弓形虫与宿主互作的转录组及蛋白组研究

Zoonotic toxoplasmosis caused by Toxoplasma gondii is not only a serious hazard to human health, but it also causes huge economic losses to the animal husbandry production.The main reason that animal and human toxoplasmosis has not been controlled well is due to the insufficiency in its basic research, particularly it is yet to understand the mechanism underlying the interaction between T. gondii and its hosts. Therefore, using the most prevalent T. gondii genotype in China (ToxoDB9) as the model genotype, and the pig which is one of the most important intermediate hosts as the model animal,the objectives of the present project are to study the transcriptomic and proteomic profiles of major cells and tissues of pigs after infected with T. gondii by an integrated approach using RNA-Seq Solexa high-throughput sequencing, two-dimensional gel electrophoresis, mass spectrometry and bioinformatics analysis combined with fluorescence quantitative PCR, gene cloning and expression, and functional research, to identify differentially expressed genes and proteins in the brain,heart,liver,spleen,lung,lymph nodes and blood of pigs after T. gondii infection, and to further characterize those representative genes and proteins relating to pathogenesis,specific metabolic pathways, cellular processes or immunogenicity. The expected results would contribute to better understand the T. gondii-host interaction and relationship relating to invasion and pathogenesis, and also would contribute to the identification of potential new drug targets, diagnostic and vaccine candidates.

人兽共患的弓形虫病不仅严重危害人类健康，而且给畜牧业生产造成巨大经济损失。人和动物弓形虫病目前尚未得到有效防制的主要原因是对弓形虫病防控的基础研究不足，特别是对弓形虫与宿主之间相互作用的分子机制尚不清楚。本项目以在我国广泛流行的弓形虫主要基因型（ToxoDB 9）作为研究对象，以弓形虫的最重要中间宿主之一- - 猪为动物模型，开展弓形虫与宿主（猪）互作的转录组和蛋白质组研究；通过 RNA-Seq高通量测序、二维电泳、质谱分析、生物信息学分析、荧光定量PCR验证、基因克隆、表达、功能研究等不同的研究手段，对猪感染弓形虫后其脑、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、淋巴结和血液的转录组及蛋白组进行系统研究，鉴定出弓形虫感染宿主后的主要组织细胞特异表达和差异表达的基因及蛋白，并预测、研究其功能；筛选出参与弓形虫-宿主互作的主要基因及蛋白，并研究其功能。预期研究成果将为阐明弓形虫入侵及感染的致病机制奠定基础。

针对“弓形虫与宿主相互作用的分子机制”这一弓形虫病研究中的重要科学问题，本项目以在我国广泛流行的弓形虫主要基因型（ToxoDB#9）作为研究对象，以弓形虫最重要的食品动物中间宿主猪作为动物模型，系统地研究了弓形虫与宿主（猪）互作的转录组和蛋白质组应答规律。我们完成了弓形虫卵囊感染对猪大脑、肺、肝、脾以及肠系膜淋巴结转录组和蛋白组影响的研究；通过关联性分析，鉴定了一批与弓形虫感染显著相关的宿主基因；通过构建过表达细胞系，首次证明了宿主基因的内含子具有调节抗弓形虫因子表达的作用；初步构建了猪、人、小鼠、大鼠与弓形虫蛋白的互作数据库；鉴定了小鼠与弓形虫GRA15、MIC7、MIC8的互作蛋白；鉴定了人与弓形虫14-3-3蛋白的互作蛋白。.在完成项目计划任务书研究内容的基础上，根据学科发展及研究工作进一步扩展的需要，增加了弓形虫感染对小鼠脾、肝转录组影响的研究；完成了弓形虫感染对小鼠大脑、肝脏蛋白组影响的研究；完成了弓形虫感染对猫肝、脾、小肠、肺、心脏转录组和蛋白组影响的研究；完成了弓形虫感染对小鼠脾、大脑以及猫肝、脾、肺、小肠、心脏miRNA表达影响的研究；完成了弓形虫感染对小鼠血清、脾、肝以及大脑代谢组影响的研究；完成了弓形虫感染对小鼠大脑蛋白乙酰化和磷酸化修饰的影响的研究；完成了弓形虫eIF4A、IF2α、TrxLp和ENO2核酸疫苗对宿主的免疫保护作用研究。.这些研究结果基本阐明了猪、小鼠、猫感染弓形虫后各主要器官的转录组、蛋白组、miRNA表达谱变化规律，不仅为完全阐明弓形虫与宿主互作的分子机制奠定基础，而且也为研制新的弓形虫病防控药物、新的疫苗提供了有用的基础数据。.本项目已发表SCI收录论文35篇（其中第一标注31篇，第二标注4篇）；获授权国家发明专利5个，申报国家发明专利8个；培养出站博士后1名、在读博士后3名；培养博士毕业生9名、硕士毕业生19名；在读博士生3名、在读硕士生6名。.本项目资助出访国外进行学术交流共18人次；邀请国际专家来访、进行学术交流与合作6人次。