论文部分内容阅读
贾第虫病(giardiosis, giardiasis)是由贾第虫引起的一种以腹泻为主要症状的肠道疾病。呈世界性分布,已被列为危害人类健康的10种主要寄生虫病之一。目前,尚无防治本病的特效方法,究其原因是对其细胞以及分子生物学特性缺乏详尽的了解。贾第虫的生活史包括包囊期和滋养体期。在体外,其以包囊形式存在,对外界抵抗力强。目前,国内外的研究学者主要从结构基因组学进行贾第虫成囊机制的研究,发现了许多与成囊相关的基因,但是成囊机制尚不清楚,而专性寄生于贾第虫体内病毒的发现使其变得更加复杂。研究发现:病毒感染可以引起虫体亚细胞结构的改变,大量病毒感染甚至会终止虫体的生长。目前,贾第虫病毒的研究主要集中于病毒载体的构建及其应用于贾第虫基因功能的研究,而病毒生活周期的研究相对较少。贾第虫病毒生活周期的研究为贾第虫分子生物学,细胞生物学以及贾第虫病毒与宿主的关系研究提供了新的方向。蛋白质组学是目前研究寄生虫的生长、发育、开发疫苗和药物的有利工具。比较蛋白质组学是蛋白质组学的重要研究策略。它用现代先进技术比较不同生物体在不同时刻或不同状态的蛋白质表达的变化,对于了解疾病的进展和发病机理意义重大。近年来现代技术的发展使广大学者更加热衷于比较蛋白质组学研究。 iTRAQ (isobaric tag for relative and absolutequantitation)技术是一种新的、功能强大的可以同时对四种样品进行绝对和相对定量研究的方法,以其良好的精确性和重复性而普遍被广大学者接受。因此,本研究利用iTRAQ方法对犬贾第虫不同虫株及发育阶段进行比较蛋白质组学。犬贾第虫携病毒株滋养体和无病毒株滋养体的比较蛋白质组学研究。本研究利用iTRAQ方法共鉴定出蛋白质311个,其中差异倍数大于1.2倍以上的蛋白质共58个,已知贾第虫蛋白质为37个。以犬贾第虫无病毒株滋养体为对照,犬贾第虫携病毒株滋养体中表达量上调的为15种,表达量下调的为22种。这些差异性的蛋白质包括细胞骨架蛋白,酶类,转录因子等。随后利用RT-qPCR方法检测了可能与病毒周期相关的差异蛋白α-11贾第素,激酶和转录延伸因子的mRNA水平,并利用病毒载体介导的核酶分别抑制其在犬贾第虫携病毒株滋养体中的表达。结果发现三种差异蛋白mRNA水平的差异与蛋白质水平相似;基因表达被抑制后,犬贾第虫病毒的拷贝数显著减少(P<0.01),但是其减少形式各不相同。当α-11贾第素蛋白表达被抑制后,犬贾第虫病毒水平以不规则形式下降;转录延伸因子表达被抑制后,犬贾第虫病毒以持续性下降的形式存在;激酶表达被抑制后,犬贾第虫病毒的拷贝数在转染后第2天就下降了95%,并持续处于低下水平。表明这三种蛋白参与了贾第虫病毒的生活周期,其病毒感染机制可能与呼肠孤病毒相似,即首先与具有膜联蛋白性质的α-11贾第素连接形成复合体,然后在激酶的作用下进入虫体,并且在转录延伸因子的作用下复制。同时发现,这三种蛋白表达被抑制后犬贾第虫滋养体的生长速率也明显降低(P<0.05)。由此可见,该三种蛋白是犬贾第虫病毒生活周期以及犬贾第虫滋养体生长的关键因子。犬贾第虫携病毒株滋养体和包囊的比较蛋白质组学研究。利用iTRAQ方法共获得蛋白质143种,其中已知贾第虫蛋白质63种,差异倍数大于1倍的蛋白质为16种,已知贾第虫蛋白为7种。在包囊中表达量上调的为3种,表达量下调的为4种。这些蛋白中鸟氨酸氨甲酰转移酶,β-微管蛋白的表达与先前报道结果一致,在犬贾第虫包囊中表达量都上调。然而α-微管蛋白却相反,在包囊中表达量下降。精氨酸亚基在本研究中未出现差异性表达。另外,也发现了新的差异蛋白,如三磷酸甘油醛脱氢酶(gap1),表面可变蛋白等。利用RT-qPCR方法检测了其中4种差异蛋白(鸟氨酸氨甲酰转移酶、α-微管蛋白、gap1、表面可变蛋白)的mRNA水平,结果其差异水平与蛋白质水平相一致。同时利用病毒载体介导的核酶抑制了gap1基因在犬贾第虫携病毒株滋养体中的表达,并对滋养体的生长以及体外诱导成囊过程进行观察。结果滋养体的生长速率显著低于对照组(P<0.05),同时虫体形态变圆。但是其体外诱导成囊率以及包囊蛋白2的免疫定位并没有显著差异。结果表明gap1是犬贾第虫生长的关键性因子,并对保持犬贾第虫滋养体的形态至关重要。本研究为贾第虫的成囊机制研究、新的药物靶点、以及贾第虫病的诊断与防治奠定基础。综上所述,成功的获得了犬贾第虫携病毒株滋养体和无病毒株滋养体,以及犬贾第虫携病毒滋养体和包囊的差异蛋白表达谱,同时筛选到了与滋养体的生长以及病毒生活周期相关的关键性蛋白。