2013年3月11日

在致命的寄生扁虫中发现干细胞

显微照片在整个蠕虫中显示亮黄色的点。 曼氏血吸虫具有大量干细胞(黄点),可补充其组织并帮助其在宿主中生活数十年。伊利诺伊大学吉姆·柯林斯(Jim Collins)

导致热带血吸虫病的扁虫可以在受感染的人类体内生存和繁殖数十年。在一项新研究中,研究人员确定了可能负责的干细胞。这一发现可能为治疗由寄生虫引起的毁灭性疾病的新策略奠定基础。

血吸虫病,也被称为比哈氏菌或蜗牛热,主要影响生活在发展中国家热带地区的人们。反复感染的儿童会出现贫血,营养不良和学习困难。经过多年的感染,该寄生虫会损害肝脏,肠道,肺和膀胱。很少还会引起癫痫发作,瘫痪或脊髓发炎。超过2亿人患有这种疾病,超过7亿人处于感染的危险中。

微观的 血吸虫 寄生虫感染在被感染的蜗牛居住的淡水中涉水,游泳或洗澡的人们。被称为血吸虫的寄生虫钻入人体皮肤,然后在血管内生长。雌性蠕虫产生的卵可以传播到肠,肝,膀胱或其他器官。鸡蛋可以通过尿液或粪便释放回水中,再次开始循环。

伊利诺伊大学的Phillip Newmark博士和同事们花了很多年研究扁虫。他们知道,涡虫是一种在生物学课堂上流行的非寄生虫蠕虫,具有一种称为新生细胞的干细胞。胚细胞可以使平面虫再生受损的器官和身体部位。科学家们怀疑血吸虫是否可能具有类似类型的干细胞。他们的研究,在 性质 2013年2月28日,由NIH的Eunice Kennedy Shriver国家儿童健康与人类发展研究所(NICHD)部分资助 美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)。

科学家使用标记技术从血吸虫中识别出能够生长和分裂的细胞群。他们发现这些细胞具有与新生细胞相似的独特基因表达结构和模式。当研究人员使用荧光标记物标记细胞时,三天后他们在新细胞中检测到了标记物。这种分裂和产生新细胞的能力是干细胞的关键特征。

科学家给血吸虫感染的小鼠注射了标记,以观察几个时间点标记细胞的模式。他们在7天后将标签放置在寄生虫的肠道细胞和体壁肌肉细胞中。这表明细胞可以 变成不同类型的细胞(分化),这是干细胞的另一关键行为。

接下来,研究小组将注意力转向了这些干细胞中可能存在的信号途径。利用他们对涡虫的知识,他们专注于成纤维细胞生长因子(FGF)受体家族,该家族在增殖的涡虫细胞中表达。他们确定了一个基因 弹药,在成体干细胞中编码FGF受体的寄生虫版本。他们使用一种称为RNA干扰(RNAi)的技术,关闭了该基因,并发现它是维持蠕虫中干细胞所必需的。

“我们首先提出一个大问题:寄生虫如何在宿主中存活数十年?”纽马克说。 “这意味着它具有修复和维护其组织的方法。这项研究使我们深入了解了这些寄生虫的真正有趣的生物学特性,也可能为缩短其生命周期开辟新的大门。”

— Carol Torgan博士

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参考文献: 性质。2013年2月28日; 494(7438):476-9。 doi:10.1038 / nature11924。 EPUB 2013年2月20日。PMID:23426263