研究人员提前了解血吸虫生殖

古埃及木乃伊发现人类已经举办寄生扁虫血吸虫5000多年。今天寄生虫继续困扰数以百万计的人在全世界范围内,每年造成大约250000人死亡。

血吸虫生殖周期结果每一代指数更多的血吸虫病。不仅成年人每天躺到成千上万的鸡蛋但能克隆自己的幼虫血吸虫病数千倍,与每个克隆能够发展成一个排卵的成人。

伊利诺伊大学的研究人员很快意识到一个控制血吸虫病的关键是能够控制他们的难以置信的多产的生命周期。在最近的一项研究发表在《eLife,伊利诺斯州的研究人员更近一步了解独特的机制,允许血吸虫的胚细胞,干细胞繁殖成其他类型的细胞,创造成千上万的克隆幼虫然后,可以感染人类。

这种疾病

这项工作增加了我们理解的基本生物学血吸虫病、血吸虫寄生虫引起的一种慢性疾病,抢劫,至少有2.43亿人在2011年他们的生产力。

“人们觉得不舒服,所以他们不是生产性的工作,”James Collins说三世博士后研究人员在细胞和发育生物学(国开行)在伊利诺斯州。”这种疾病让他们能够充分发挥他们的潜力,并反过来,他们仍然贫穷和暴露于更多的疾病血吸虫病,这是最终的疾病环境卫生。这是一个疾病的贫穷,也使得贫困。”

血吸虫病可能导致腹部疼痛、腹泻、尿液或粪便和血液。这种寄生虫的卵子,而不是寄生虫本身,导致这些症状等。血液中携带的许多鸡蛋到肝脏和身体的其他部位,在那里他们可以引发巨大的免疫反应。

“当你看那些有高水平的感染,你看到很多漏洞他们的肝脏,”菲利普·纽马克说,伊利诺斯州的细胞和发育生物学教授霍华德•休斯医学研究所的研究员,和一个附属的再生生物学和组织工程研究的主题基因组生物学研究所(游戏)。“那里有一个鸡蛋,一个洞形成的组织已被摧毁的宿主免疫系统的炎症反应。”

的生命周期

每天几十年来,成虫可以躺到成千上万的鸡蛋。他们的生命周期重新开始当鸡蛋从人类宿主通过尿液或粪便排出体外。当鸡蛋接触水,他们孵出“miracidia”寻找蜗牛中间宿主。

在正确种类的蜗牛,miracidia成为孢囊,囊装满了胚细胞,进行克隆扩张,使数万数十万份自己的形式“cercariae。”The fast-swimming cercariae are shed from the snail, and search for human hosts who find themselves in cercariae-infested fresh water.

“他们在肌肤的脂肪酸所吸引,”柯林斯说。“在实验室里,你可以把你的拇指指纹塑料培养皿,和所有cercariae将群你的拇指指纹,试图穿透塑料。”

一旦他们找到一个主机,他们能够通过皮肤和进入洞穴血液中。体内,他们迁移到特定网站在人类宿主,成长为雄性或雌性蠕虫,并找到伴侣与他们生活,搭配在一起“在接合部。”If left undetected, they will continue mass producing eggs for decades.

研究

伊利诺斯州的研究人员正在处理这个重要的问题从一个独特的角度来看,使用发育生物学(研究生物体如何成长和发展)和应用他们的教训从研究真涡虫,非寄生虫的亲属血吸虫病。

“当研究人员只是专注于目标疾病和开发药物,他们可能会限制他们的机会并不理解系统的生物学,”纽马克说。“我认为根本,好奇心驱动的研究开发长期的解决方案仍然是至关重要的。如果任何事情,那是因为我们被要求对这些非常基本的问题寄生虫,基于我们的知识独立生存的表兄弟,真涡虫的。”

团队的研究是出于认为干细胞似乎是血吸虫病的主要生活在人类的能力,而且他们的生活能力和克隆自己在蜗牛主机。

他们发现胚细胞具有分子signature-a集合的表示基因类似于neoblasts(成体干细胞)允许真涡虫的再生失踪的身体部位。在这些基因中,他们发现了一些需要维护胚细胞群。

这个证据表明血吸虫幼虫可能已经进化适应发展不使用的程序寄生扁虫为了迅速提高population-essentially给他们繁殖的机会在他们的两倍生命周期一旦无性蜗牛内部主机和性在人类宿主。

伊利诺斯州的研究人员认为他们可以应用这种新发展知识,未来的研究可能会导致控制的方法,甚至消灭血吸虫病。他们已经发现,他们可以让真涡虫的生殖系统消失通过移除神经肽的功能;最终,他们希望做同样的在血吸虫病。

不过,有很多还是学会了,科林斯说。“我们只触及表面的理解这些生物体的基本生物学。为了能够治疗这种疾病,我们需要知道更多关于生物原因。这是我们的一个主要动机为这个工作。”

第一作者Bo,游戏内的博士后研究员说,明显的下一步将进一步描述这些血吸虫细胞在基因水平上。“我们真的需要提高我们对血吸虫的理解干细胞”,王说。“我们仍然不理解所有的机制,真正使他们独一无二的,真正让他们有这个巨大的增殖能力,或繁殖。”

国家过敏症和传染病研究所(NIAID)资助的这项研究。王被延误,也支持他赞助的奖学金。工作报告在7月30日,2013年eLife(dx.doi.org/10.7554/eLife.00768)。