復(fù)旦大學(xué)非全日制研究生生命科學(xué)學(xué)院胡薇教授領(lǐng)銜的復(fù)旦大學(xué)和中國(guó)CDC寄生蟲(chóng)病所聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，繪制了日本血吸蟲(chóng)從合抱至性成熟產(chǎn)卵過(guò)程的動(dòng)態(tài)表達(dá)譜，解析了整個(gè)發(fā)育過(guò)程的基因表達(dá)特征和分子事件，發(fā)現(xiàn)了雌蟲(chóng)與雄蟲(chóng)在合抱后的發(fā)育過(guò)程中功能分化明顯，到成熟階段達(dá)到完美的功能互補(bǔ)。鑒定了調(diào)控雄蟲(chóng)合抱的芳香族氨基酸脫羧酶(Sj AADC)及控制雌蟲(chóng)生殖系統(tǒng)發(fā)育的G蛋白偶聯(lián)受體(SjRL-GPCR)，指出血吸蟲(chóng)的生殖發(fā)育調(diào)控可能與昆蟲(chóng)的激素調(diào)節(jié)模式類(lèi)似。研究成果于3月13日以“Dynamic transcriptomes identify biogenic amines and insect-like hormonal regulation for mediating reproduction in Schistosoma japonicum”為題在《自然通訊》(Nature Communications)上在線(xiàn)發(fā)表。

　　血吸蟲(chóng)病是一種重要的人畜共患寄生蟲(chóng)病，流行于76個(gè)國(guó)家和地區(qū)，超過(guò)2億人受感染，是僅次于瘧疾的世界第二大寄生蟲(chóng)病。在中國(guó)、菲律賓和印尼等地流行的是日本血吸蟲(chóng)，可感染包括人、牛、羊、豬在內(nèi)的40多種哺乳動(dòng)物。血吸蟲(chóng)生活史復(fù)雜，在中間宿主體內(nèi)進(jìn)行無(wú)性生殖，在終宿主體內(nèi)進(jìn)行有性生殖，其成蟲(chóng)大量產(chǎn)卵引起宿主強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)，造成嚴(yán)重病理?yè)p害。蟲(chóng)卵是其致病與傳播的主要因素。然而，作為吸蟲(chóng)綱中唯一雌雄異體的種類(lèi)，血吸蟲(chóng)的生殖發(fā)育方式非常特殊，既不同于其他雌雄同體的吸蟲(chóng)，也不同于雌雄異體但可以單獨(dú)發(fā)育成熟的線(xiàn)蟲(chóng)：其雌蟲(chóng)須與雄蟲(chóng)合抱后才能啟動(dòng)生殖發(fā)育至成熟產(chǎn)卵。了解和揭示血吸蟲(chóng)生殖系統(tǒng)發(fā)育成熟產(chǎn)卵的分子機(jī)制，不僅可以從分子水平認(rèn)識(shí)血吸蟲(chóng)這種特殊的有性生殖發(fā)育方式，也可以為開(kāi)發(fā)抗血吸蟲(chóng)病疫苗和藥物靶點(diǎn)提供分子信息，對(duì)于豐富有性生殖發(fā)育理論認(rèn)知以及控制血吸蟲(chóng)病均具有重要意義。雖然全世界血吸蟲(chóng)生殖發(fā)育領(lǐng)域的相關(guān)研究已經(jīng)開(kāi)展了數(shù)十年，但目前對(duì)其機(jī)理并不清楚。胡薇教授課題組通過(guò)RNA測(cè)序技術(shù)分別獲取了日本血吸蟲(chóng)雌蟲(chóng)和雄蟲(chóng)在性成熟過(guò)程中的不同時(shí)間點(diǎn)的基因表達(dá)譜，展示了4,561條新的血吸蟲(chóng)轉(zhuǎn)錄本。對(duì)該動(dòng)態(tài)表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn)，日本血吸蟲(chóng)的雌蟲(chóng)和雄蟲(chóng)在合抱前與合抱早期基因表達(dá)譜非常相近，隨后差異越來(lái)越大;在整個(gè)性成熟過(guò)程中，雌蟲(chóng)表達(dá)譜變化劇烈，無(wú)論是表達(dá)變化的基因數(shù)量還是變化程度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雄蟲(chóng)。而且，雌蟲(chóng)的表達(dá)基因在合抱后第4-6天之間，超過(guò)四分之三的基因表達(dá)下調(diào)。具體的功能分析顯示，雌雄蟲(chóng)持續(xù)高表達(dá)基因及發(fā)育過(guò)程中上、下調(diào)的基因功能顯示，兩種性別的血吸蟲(chóng)功能分化明顯：雌蟲(chóng)合抱后一直朝生殖器官發(fā)育及具備強(qiáng)大產(chǎn)卵能力的方向特化，其他與運(yùn)動(dòng)、應(yīng)激反應(yīng)等能力退化，而這正好是雄蟲(chóng)在發(fā)育過(guò)程中逐漸強(qiáng)化的功能;說(shuō)明雌雄蟲(chóng)的功能在成熟后期實(shí)現(xiàn)了完美的互補(bǔ)，儼然發(fā)展為一個(gè)緊密依存的“產(chǎn)卵共生體”，即：雌蟲(chóng)成為產(chǎn)卵機(jī)器，雄蟲(chóng)則努力讓自己變得更“強(qiáng)壯”，為雌蟲(chóng)產(chǎn)卵提供庇護(hù)�；�因表達(dá)模式分析還顯示，性成熟過(guò)程豐富的基因表達(dá)譜變化模式，提示其具有復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。根據(jù)發(fā)掘與雌蟲(chóng)卵黃腺發(fā)育程度和合抱比例一致的基因表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)了一批與其生殖發(fā)育高度相關(guān)基因，這些基因只有少數(shù)有明確的功能注釋?zhuān)�大部分為新的血吸蟲(chóng)特異功能基因，是潛在抗血吸蟲(chóng)藥物和疫苗新靶點(diǎn)。

　　從這些生殖發(fā)育相關(guān)基因中，課題組通過(guò)原位雜交及RNAi等驗(yàn)證了雌雄合抱相關(guān)的芳香族氨基酸脫羧酶(SjAADC)和雌蟲(chóng)卵黃腺發(fā)育先關(guān)的G蛋白偶聯(lián)受體(SjRL-GPCR)。特別是，該受體基因與昆蟲(chóng)的咽側(cè)體抑制素受體具有一定的序列相似性，且血吸蟲(chóng)中已報(bào)道含有與昆蟲(chóng)類(lèi)似的咽側(cè)體抑制素及蛻皮素，本研究發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)的保幼激素和蛻皮素會(huì)導(dǎo)致血吸蟲(chóng)雌蟲(chóng)生殖系統(tǒng)的明顯損傷，因此提出新的假說(shuō)：血吸蟲(chóng)生殖發(fā)育的調(diào)控模式可能與昆蟲(chóng)的激素調(diào)節(jié)模式類(lèi)似。本研究是由復(fù)旦大學(xué)胡薇教授課題組、石樂(lè)明教授課題組和中國(guó)CDC寄生蟲(chóng)病所研究人員合作完成，復(fù)旦大學(xué)生命學(xué)院2011級(jí)博士生王吉鵬和藥學(xué)院郁穎博士為本文的共同第一作者，胡薇教授為本文的通訊作者。該項(xiàng)目獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委的資助。