麦格森-莫格里奇研究所的一支发育生物学家团队已经发现一种手段,可以使血吸虫病(寄生虫,在热带气候下感染超过2亿人口)寄生于宿主的免疫系统之外。
Morgridge博士后研究员Jayhun Lee及其同事在今天的《美国国家科学院院刊》(PNAS)(7月27日)上报道说,寄生虫的食道腺是消化道的辅助器官,它介导了免疫逃逸机制,这对于免疫系统至关重要在宿主中生存。
世界卫生组织表示,血吸虫病是由血吸虫感染引起的被忽视的热带病,仍然是影响发展中国家的主要寄生虫病之一。它对儿童特别有影响,导致贫血,发育迟缓和学习障碍。尽管它对人类健康产生了巨大影响,并因此造成了社会经济损失,但它仍然是一种被忽视和忽视的疾病。
血吸虫的生命周期很复杂,始于淡水,被人体排泄物污染。寄生虫从通过人类废物释放的卵中孵化,并感染特定种类的蜗牛。在蜗牛中,该寄生虫会产生大量的幼虫后代,称为尾e。一旦从蜗牛中释放出来,这些快速游动的叉尾幼虫就会穿过人的皮肤,并引起感染。
寄生虫穿透宿主的皮肤后,会迁移到血管中,并进入通往肝脏的静脉。在这里,他们与伴侣配对,长大成人,生活了十多年,每天释放数百枚卵。这些鸡蛋中有很多滞留在肝脏等宿主器官中,导致慢性组织损伤。
目前,仅使用一种药物吡喹酮来对抗血吸虫病,但它仅对成虫蠕虫有效,不能防止再次感染,并且某些菌株对这种药物产生了抗药性。因此,设计针对这些寄生虫的新策略至关重要。
Lee说:“我们感兴趣的一个大问题是这些寄生虫如何在血液中存活数十年,同时又能避免宿主的免疫系统。”
Lee在菲利普·纽马克(Phillip Newmark)的实验室工作,他是莫格里奇(Morgridge)研究人员,威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)的整合生物学教授,霍华德·休斯医学研究所(HHMI)的研究人员。Newmark实验室主要研究了涡虫,扁虫具有几乎无限的再生能力。大约10年前,实验室开始运用他们对涡虫生物学的知识来了解涡虫的寄生表亲(血吸虫)。通过了解血吸虫如何在宿主体内发育,实验室希望找到新方法来对抗这种疾病。
在这项新研究中,研究小组研究了少数从寄生虫幼虫期遗传的干细胞。寄生虫中的干细胞是其生存和繁殖所必需的,但它们在哺乳动物宿主内部早期阶段的作用尚不清楚。他们发现,干细胞会在动物开始以血液为食的几周前,产生与寄生虫的消化道相关的特殊腺体,称为食道腺体。
为什么干细胞需要这么早地制作这种腺体?
研究小组怀疑食管腺对于寄生虫的存活可能很重要,因此破坏了一个对制作食管腺至关重要的基因,并在一个培养皿中培养了该寄生虫。尽管现在缺少食道腺,但在宿主体外培养时,寄生虫的活力和行为并未受到影响。
Lee说:“我认为通常应该考虑放弃该项目,因为食管腺在体外培养的寄生虫中似乎没有任何功能。
但是,由于当前的培养条件不能完全反映宿主脉管系统的体内环境(例如缺乏宿主免疫细胞和血液流动),因此研究小组决定通过检查寄生虫的腺体功能来进一步推进该项目住在哺乳动物宿主内。
1970年代Donato Cioli率先采用的技术使血吸虫通过外科手术移植到啮齿动物宿主的肠系膜静脉中,从而使下一个实验成为可能。
HHMI研究专家Tracy Chong说:“这项技术上具有挑战性的实验是将经过实验处理的成人血吸虫重新引入哺乳动物宿主的唯一方法,因为只有寄生虫的幼体阶段才能穿透宿主皮肤。” 。
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