利用转录组学揭示绵羊肠道免疫屏障在抗包虫病感染中的作用

来源：中国科学杂志社

细粒棘球蚴病又称包虫病，是全球性分布的重要人畜共患疾病。新疆是主要流行地区之一，绵羊则是该疾病重要的中间宿主。

本团队前期研究发现，具有MHC：Mva Ibc-Sac IIab-Hin1I ab单倍型的哈萨克绵羊具有较强的抗包虫病能力，但具体机制尚不清楚。细粒棘球绦虫的幼虫-六钩蚴在感染绵羊时，首先要穿过小肠组织免疫屏障，推测其中存在的分子表达调控机制与宿主的抗病性具有密切联系。

在前期研究基础上，我们分别选择了具有和不具有上述MHC单倍型的哈萨克绵羊，人工感染包虫病，并分别取肠道组织进行转录组测序和生物信息学分析。

结果表明从抗性组和非抗性组绵羊小肠组织中共计筛选出了3835个差异表达基因。很多差异表达基因都与先天性免疫和获得性免疫有关，包括凝集素分泌、免疫细胞活化、趋化因子表达和代偿性炎症修复机制等，这可能是导致个体抗病性差异的主要原因。

同时发现，视黄醇代谢通路中的部分差异表达基因虽然在免疫系统中没有发挥直接作用，但这些基因的高表达可能会阻碍细粒棘球蚴吸收宿主小肠组织中的视黄醇，从而导致虫体发育障碍，这也可能导致不同哈萨克羊个体间抗病性的差异。

今天为大家推荐论文“Intestinal transcriptomes in Kazakh sheep with different haplotypesafter experimental Echinococcus granulosus infection”，该论文近日在《寄生虫》（Parasite）上线发表。

囊性棘球蚴病（CE）是由细粒棘球蚴（Echinococcus granulosus）幼虫感染引起的慢性人畜共患病。绵羊是易患该疾病的中间宿主。我们在研究前期中筛选出了哈萨克绵羊与包虫病抗性相关的单倍型MHC-DRB1：MvaⅠbc-SacⅡ ab-Hin1Ⅰ ab。对带有该单倍型的绵羊（抗性组）和不带该单倍型的绵羊（非抗性组）进行人工攻虫，发现抗性组绵羊包虫病发病率比非抗性组绵羊低且差异显著。为了揭示哈萨克斯坦绵羊抗包虫病的分子机制，我们在前期研究中从选择不同MHC基因型哈萨克绵羊，人工感染包虫病后筛选出了其肠道中差异表达的miRNA。而在本研究中，我们利用转录组技术进一步筛选了肠道中的差异表达基因。结果表明，不同MHC基因型的哈萨克绵羊个体经过人工感染包虫病后，小肠组织中共计筛选出3835个差异表达基因，其中2229个上调，1606个下调。对这些基因进行功能分析后发现，很多基因都参与了先天性免疫和获得性免疫过程，包括宿主对细粒棘球蚴感染的免疫防御及相关代谢变化。结果表明，与凝集素受体，NK细胞活化，趋化因子和肿瘤坏死因子有关的基因差异表达可能在哈萨克绵羊小肠组织对细粒棘球蚴感染的免疫应答过程中起重要作用。

Cystic echinococcosis (CE) is a chronic zoonosis caused by infection with the larval stage of the cestode Echinococcus granulosus. As the intermediate host, sheep are highly susceptible to this disease. Our previous studies have shown that sheep with haplotype MHC MvaIbc-Sac IIab-Hin1I ab were resistant to CE infection, while their counterparts without this haplotype were not. In order to reveal the molecular mechanism of resistance in Kazakh sheep, after selecting the differential miRNA in our previous study, herein, transcriptome analyses were conducted to detect the differential expression genes in the intestinal tissue of Kazakh sheep with resistant and non-resistant MHC haplotypes, after peroral infection with E.granulosus eggs. A total of 3,835 differentially expressed genes were identified between the two groups, with 2,229 upregulated and 1,606 downregulated. Further function analysis showed that the most significant genes were related to both innate immune response and adaptive response participating in the defense against E. granulosus infection and the metabolic changesassociated with it. The results suggest that genes related to lectin receptors, NK cells activation, chemokines, and tumor necrosis factor, may play important roles in the response of intestinal tissue to E. granulosus.

AUTHOR

作者介绍

李鑫，博士，副教授，硕士生导师。主要从事生物化学与分子生物学相关课程的教学科研工作。

研究方向：（1）新疆地区传统药用植物资源开发与利用；（2）动物遗传育种与繁殖。

承担完成国家自然基金2项和省部共建重点实验室课题2项，主持校级优青项目一项，参与获得兵团科技进步奖二等奖两项，出版教材两部，并获得石河子大学教学能手、自治区教学成果奖和大学生创新创业训练优秀指导教师等多项奖励和荣誉称号。

引用格式：

Li X, Jiang S, Wang X & Jia B. 2021. Intestinal transcriptomes in Kazakh sheep with different haplotypes after experimental Echinococcus granulosus infection. Parasite 28, 14.