细粒棘球绦虫原头蚴发育相关lncRNA的筛选及功能初探

Hydatid disease is a serious zoonosis, which is one of the main reasons for falling into or falling back to poverty because of catching diseases in western agricultural and pastoral areas of China. Echinococcus granulosus is one of the main pathogen of Hydatid disease. A peculiar feature of the biology of E. granulosus is that the protoscolex has the potential to develop in either of two directions. However, the regulatory mechanism behind this developmental phenomenon is poorly understood. lncRNA is a long non-coding RNA(lncRNA) which play important roles in transcriptional and post-transcriptional regulation. Our previous study found that the lncRNA moleculars exist in the protoscolex of E. granulosus. Therefore, in order to further explore the roles and regulation mechanism of lncRNAs in the development of protoscolex, the RNA sequencing, RNA pull-down, RNAi, qPCR and Western blot will be used in this study to analyze the dynamics expression profiling and molecular events of lncRNAs in different developmental stages of E. granulosus. At the same time, the key lncRNAs related to the development of protoscolex will be screened and identified. We will also analyze the protein moleculars and miRNAs which interplay with these key lncRNAs and reveal the potential mechanism. Finally, the present study will preliminary clarify the function and regulation mechanism of these key lncRNA molecules in the development of protoscolex in E. granulosus.

包虫病是一种危害严重的人兽共患寄生虫病，是导致我国西部农牧区群众因病致贫、因病返贫的主要原因之一。细粒棘球绦虫是其主要病原之一，其原头蚴具有双向发育的特性，但我们对其背后所蕴含的发育调控机制却知之甚少。lncRNA是一种具有重要调控功能的长链非编码RNA，我们前期的研究发现，细粒棘球绦虫原头蚴中存在lncRNA分子的表达。因此，为了进一步探索lncRNA在细粒棘球绦虫原头蚴发育中的功能，本研究拟通过RNA sequencing、RNA pull-down、RNAi、基因过表达、qPCR以及western blot等技术解析lncRNA分子在细粒棘球绦虫不同发育时期的动态表达谱以及分子事件，筛选鉴定细粒棘球绦虫原头蚴发育相关的关键lncRNA分子，解析与其互作的蛋白以及miRNA分子，并初步揭示其互作调控机制，最终初步阐明这些关键lncRNA分子在细粒棘球绦虫原头蚴发育中的作用及其调控机制。

细粒棘球绦虫是包虫病的主要病原之一，其原头蚴具有双向发育的特性，但我们对其背后所蕴含的发育调控机制却知之甚少。lncRNA是一种具有重要调控功能的长链非编码RNA，为了探究lncRNA分子在细粒棘球绦虫生长发育中的调控作用。本项目采用RNA-seq技术解析了lncRNA在细粒棘球绦虫原头蚴、包囊壁以及成虫的表达谱规律，筛选了各发育高表达以及特异表达的lncRNA分子，并对这些差异表达的lncRNA分子进行了初步的功能预测及生物学功能验证。研究结果表明，在细粒棘球绦虫原头蚴、包囊壁和成虫中共鉴定出6063个lncRNA分子。分别在细粒棘球绦虫原头蚴、包囊壁和成虫中鉴定出特异表达的lncRNA分子23个，65个和7个。原头蚴中高表达的lncRNA分子主要参与虫体细胞凋亡、萜类骨架生物合成、碳代谢以及背腹轴形成等生物过程；原头蚴和成虫相比，差异表达的lncRNA分子，其功能主要富集在剪切体、核糖体、蛋白质在内质网的处理过程、溶酶体、内吞、脂肪酸代谢、延伸等信号通路；原头蚴和包囊壁相比，差异表达的lncRNA分子主要富集在核糖体、吞噬体、糖酵解/糖异生、神经活性配体-受体以及wnt等信号通路。同时研究还发现60个与宿主巨噬细胞抗细粒棘球绦虫原头蚴感染刺激相关的lncRNA分子，其主要功能与2型免疫反应、VEGF信号、Toll样受体信号通路以及NOD样受体等信号通路相关。本项目还对细粒棘球绦虫原头蚴、包囊壁和成虫表达的CircRNA分子进行了分析，结果共鉴定出635个CircRNA分子。分别在细粒棘球绦虫原头蚴、包囊壁和成虫中鉴定出特异表达的CircRNA分子44个，2个和0个。原头蚴和包囊壁相比，差异表达的CircRNA的显著富集于背腹轴形成、Notch、wnt以及FoxO信号通路等。原头蚴和成虫相比，差异表达的CircRNA的显著富集于Notch、三羧循环、磷脂酰肌醇、核黄素代谢通路以及脂肪酸合成和降解等信号通路。成虫和包囊壁相比，差异表达的CircRNA的显著富集于Notch、碳代谢、三羧循环以及糖酵解/糖异生通路。本项目首次对细粒棘球绦虫原头蚴、包囊壁以及成虫中的lncRNA、CircRNA分子的表达谱进行了系统解析，初步揭示了其在虫体不同发育阶段的分子事件，为进一步研究其在细粒棘球绦虫生长发育、感染入侵中的生物学功能奠定了基础。