何雪梅 陳強(通信作者)
413000益陽醫(yī)學高等??茖W校病原生物與免疫學教研室1,湖南 益陽
413000益陽醫(yī)學高等專科學校附屬醫(yī)院2,湖南 益陽
近些年來,隨著分子生物學相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步,尤其是在計算機預測方法出現(xiàn)之后,生物學家們借助各種儀器設備,陸續(xù)鑒定出了大量新的MicroRNA,比如說在寄生蟲方面,在寄生蠕蟲、原蟲以及醫(yī)學領域的節(jié)肢動物中發(fā)現(xiàn)了大量的MicroRNA,血吸蟲中也不例外。血吸蟲有著較為復雜的生活史和基因表達調(diào)控系統(tǒng),在臨床上對血吸蟲以及宿主MicroRNA的深入研究,能夠幫助人們更加全面地了解血吸蟲生活過程中的調(diào)控機制,有助于發(fā)現(xiàn)新的藥物作用靶點,這樣對于疾病防治疫苗的研發(fā)、疾病的治療也有著重要幫助。
本次研究以小白鼠作為研究對象,研究選取12 只小白鼠,隨機分為試驗組和對照組,各6 只,兩組小白鼠各項情況比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),具有可比性。
方法:在實驗期間,兩組小白鼠均接種血吸蟲蟲卵,對照組在接種蟲卵之后不做任何處理,試驗組則注射MicroRNA。比較兩組小白鼠的生存情況,并做好記錄工作。
兩組小白鼠存活時間比較:注射MicroRNA 的小白鼠生存時間明顯延長,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。對照組有5只小白鼠在第54~65 天相繼死亡,有1只在感染后80 d 存活,而試驗組小白鼠中有2 只分別在感染后59 d 和74 d 死亡,另外4 只在感染后80 d 則依然存活。見表1。
表1 兩組小白鼠存活時間比較
血吸蟲病致病機制的相關(guān)認識:當前,在臨床上血吸蟲普遍被認為是一種免疫性疾病,在尾蚴、童蟲、成蟲和蟲卵等血吸蟲生長的不同周期均有能夠釋放抗原誘發(fā)宿主的免疫應答,這些免疫應答則可能會引發(fā)一系列的免疫病理變化,導致宿主感染血吸蟲病,最終將會對宿主的身體造成傷害。據(jù)相關(guān)實驗研究表明,血吸蟲病的病變主要集中在蟲卵沉積在宿主肝臟以及腸壁等組織引起蟲卵肉芽腫和纖維化,其中纖維化則多以肝臟為主。在臨床治療中,即便使用藥物殺死了成蟲和各種蟲卵,依然無法阻止纖維化的發(fā)展。而國內(nèi)科學家的研究分析則發(fā)現(xiàn),血吸蟲病患者在采取殺蟲治療1年后,依然會出現(xiàn)不同程度的肝纖維化現(xiàn)象,臨床上一直認為肝纖維化的致病機制屬于肝病治療的重難點,之所以如此就是因為肝細胞外基質(zhì),膠原合成過多,降解相對來說并不是十分充足,因此肝纖維化異常容易被沉積。而在對血吸蟲病進行研究時發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)肝纖維化是由多種因素引起的,是多種物質(zhì)相互促進、制約的結(jié)果,涉及肝臟內(nèi)多種細胞共同作用的結(jié)果[1]。而肝臟慢性炎癥和肝纖維的產(chǎn)生,主要是因為肝臟內(nèi)被激活的肝星狀細胞逐漸轉(zhuǎn)化為肌成纖維細胞,這一類細胞遷移到了肝臟損傷區(qū)域之后,將會對其他細胞產(chǎn)生影響,而且被激活的肝星狀細胞還將會分泌多種趨化因子和促炎因子,這樣會導致更多的肝星狀細胞和炎癥細胞等遷移到肝損傷區(qū)域,其是導致肝臟的慢性炎癥和肝纖維出現(xiàn)的重要誘因之一。當前,結(jié)合相關(guān)研究表明,在血吸蟲病肝纖維化過程中肝星狀細胞也發(fā)揮著極為重要的作用,血吸蟲蟲卵有著抑制肝星狀細胞激活的作用。在借助高通量測序分析單一的雌性蟲體和雌雄合抱的蟲體顯示中,雌蟲的一些差異性表達MicroRNA在正式合抱之前活性會受到抑制,但是合抱之后這種抑制則會消失,而且雌蟲的成熟速度也在加快。結(jié)合上文研究分析可以發(fā)現(xiàn),MicroRNA作為血吸蟲病致病機制中的調(diào)控因子,對于血吸蟲的纖維化、雌蟲的成熟等均有著極為重要的影響,在一定程度上影響了血吸蟲病的發(fā)展[2]。
