日本血吸虫雌虫在雌雄合抱前后差异表达miRNA的鉴定及功能分析

日本血吸虫病是严重危害人类健康的人畜共患寄生虫病。目前治疗血吸虫病的特效药吡喹酮逐渐面临抗药性产生的风险，而在研疫苗的抗虫保护力仍待提高。因此，血防新药的研发日益迫切。开展血吸虫在宿主体内生长发育相关调控机制的深入探索无疑将会促进抗虫新药的研发。在血吸虫生长发育中，雌雄合抱对雌虫生殖系统的发育和卵的形成至关重要，但目前对雌雄合抱的促发育机制仍知之不详。本项目拟在本实验室现有miRNA研究基础上，通过Solexa测序，分析单性感染雌虫和双性感染雌虫在抱对后miRNA的差异表达，结合生物信息学分析，构建miRNA与靶基因及基因功能的调控网络，利用miRNA类似物和抑制物验证关键miRNA及其靶基因，并结合体外培养实验证实关键的差异表达miRNA对雌虫发育的影响。据此研究，申请者期望深入揭示雌雄合抱促雌虫发育机制，为抗虫新药的研发奠定基础，并期望有助于血吸虫体外培养发育不良现象的研究。

日本血吸虫病是严重危害人类健康的人畜共患寄生虫病。目前治疗药物吡喹酮逐渐面临抗药性产生的风险，而在研疫苗的抗虫保护力仍待提高。因此，血防新药的研发日益迫切。对于血吸虫在宿主体内生长发育相关调控机制的深入探索无疑将会促进抗虫新药的研发。日本血吸虫雌雄合抱对雌虫生殖系统的发育和卵的形成至关重要，而卵形成又是虫体致病的重要原因。因此，深入了解合抱促雌虫发育机制对虫体致病机制和抗虫新药研发都非常必要。本项目比较了合抱前后雌虫基因表达谱和miRNA表达谱，研究表明，合抱后雌虫基因表达谱以少数与卵形成和性成熟发育密切相关基因表达上调而大多数基因表达下调为特点。而miRNA表达谱进一步提示，合抱后大量基因表达抑制很可能是雌虫miRNA-bantam异常高表达的结果，而低水平表达的miR-1、miR-71和miR-7等，有助于合抱后雌虫核糖体蛋白和铁转运相关蛋白的表达。Bantam的体外干预童虫发育实验也证明，合抱后雌虫上调表达的与卵形成相关的卵抗原基因、铁蛋白-1、抗氧化的硫氧还蛋白过氧化物酶和大量核糖体蛋白都不受bantam抑制。合抱前后核糖体蛋白差异表达基因和核糖体差异表达蛋白的质谱比较分析揭示，合抱后大量核糖体蛋白基因表达上调，而且质谱分析提示大量核糖体蛋白合成增加。同时，合抱后雌虫的蛋白谱中的蛋白水平没有因大量核糖体的装配而全面提高，而是有选择地、大幅度提高合抱后雌虫性成熟和卵形成所必需蛋白的水平，如抗氧化的过氧化物歧化酶基因表达提高12倍，而蛋白表达提高了52倍；负责铁转运的铁蛋白-1基因表达提高3.7倍，而蛋白表达提高了40倍等。但是，卵抗原蛋白基因表达提高2.7倍，蛋白也仅提高2.1倍。该结果提示，核糖体蛋白的合成和装配参与了雌虫的性成熟发育和卵形成的调控。据此判断，雌雄合抱启动了以bantam高表达为特色的雌虫特异miRNAs的表达谱，该表达谱调控并实现了“多基因抑制、少基因表达”为特点的合抱后雌虫基因表达谱，该基因表达谱在核糖体参与的调控机制下形成了促进合抱后雌虫成熟发育的蛋白谱。该蛋白谱以高表达抗氧化蛋白和铁转运蛋白等为特点，以促进卵形成和维持雌虫成熟状态。总之，雌雄合抱促雌虫发育机制的初步阐明增进了对日本血吸虫性成熟发育机制的理解，并为防治新药或疫苗的研发提供了可靠依据。