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日本血吸虫是一种重要的人畜共感染寄生虫,水牛作为其重要的储存宿主,在疾病传播上具有重要意义。水牛感染血吸虫后具有自愈能力。本课题组通过人工感染试验证实水牛具有极强的抗再感染能力。为了探索再感染水牛影响虫体生长发育的分子机制,本研究从形态学的角度比较了来源于初次感染和再感染水牛的虫体表型差异,检测了水牛外周血淋巴细胞细胞因子表达状况,应用RNA-Seq转录组测序技术和基于TMT的蛋白质组学技术分析了这两组水牛来源的虫体差异表达基因(DEGs)和差异表达蛋白(DEPs)。一、虫体形态学观察和宿主外周血淋巴细胞细胞因子表达变化测定分别测量了来源于初次感染和再感染水牛(第三次感染)的虫体的多种器官大小。相较于初次感染水牛中的虫体,再感染水牛中的雄虫和雌虫的器官明显变小(P<0.05)。雌虫子宫中虫卵数也明显减少(P<0.05)。对水牛外周血淋巴细胞细胞因子表达分析结果显示,再感染水牛IFN-γ表达水平在攻击感染前大量增加可能与水牛抗再感染相关。这些结果表明,之前感染了日本血吸虫的水牛可以杀灭再感染的大部分虫体。二、虫体转录组差异分析使用RNA-Seq测序技术对来源于初次感染和再次感染水牛的日本血吸虫成虫的转录组进行了分析。总共鉴定到了13,605个基因,与来源于初次感染组虫体相比,再感染水牛中的虫体有112个DEGs,其中51个上调,61个下调。GO富集分析显示,下调基因显著富集于与氧化还原过程,脂质结合,钙依赖性磷脂结合和钙离子结合相关的GO项;上调基因与代谢和生物合成相关。本部分的研究结果表明一些重要基因的变化可能是导致在再感染水牛中虫体数量减少以及残存虫体发育不良的原因之一。此外,与代谢过程和生物合成相关基因表达上调可能是虫体对再感染水牛体内不利环境产生的补偿机制。三、虫体蛋白质组差异分析利用TMT蛋白质组学技术共鉴定到14个DEPs。GO通路分析发现,DEPs主要参与氧化还原反应过程,TOR信号通路和蛋白质代谢过程。上调的DEPs主要涉及虫体的伤口愈合,表皮损伤的修复;下调的DEPs主要参与细胞铁代谢,细胞增殖分化,蛋白质降解,遗传物质的翻译过程以及免疫逃逸的调节等。在KEGG富集分析中,我们发现这些DEPs主要参与AGE-RAGE信号通路。结论:本研究进一步明确了在初次感染和再次感染水牛中的日本血吸虫的形态学、转录组和蛋白质组方面的差异,初步阐明了来源于再感染水牛虫体受到伤害的原因,这对理解水牛抗再感染现象的生物学机制提供了有用的信息,也为新型抗血吸虫药物和疫苗的研制奠定了基础。