两篇Science论文揭示曼氏血吸虫的弱点，有助开发治疗血吸虫病的新药物
来源：本站原创 2020-09-27 13:03
2020年9月27日讯/生物谷BIOON/---在来自美国德克萨斯大学西南医学中心的研究人员的领导下，两项新的研究阐明了血吸虫---引起鲜为人知的热带疾病血吸虫病的寄生性扁虫---的生物学特性和潜在的弱点。这一发现可能会改变这种每年导致高达25万人死亡的疾病的进程。相关研究结果发表在2020年9月25日的Science期刊上，论文标题分别为“A single
2020年9月27日讯/生物谷BIOON/---在来自美国德克萨斯大学西南医学中心的研究人员的领导下，两项新的研究阐明了血吸虫---引起鲜为人知的热带疾病血吸虫病的寄生性扁虫---的生物学特性和潜在的弱点。这一发现可能会改变这种每年导致高达25万人死亡的疾病的进程。相关研究结果发表在2020年9月25日的Science期刊上，论文标题分别为“A single-cell RNA-seq atlas of Schistosoma mansoni identifies a key regulator of blood feeding”和“Large-scale RNAi screening uncovers therapeutic targets in the parasite Schistosoma mansoni”。
这两篇论文的通讯作者、德克萨斯大学西南医学中心药理学系副教授James J. Collins III说，世界各地约有2.4亿人患有血吸虫病---主要是非洲、亚洲和南美洲的儿童，这些人群代表了 “最贫穷的人”。
大多数受感染的人都能存活下来，但是那些死亡的人往往会遭受器官衰竭或由这种寄生虫引起的癌症。Collins说，症状可能严重到让人们无法过上富有成效的生活。
这种导致血吸虫病的寄生虫有一个复杂的生命周期，涉及淡水蜗牛和哺乳动物的阶段。血吸虫生活在哺乳动物宿主的循环系统中，以血液为食，并产下大量的虫卵，同时引起一系列症状，包括腹痛、腹泻、血便或尿中带血。蜗牛将幼虫释放到水中，然后这种扁虫会穿透皮肤感染人类。血吸虫病可能成为一种影响人多年的慢性疾病。
只有一种称为吡喹酮（praziquantel）的药物可用于治疗这种疾病。然而，Collins解释说，它的作用有限---它不能杀死血吸虫生命周期的所有哺乳动物内阶段，而且在一些地方性环境中，它的治愈率不稳定。他补充说，制药公司对开发治疗这种疾病的新药物兴趣不大，这是因为没有金钱上的激励。因此，专门用于了解血吸虫基础生物学特性的研究相对较少，它的基础生物学特性可能会揭示它的内在弱点，从而成为开发新药的靶标。
为此，Collins和他的同事们开展了两项研究---一项是细胞水平的研究，另一项是分子水平的研究，以更好地了解这种生物。
在第一项研究中，这些研究人员深入研究了构成这种扁虫的细胞类型。虽然这种扁虫是由多种独特的组织类型组成的多细胞生物，但是人们对它的不同细胞群体知之甚少。
为了构建曼氏血吸虫（Schistosoma mansoni）---通常导致血吸虫病的血吸虫种类之一---的细胞类型图谱，Collins和他的团队使用了一种名为单细胞RNA测序的技术，该技术可以根据独特的基因表达模式区分单个细胞类型。通过这种方法，他们确定了68个分子上独特的细胞簇，包括形成肠道的干细胞群体。当这些研究人员使用一种名为RNA干扰（RNAi）的靶向方法来关闭这些细胞中一个关键基因的激活时，由此产生的血吸虫无法消化红细胞--这是它们生长的关键，也是它们引起病理的关键部分。
在第二项研究中，这些研究人员利用RNAi梳理出曼氏血吸虫中大约20%的蛋白编码基因的功能，其中曼氏血吸虫共有2216个蛋白编码基因。此前，只对这种生物中的少数基因进行了评估。
通过逐一地让这些基因失活，Collins和他的同事们发现了250多个对生存至关重要的基因。然后，这些研究人员利用药理化合物数据库，寻找有可能作用于这些基因产生的蛋白的药物，鉴定出几种对这种寄生虫有活性的化合物。他们还发现了两种蛋白激酶---一组以能够被药物靶向而闻名的蛋白---TAO和STK25对肌肉功能至关重要。当这两种激酶遭受抑制后，这种寄生虫变得瘫痪并最终死亡，这表明靶向这两种激酶的药物最终有可能治疗血吸虫病患者。下一步的研究将是寻找这些蛋白的抑制剂。
Collins指出在了解血吸虫基本生物学特性方面取得的这些进展，最终可能会带来新的治疗方法，以便在血吸虫病流行的地方拯救难以计数的生命。
他说，“这是一种非常重要的疾病，大多数人从未听说过。我们需要投资和激励对这类寄生虫的研究。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.George Wendt et al. A single-cell RNA-seq atlas of Schistosoma mansoni identifies a key regulator of blood feeding. Science, 2020, doi:10.1126/science.abb7709.