血吸蟲自身期特異性MicroRNA:近些年來,隨著科學家對MicroRNA研究的不斷深入發(fā)展,在血吸蟲中人們也發(fā)現(xiàn)了大量的MicroRNA,據(jù)相關(guān)研究表明,日本本土血吸蟲中存在有bantam、miR-1989、miR-31 這三個MicroRNA 的表達,均具有特異性,在雌蟲中的表現(xiàn)尤其明顯。同時,相關(guān)研究還表明,miR-219 在雄蟲體內(nèi)的活性更加明顯,但是其余MicroRNA則在血吸蟲的各個時期均有表達,表達水平不存在明顯差異。在臨床上相關(guān)科學家借助現(xiàn)代化的生物信息學預測技術(shù)對已經(jīng)成熟和不成熟的日本血吸蟲MicroRNA表達譜進行了預測和分析,發(fā)現(xiàn)在血吸蟲不同發(fā)育階段MicroRNA 的表達方式存在一定差異。如人們在對曼氏血吸蟲進行研究和分析時發(fā)現(xiàn),比較獨特的SmDicer 和SmA902/3/g 蛋白編碼基因,同時科學家還根據(jù)血吸蟲不同成長時期,表達水平上的差異,推測出MicroRNA的調(diào)控可能是在轉(zhuǎn)錄水平進行,在了解了曼氏血吸蟲的生活特性之后,在臨床上可以根據(jù)曼氏血吸蟲生活發(fā)育的不同階段對其進行科學合理的調(diào)控。科學家在對5 種新的MicroRNA 在日本血吸蟲生長、發(fā)育期中的表達分析進行研究時發(fā)現(xiàn),這些血吸蟲病體內(nèi)的MicroRNA 均表現(xiàn)出高度的特異性。據(jù)相關(guān)研究表明,不同5種MicroRNA是通過調(diào)控相應的靶蛋白才產(chǎn)生的調(diào)節(jié)功能。在對以上研究結(jié)果進行綜合分析時,可以發(fā)現(xiàn)在血吸蟲病中存在大量的特異性表達和可能為轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控存在有一定關(guān)聯(lián)的MicroRNA,這些研究對于人們推測血吸蟲的生長發(fā)育過程也有著不可忽視的重要作用,對于該疾病治療藥物的研發(fā)有著至關(guān)重要的幫助[3]。
血吸蟲感染相關(guān)的宿主MicroRNA:據(jù)相關(guān)研究表明,肝星狀細胞的激活和增殖是肝臟發(fā)生纖維化的關(guān)鍵步驟之一,但是其在基因調(diào)控水平中卻屬于一個極為復雜的過程,涉及了多方面內(nèi)容。比如說,在感染日本血吸蟲的小白鼠肝臟中肉芽腫外圍以及鄰近纖維化區(qū)域中就發(fā)現(xiàn)了已經(jīng)激活的肝星狀細胞。據(jù)相關(guān)研究表明,肝星狀細胞的激活途徑比較多樣,而另外一種MicroRNA則可以通過其他信號途徑抑制肝纖維化過程,該研究也從側(cè)面說明了MicroRNA對肝纖維化的影響是極其復雜的,在臨床上還需要進一步深入研究和探索,才能真正了解MicroRNA 對血吸蟲病的影響。此外,在對血吸蟲病致病機制進行研究和分析時發(fā)現(xiàn),某些MicroRNA分子還具有一定的診斷意義,比如說,細胞中某些物質(zhì)可以用于檢測血吸蟲感染程度以及化療的效果,這樣對于疾病的治療也有一定幫助。
