死亡蛋白10(PCDP10)基因表达产物在血吸虫童虫中的分布及其对生长发育的影响；酪蛋白激酶(CK)基因功能及其产物与宿主细胞的相互作用；组织蛋白酶L(CL)和3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)基因表达及其在逃避宿主免疫过程中的作用，揭示日本血吸虫童虫的生长发育机制及其与宿主的相互关系，阐明肺期童虫免疫逃避的分子机制，为血吸虫病诊断、抗虫药物的筛选与疫苗研究提供新线索，为共培养体系在血吸虫分子生物学、基因功能及其与宿主的相互关系等研究中的应用提供科学依据，开创血吸虫病研究的新局面，具有重要意义。

宿主因子影响血吸虫的基因表达、生长发育与免疫反应等诸方面。本研究以上一个国家自然科学基金(No:30771876)资助下建立的日本血吸虫肺期童虫与宿主细胞共培养体系及筛选出的与宿主相关差异基因为基础，克隆表达了其中的钙连蛋白(CANX)、腺苷激酶1(AK1)、程序性死亡蛋白10(PCDP10)、生长激素诱导的跨膜蛋白(GHITM)、酪蛋白激酶2α(CK2α)、组织蛋白酶L(CL)和3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)等7个基因以及文献报道的脂肪酸结合蛋白（FABP）、谷胱苷肽-S-转移酶（GST）等2个差异基因的产物，获得了其免疫血清。荧光定量检测了其中7个基因在日本血吸虫各发育阶段的表达，其中AK1、GST、GAPDH基因在虫卵期表达量最高，FABP、PCDP10基因在雄虫中表达量最高，CANX及GHITM基因在肺期童虫中表达最高。免疫组化定位了其中6个基因在虫体中的分布，其中AK1、PCDP10及GAPDH主要位于虫卵、雌虫卵黄腺及被膜下；FABP主要位于雌虫卵黄腺及被膜下；GST主要位于雄虫的实质区域及雌虫卵黄腺之间的实质细胞内；CK2α主要位于童虫虫体表膜及实质细胞。研究了其中6个基因重组蛋白的免疫保护性，其中AK1、FABP和GAPDH免疫小鼠后，可导致小鼠分别获得50%、36%、47%的减虫率及40%、39%、52%的减卵率，与对照比较差异显著（P＜0.05）；诱导产生的Th1型细胞因子IFN-γ也显著升高（P＜0.05）；但GST、PCDP10、CK2α与对照组的差别不大。其中5个基因的RNA干扰结果显示，AK1、FABP和GAPDH可使雌虫产卵数减少32%、52%、43%，与对照比较差异显著（P＜0.05），GST、PCDP10无差别；但PCDP10对虫卵质量有影响，PCDP10与AK1基因表达被抑制后，虫体细胞包括卵黄细胞的凋亡显著增加，体被结构受损，不仅延缓了童虫的生长发育，而且影响了卵壳的形成及卵胚的发育以及雌虫的产卵。初步揭示了日本血吸虫AK1、PCDP10对童虫发育与成虫产卵影响以及AK1、FABP和GAPDH产生保护性免疫的机制，为深入研究CANX与GHITM在血吸虫生长发育、SjCK2α与宿主的相互作用以及GAPDH、CL逃避宿主免疫中的作用奠定了基础，为揭示血吸虫生长发育机制与疫苗的研究提供了新线索。