2.Jipeng Wang et al. Large-scale RNAi screening uncovers therapeutic targets in the parasite Schistosoma mansoni. Science, 2020, doi:10.1126/science.abb7699.
3.Timothy J. C. Anderson et al. Transformative tools for parasitic flatworms. Science, 2020, doi:10.1126/science.abe0710.
4.Finding the Achilles' heel of a killer parasite
https://phys.org/news/2020-09-achilles-heel-killer-parasite.html
图片来自Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2016, doi:10.3389/fcimb.2016.00149。
这两篇论文的通讯作者、德克萨斯大学西南医学中心药理学系副教授James J. Collins III说，世界各地约有2.4亿人患有血吸虫病---主要是非洲、亚洲和南美洲的儿童，这些人群代表了 “最贫穷的人”。
大多数受感染的人都能存活下来，但是那些死亡的人往往会遭受器官衰竭或由这种寄生虫引起的癌症。Collins说，症状可能严重到让人们无法过上富有成效的生活。
这种导致血吸虫病的寄生虫有一个复杂的生命周期，涉及淡水蜗牛和哺乳动物的阶段。血吸虫生活在哺乳动物宿主的循环系统中，以血液为食，并产下大量的虫卵，同时引起一系列症状，包括腹痛、腹泻、血便或尿中带血。蜗牛将幼虫释放到水中，然后这种扁虫会穿透皮肤感染人类。血吸虫病可能成为一种影响人多年的慢性疾病。
只有一种称为吡喹酮（praziquantel）的药物可用于治疗这种疾病。然而，Collins解释说，它的作用有限---它不能杀死血吸虫生命周期的所有哺乳动物内阶段，而且在一些地方性环境中，它的治愈率不稳定。他补充说，制药公司对开发治疗这种疾病的新药物兴趣不大，这是因为没有金钱上的激励。因此，专门用于了解血吸虫基础生物学特性的研究相对较少，它的基础生物学特性可能会揭示它的内在弱点，从而成为开发新药的靶标。
为此，Collins和他的同事们开展了两项研究---一项是细胞水平的研究，另一项是分子水平的研究，以更好地了解这种生物。
在第一项研究中，这些研究人员深入研究了构成这种扁虫的细胞类型。虽然这种扁虫是由多种独特的组织类型组成的多细胞生物，但是人们对它的不同细胞群体知之甚少。
为了构建曼氏血吸虫（Schistosoma mansoni）---通常导致血吸虫病的血吸虫种类之一---的细胞类型图谱，Collins和他的团队使用了一种名为单细胞RNA测序的技术，该技术可以根据独特的基因表达模式区分单个细胞类型。通过这种方法，他们确定了68个分子上独特的细胞簇，包括形成肠道的干细胞群体。当这些研究人员使用一种名为RNA干扰（RNAi）的靶向方法来关闭这些细胞中一个关键基因的激活时，由此产生的血吸虫无法消化红细胞--这是它们生长的关键，也是它们引起病理的关键部分。
在第二项研究中，这些研究人员利用RNAi梳理出曼氏血吸虫中大约20%的蛋白编码基因的功能，其中曼氏血吸虫共有2216个蛋白编码基因。此前，只对这种生物中的少数基因进行了评估。
通过逐一地让这些基因失活，Collins和他的同事们发现了250多个对生存至关重要的基因。然后，这些研究人员利用药理化合物数据库，寻找有可能作用于这些基因产生的蛋白的药物，鉴定出几种对这种寄生虫有活性的化合物。他们还发现了两种蛋白激酶---一组以能够被药物靶向而闻名的蛋白---TAO和STK25对肌肉功能至关重要。当这两种激酶遭受抑制后，这种寄生虫变得瘫痪并最终死亡，这表明靶向这两种激酶的药物最终有可能治疗血吸虫病患者。下一步的研究将是寻找这些蛋白的抑制剂。
Collins指出在了解血吸虫基本生物学特性方面取得的这些进展，最终可能会带来新的治疗方法，以便在血吸虫病流行的地方拯救难以计数的生命。
他说，“这是一种非常重要的疾病，大多数人从未听说过。我们需要投资和激励对这类寄生虫的研究。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.George Wendt et al. A single-cell RNA-seq atlas of Schistosoma mansoni identifies a key regulator of blood feeding. Science, 2020, doi:10.1126/science.abb7709.
2.Jipeng Wang et al. Large-scale RNAi screening uncovers therapeutic targets in the parasite Schistosoma mansoni. Science, 2020, doi:10.1126/science.abb7699.
3.Timothy J. C. Anderson et al. Transformative tools for parasitic flatworms. Science, 2020, doi:10.1126/science.abe0710.
4.Finding the Achilles' heel of a killer parasite
https://phys.org/news/2020-09-achilles-heel-killer-parasite.html
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