用于研究腸道寄生蟲的新模型可以促進(jìn)疫苗開(kāi)發(fā)

腸道寄生蟲隱孢子蟲(Cryptosporidium)引起腹瀉病，非常善于感染人類。它是美國(guó)休閑水域?qū)е滤畟鞑ゼ膊〉闹饕颉Ｔ谌蚍秶鷥?nèi)，這是一種嚴(yán)重的疾病，可以阻止嬰兒和幼兒的生長(zhǎng)，甚至殺死嬰兒和幼兒。免疫系統(tǒng)受損的人，例如艾滋病毒/艾滋病患者，也非常容易感染。沒(méi)有疫苗，也沒(méi)有有效的治療方法。

令人驚訝的是，感染人類的寄生蟲菌株在感染小鼠方面做得并不好。為了研究這種疾病，研究人員不得不依賴免疫系統(tǒng)缺陷的小鼠，這種模型很難理解如何引發(fā)可以保護(hù)兒童的免疫反應(yīng)。

但這將改變。使用天然存在的小鼠隱孢子蟲物種，由賓夕法尼亞大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開(kāi)發(fā)了一種影響免疫正常小鼠的感染模型。他們表明小鼠在感染后會(huì)對(duì)寄生蟲產(chǎn)生免疫力，并且減毒活疫苗可以為動(dòng)物提供免疫保護(hù)。他們的研究結(jié)果發(fā)表在Cell Host&Microbe雜志上。

“我們現(xiàn)在擁有一個(gè)可以反映人類疾病的神奇鼠標(biāo)模型，”賓夕法尼亞大學(xué)的生物學(xué)家，該研究的資深作者Boris Striepen說(shuō)。“這是一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)室模型，我們可以隨意引入變化，并測(cè)試免疫反應(yīng)的不同組成部分對(duì)感染的重要性，這正是我們開(kāi)發(fā)有效疫苗所需要的。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，接受過(guò)使用弱化寄生蟲的實(shí)驗(yàn)性疫苗的小鼠與已經(jīng)風(fēng)化了初始感染的小鼠一樣受到感染。“我們能夠證明小鼠受到保護(hù) - 不是通過(guò)無(wú)菌免疫 - 而是通過(guò)非常強(qiáng)大的疾病保護(hù)，這正是兒童所觀察到的，”該報(bào)告的**作者，博士后研究員Adam Sateriale說(shuō)。在Striepen的實(shí)驗(yàn)室里。

過(guò)去幾年，Striepen一直專注于推進(jìn)隱孢子蟲科學(xué)研究。2015年取得了一項(xiàng)重大進(jìn)展，當(dāng)時(shí)他的實(shí)驗(yàn)室成功地使用CRISPR-Cas9技術(shù)對(duì)生物體進(jìn)行遺傳修飾。

在新的研究中，Striepen，Sateriale及其同事旨在開(kāi)發(fā)一種更容易研究小鼠寄生蟲的方法，這種寄生蟲對(duì)大多數(shù)人類感染的兩種物種具有抗性。他們采取了不同的策略，在農(nóng)場(chǎng)的小鼠糞便中搜索了隱孢子蟲DNA，并在30%的樣本中發(fā)現(xiàn)了一種物種C.tyzzeri。

“我們做的**件事就是對(duì)基因組進(jìn)行序列和注釋，”Sateriale說(shuō)，發(fā)現(xiàn)它是影響人類的物種的極其近親。“一旦我們了解了基因組，我們不僅可以看到它與這些物種相比有何變化，而且我們也可以開(kāi)始使用我們的遺傳工具來(lái)操縱它。”

在研究人員使用CRISPR進(jìn)行的操作中，引入的基因使用從螢火蟲借來(lái)的基因使寄生蟲發(fā)光，使它們能夠精確但非侵入地追蹤感染。

與使用免疫受損小鼠的更人工感染模型不同，賓夕法尼亞大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組表明，C.tyzzeri可感染健康小鼠，導(dǎo)致感染復(fù)制人類疾病的許多特征。

“一些主要的免疫成分已被證明對(duì)人類很重要，對(duì)于這種小鼠模型也是如此，”Striepen指出。