宿主MicroRNA與血吸蟲性肝病及臨床應用分析:如上文所述,MicroRNA在抑制血吸蟲病時有著極為獨特的作用,對于各種新型藥物的研發(fā),血吸蟲病的治療有著明顯幫助。宿主在感染血吸蟲之后,肝臟內(nèi)部的MicroRNA分子在表達上差異性明顯,這種差異性也為我們分析血吸蟲性肝病提供了極為重要的信息。比如說在宿主感染晚期,MicroRNA分子呈現(xiàn)出上調(diào)的趨勢,這種上調(diào)通常與肝臟病理損傷存在一定的聯(lián)系,通過對這些分子的分析,人們可以更加深入了解宿主在感染了血吸蟲之后肝臟損傷程度,并在后期治療中研究更加科學可行的治療方案。同時,MicroRNA還可以作為治療血吸蟲病的潛在靶點。通常情況下宿主在感染血吸蟲之后,MicroRNA參與肝臟肉芽腫的調(diào)控過程中,人們可以對MicroRNA分子進行更加細致入微的調(diào)查,分析出現(xiàn)的原因,生長發(fā)育過程,對細胞產(chǎn)生的影響等,這些研究實際上也是對血吸蟲病致病機制的研究,為科學家尋找最新的抗血吸蟲病的藥物作用靶點指明了方向,如MicroRNA模擬和抑制技術(shù)的應用使得MicroRNA作為血吸蟲病治療靶點成為可能。相關(guān)研究表明,血吸蟲病中MicroRNA可以負向調(diào)控肉芽腫細胞的分化與激活,而且其水平與肝組織病理損傷程度呈正相關(guān)趨勢,這也從側(cè)面說明了宿主體內(nèi)的MicroRNA是抑制血吸蟲感染后肝臟肉芽腫進一步發(fā)展的有效靶點之一。此外,還有研究報道表明,在已經(jīng)感染了血吸蟲的小白鼠體內(nèi)注射一定劑量MicroRNA也可以起到減輕小白鼠肝硬化的作用,之所以如此,就是因為感染后的小白鼠其肝星狀細胞內(nèi)MicroRNA 表達有所下調(diào),這樣二者就實現(xiàn)了平衡互補,通過調(diào)節(jié)肝星狀細胞激活參與肝纖維化的進展,這樣也能夠起到抑制病情的作用,這也表明MicroRNA 可以作為抗血吸蟲病的分子靶向,在臨床上有著較高的應用價值。
宿主循環(huán)中MicroRNA對血吸蟲病診斷具有重要價值:當前,血循環(huán)中MicroRNA 已經(jīng)被越來越多應用到了腫瘤、病毒感染以及藥物誘導的肝損傷診斷中。而臨床上診斷血吸蟲病的方法則主要有病原學檢測、免疫學檢測以及DNA 檢測等。這些檢測方法雖然有方便簡單、技術(shù)成熟的優(yōu)點,但同時其也存在敏感性低、操作復雜等缺陷。而MicroRNA則屬于特異性分子,其在標記和診斷疾病時的敏感性比較高,最終所得結(jié)果也更加準確合理。
宿主循環(huán)中MicroRNA對血吸蟲病診斷具有重要價值,比如較常見的蟲源性MicroRNA診斷價值。在對人體的血漿和血清進行研究分析時發(fā)現(xiàn),在這些物質(zhì)中一般均有MicroRNA 存在,MicroRNA可以通過已經(jīng)破裂的細胞被動釋放或者是主動分泌等途徑進入血液循環(huán)中。據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)表明,宿主感染血吸蟲病之后,由于感染強度的差異,蟲源性MicroRNA對于血吸蟲病的敏感性和特異性差異并不是十分明顯,只要宿主感染了血吸蟲,MicroRNA就會產(chǎn)生比較強烈的反應,這樣也能夠幫助人們快速地對相關(guān)疾病進行診斷,并結(jié)合病情的嚴重程度,找出可行的治療方案。但是,在此過程中需要注意的是,宿主感染蟲卵數(shù)量以及病理損傷程度的深淺,也將會在一定程度上影響早期探測的敏感程度。因此,在應用相關(guān)技術(shù)時,需要結(jié)合實際情況,靈活應用,保證最大限度地發(fā)揮診斷價值。在臨床中針對MicroRNA 的研究,雖然為宿主血吸蟲病早期診斷提供了行之有效的方法,但是由于技術(shù)上的缺陷,許多方法并沒有真正應用到臨床上,許多研究結(jié)果還需要技術(shù)進一步成熟才能運用[4]。