日本血吸虫鞘脂激活蛋白样蛋白在虫体获取宿主营养成分的作用研究

Schistosomiasis is a parasitic disease, which afflicts millions of people. Schistosomes bathed in host blood can take up nutrients directly across the tegument and also by ingestion of blood into the gut to sustain growth, development and reproduction. The molecular mechanism of nutrient uptake in schistosome is still not fully understood. Genes expressed in the tegument and gut of schistosome play essential roles in process of nutrient uptake, and are thought to be potential drug targets and vaccine candidates. We previously found that members of Schistosoma japonicum saposin-like protein gene (SjSAPLP) family were significantly up-regulated during worm development from cercaria to adult; SjSAPLP1, SjSAPLP4 and SjSAPLP5 were mainly expressed in the gut of adult worm. We infer that SjSAPLPs may serve as important functional molecules to ingestion of host blood for parasite nutrition. In this project, biological functions of SjSAPLP1, SjSAPLP4 and SjSAPLP5 relating to nutrition uptake will be extensively investigated and discussed. The study will not only provide new insight into mechanism of nutrient uptake in schistosome, but also will lay the foundation for identification of novel anti-schistosomal intervention targets.

血吸虫病是一种严重危害人类健康的寄生虫疾病。血吸虫通过消化道和体被摄取宿主血液中的营养成分来维持自身的生长发育和繁殖，其获取宿主营养的分子机制仍未完全阐明。血吸虫消化道及体被表达基因在虫体获取宿主营养成分过程中发挥重要作用，被认为是潜在的抗血吸虫药物靶标和疫苗候选分子。我们的前期研究发现日本血吸虫鞘脂激活蛋白样蛋白（SjSAPLP）基因家族在尾蚴发育至成虫过程中呈显著上调表达，其中SjSAPLP1、SjSAPLP4和SjSAPLP5基因主要在虫体消化道中表达，推测SjSAPLP蛋白可能是血吸虫通过消化道获取宿主营养途径中新的一类功能分子。本课题拟在前期研究的基础上，重点围绕SjSAPLP1、SjSAPLP4和SjSAPLP5蛋白在血吸虫获取宿主营养过程中的生物学功能展开深入研究。研究结果对进一步揭示血吸虫获取宿主营养的分子机制具有重要意义，为发掘新的抗血吸虫药物靶标和疫苗候选分子奠定基础。

血吸虫寄生于终宿主的血液循环系统，通过摄取宿主血液中的红细胞及其他组分获取营养，红细胞的摄入对血吸虫的生长发育及繁殖具有重要意义。目前，国内外有关血吸虫获取宿主营养的分子机制研究主要聚焦于血吸虫消化道表达的多种蛋白酶对宿主血红蛋白的酶解作用。课题组前期发现了血吸虫消化道分泌表达的一类新的蛋白分子——鞘脂激活蛋白样蛋白（saposin-like protein， SAPLP），我们推测其生物学功能可能与血吸虫获取宿主营养有关。本项目重点对血吸虫SAPLP蛋白家族中SAPLP1、4和5蛋白的生物学功能进行了深入研究。研究发现：体外培养条件下，血吸虫童虫在摄入宿主红细胞后SAPLP1、4和5基因呈显著上调表达；重组表达纯化的血吸虫SAPLP1、4和5蛋白具有较强的溶血活性；研究结果提示血吸虫SAPLP蛋白的其中一个重要生物学功能是破裂宿主红细胞释放出血红蛋白供消化道中分泌表达的蛋白酶进行酶解。该研究成果解析了血吸虫如何破裂宿主红细胞释放出血红蛋白这一科学问题，进一步阐明了血吸虫分解宿主红细胞获取营养的分子机制。另外，我们发现血吸虫SAPLP蛋白可作为血吸虫病免疫诊断标志物，基于该标志物建立的ELISA方法对日本血吸虫病、曼氏血吸虫病和埃及血吸虫病均具有很高的诊断灵敏度（>90%）和特异度（100%），具有广泛的血吸虫病现场监测评估及临床实验室诊断应用前景。