项目文章丨RNAseq技术助力曼氏血吸

近日,PlosNeglectedTropicalDiseases在线发表了中山大学吴忠道课题组有关曼氏血吸虫(S.mansoni)通过入侵双脐螺(Biomphalariastraminea,B.straminea)传播风险评估的研究成果,该研究调查了-年中国南方B.straminea的分布情况,系统评价了B.straminea的生物学特性和钉螺入侵造成S.mansoni在中国传播的潜在风险。

本研究利用RNA-seq技术对两种不同B.straminea感染S.mansoni的能力进行解析,揭示RBS(redphenotypeofB.straminea)是易感S.mansoni的一种表型,补体系统中ficolin、C1q、MASP-like、膜攻击复合物(MAC)/穿孔素模型的高表达可能与易感性机制有关。中山大学林达涛博士为本文的一作。

研究背景

血吸虫病是一种被忽视的热带病,由血吸虫属的寄生虫感染而发生,被认为是人类最重要的寄生虫病之一,在造成人类长期慢性发病率和高死亡率方面仅次于疟疾。大多数感染者为儿童,被称为一种限制儿童发展、粮食生产和成人工作能力的贫困疾病。

S.mansoni是导致人类血吸虫感染最为广泛的物种之一,其广阔分布的主要原因是其广泛适应B.straminea属的中间宿主。此前研究发现了香港地区两种不同表型的B.straminea,红色和黑色,而对华南地区B.straminea的分布和感染现状的研究较少。本研究通过对中国南方B.straminea的生物学分布特征进行调查,系统评价入侵螺造成S.mansoni传播的潜在风险。

材料与方法

测序实验材料:B.straminea(红螺、黑螺)

测序技术及平台:RNA-seq(Illumina)

研究结果

1、华南地区B.straminea的分布

B.straminea阳性位点大多分布在河网内,特别是广东省的三条主要河道内。B.straminea可沿深圳河向南至北三个方向扩散至深圳、东莞及惠州,最后经观澜/石马河及淡水河流入东河干流。年的实地调查中,60个阳性位点之一的东莞市塘厦镇,检测到B.straminea的两种表型(B.straminea的红色表型RBS和B.straminea的黑色表型BBS)共存。年,RBS广泛传播到深圳的其他地区,包括宝安区、罗湖区、坪山区等一些此前没有发现RBS的新地点;此外,龙华和龙岗区的RBS密度比年显著增加(图1)。

图1B.straminea在东莞、深圳、惠州、普宁和香港的分布

2、野外收集的B.straminea形态比较和系统发育关系

B.straminea两种表型,BBS眼睛为黑色,衣壳上有黑色斑点;RBS则是白化的,眼睛为粉红色,衣壳上无黑色素。系统发育分析结果显示野外采集的螺(包括部分白化个体和黑斑个体)与巴西株B.straminea(KF.1)非常相似(99%%)(图2)。

图2野外采集及实验室保存的B.straminea的形态和系统发育特征

3、B.Straminea两个表型的实验室培养和杂交结果

本研究通过计算两种表型的生长和杂交率以比较实验室培养的BBS和RBS的生物学特性,结果表明,两种表型具有相似的生长速率(图3C)。F0代RBS和BBS的杂交结果显示,F1代所有个体(22/22)均为黑斑个体,而F1代相杂交产生约25%(38/)白化个体RBS和约75%(/)黑斑个体BBS。这一结果表明,黑斑表型为显性,部分白化表型为隐性。转录组结果表明,RBS的酪氨酸代谢基因存在缺陷,5个酪氨酸酶基因在BBS中上调(图4)。

图3BBS和RBS的生物学特性

图4B.straminea的系统发育关系

4、B.Straminea两种表型对S.mansoni的敏感性研究

实验室培养的F0代RBS、BBS和B.glabrata(阳性对照)对S.mansoni的感染率分别为4.17%(6/96)、0%(0/)和48.28%(56/),F1代感染率增至39.58%(38/96),F2代感染率最高(70.83%,34/48)(图5)。RBS和B.glabrata的尾蚴在形态学改变或感染Balb/C小鼠的能力上没有差异(图5C)。F2代RBS和B.glabrata的尾蚴在Balb/C小鼠中发育成成虫,并造成类似的病理损伤。

图5B.Straminea对S.mansoni的易感性

5、F2代BBS和RBS转录组中免疫基因的表达

与RBS相比,BBS有个基因表达上调,个基因表达下调。包括表达纤维蛋白原相关分子、杀菌增透蛋白和巨噬细胞表达蛋白等在内的基因RT-PCR结果与转录组结果一致(图6)。KEGG通路分析,DEGs主要富集于溶酶体途径和吞噬体途径,富集因子分别为14和12。免疫基因表达水平显示BBS补体系统中高度表达ficolinC1q,MASP-like,膜攻击复合物/穿孔素模型基因,而模式识别受体的信号转导(PRRs)和其下游目标基因的表达在RBS和BBS中没有区别。此外,与RBS相比,其他免疫效应物,包括溶菌素、LBP/BPI1、4个FREPs和2个tetraspanins在BBS中显著高表达。

图6BBS与RBS补体系统相关的差异表达基因分析

研究结论

该项研究对两种不同表型的B.straminea的传播和出现进行了报道,发现已经在华南地区分布的B.straminea由于对当地环境的适应而向北迅速扩散。本研究相关结果表明,B.straminea非常容易受S.mansoni影响,这这意味着中国的S.mansoni传播潜力很大,增加了中国的S.mansoni病感染风险。政府和公共卫生机构应制定策略以控制中国的螺群。

参考文献:

LinDaTao,etal.ThepotentialriskofSchistosomamansonitransmissionbytheinvasivefreshwatersnailBiomphalariastramineainSouthChina[J].PlosNeglectedTropicalDiseases,

你可能错过的精彩

项目文章

转录组技术解析MsTMT在苜蓿耐旱调控中的作用

项目文章丨转录组技术解析硼如何抑制小麦根系对镉的吸收

项目文章丨转录组技术解析嫁接梨响应干旱胁迫的应答机制

NatureCommunications|武汉大学揭示早期胚胎发生过程中细胞命运决定的分子机制

菲沙转录组合作案例荣登DevelopmentalCell,IF:9.

又一波|菲沙基因助力,转录组项目文章二连发

菲沙项目文章丨L-苏氨酸基于生物膜的高效固定化发酵体系

项目文章丨PacBioSMRT技术助力纳木错裸鲤的转录组研究

预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇


转载请注明:http://www.zhixuexichongbing.com/xxcbbz/8097.html