灭螺药处理前后的湖北钉螺转录组:对钉螺生物学和钉螺控制的启示

【作者】 赵琴平； 熊涛； 徐兴建； 蒋明森； 董惠芬；

【机构】 武汉大学基础医学院病原生物学系； 湖北省疾病预防控制中心血吸虫病防治所；

【摘要】 日本血吸虫病是我国流行最严重的寄生虫病,湖北钉螺是日本血吸虫唯一的中间宿主,消灭易感地带钉螺是血吸虫病防治中的主要措施之一。氯硝柳胺(WPN)是目前世界卫生组织推荐的唯一可用的灭螺药。氯代水杨胺(LDS)是对WPN重新解构、重组形成的一种新型化合物,前期经实验室和现场验证,其灭螺效果好,起效时间短,稳定性强、相对于WPN,其对水生及哺乳动物毒性低。LDS的应用可改变目前灭螺药单一的局面,但目前尚无对其灭螺机理进行研究。同时,湖北钉螺的基因组数据库缺乏,严重影响了其在分子水平的研究。本研究将在对湖北钉螺转录组分析的基础上,探讨灭螺药作用的分子机制。通过实验室浸泡法,分别用有效浓度为0.1 mg/L的LDS和WPN及H2O处理湖北钉螺,取其软体,构建cDNA文库。利用第二代测序技术,分别对三组钉螺样本进行转录组测序和数据分析。在此基础上,鉴定各转录组差异表达基因。三组样本分别覆盖约10.3 Gb、8.4 Gb和10.2 Gb的CleanBases。对序列进行组装,获得了湖北钉螺254,286个unigene。经BLAST比对,47,906个unigene在Nt或Nr数据库中得到注释,35,433个unigene在SwissProt数据库中得到注释。经GO and KEGG分析,14,860 unigenes得到GO注释,4,686unigenes参与250种KEGG通路。注释蛋白主要与细胞进程、生物调节、代谢过程、应激反应、细胞器、细胞组成、细胞、粘附和催化活性等相关。灭螺药处理钉螺后,254个unigene的表达有显著性差异,这些差异表达基因主要与细胞结构缺陷、神经递质传导抑制和能量代谢有关,可能导致了钉螺的死亡。LDS和WPN组间的基因表达亦存在一定差异。本研究对湖北钉螺的基因组数据库提供了丰富的转录组序列,为湖北钉螺的相关研究搭建了良好的平台。同时,在分子水平研究了新型灭螺药的杀螺机理,主要通过影响钉螺的代谢、破坏细胞化进程、影响钉螺的粘附和催化活性相关功能,快速达到灭螺功效。通过后期深入鉴定基因功能,可以进一步阐释LDS和WPN灭螺在分子水平的差异。更多还原