基于組學(xué)數(shù)據(jù)的絳蟲適應(yīng)性寄生機(jī)制研究進(jìn)展

劉師楠,徐方方,陳文青,王翠香,姜鵬,崔晶,王中全,張璽

鄭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)系，河南 鄭州 450001

生命起源和物種進(jìn)化，是人類了解自身、探求自然真相的亙古命題[1]。進(jìn)化理論的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)重要?dú)v程：拉馬克提出的用進(jìn)廢退學(xué)說，達(dá)爾文和華萊士提出的自然選擇學(xué)說以及木村資生提出的中性進(jìn)化學(xué)說[2-5]。適應(yīng)性進(jìn)化是指物種在不同的生存環(huán)境中通過對(duì)周圍環(huán)境長期適應(yīng)而在局部結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生相應(yīng)的變化以更好地適應(yīng)生存條件，是自然選擇、群體遺傳及生物個(gè)體各種生化反應(yīng)限制的綜合性結(jié)果[6-7]。醫(yī)學(xué)絳蟲營寄生生活的生物學(xué)特點(diǎn)，使其可作為適應(yīng)性進(jìn)化研究的絕佳生物材料[8]。且隨著現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已累積了多種絳蟲的組學(xué)數(shù)據(jù)，為其適應(yīng)性進(jìn)化研究提供了豐富的素材。醫(yī)學(xué)絳蟲的適應(yīng)性進(jìn)化與寄生環(huán)境改變密切相關(guān)。在分子層面，絳蟲為適應(yīng)寄生環(huán)境改變所做出的反應(yīng)主要包括：一些新基因的出現(xiàn)或在原基因基礎(chǔ)上進(jìn)化出新的功能(新基因化)；一些基因家族出現(xiàn)擴(kuò)增；一些基因的丟失或原有基因的功能逐漸退化(假基因化)；一些基因家族出現(xiàn)收縮[9]。比較組學(xué)方法可以獲得大量基因變化信息，從而有助于篩選及鎖定關(guān)鍵目標(biāo)基因，進(jìn)而為目標(biāo)基因功能機(jī)制的研究奠定基礎(chǔ)。近年來，比較組學(xué)研究主要集中于比較基因組學(xué)、比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)和比較蛋白質(zhì)組學(xué)三個(gè)層面。基因組數(shù)據(jù)信息量大，可提供全面的差異基因信息，有助于尋找在物種適應(yīng)性進(jìn)化過程中起關(guān)鍵作用的目標(biāo)基因；轉(zhuǎn)錄組則反映了物種在某發(fā)育階段或功能狀態(tài)下的基因轉(zhuǎn)錄信息，是連接生物基因組信息和蛋白質(zhì)組信息的橋梁，可據(jù)此推斷相應(yīng)未知基因的功能，發(fā)現(xiàn)新的轉(zhuǎn)錄本，可以提供更高效的有用信息，且更具時(shí)間空間性[10]；蛋白質(zhì)組可以對(duì)基因調(diào)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)描述，對(duì)基因表達(dá)的蛋白質(zhì)水平進(jìn)行定量測(cè)定，是研究基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制的重要手段，通過蛋白質(zhì)組學(xué)可以更精確地發(fā)現(xiàn)哪些蛋白質(zhì)在寄生蟲適應(yīng)性寄生過程中發(fā)生了變化。本文對(duì)近年來基于組學(xué)分析的絳蟲適應(yīng)性寄生機(jī)制研究進(jìn)行綜述，總結(jié)絳蟲適應(yīng)性寄生過程中組學(xué)特征的變化，以期為進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。

1 圓葉目(Cyclophyllidea)絳蟲適應(yīng)性寄生過程中組學(xué)變化特征

1.1基因組特征 隨著蠕蟲基因組計(jì)劃的實(shí)施，一些圓葉目絳蟲的適應(yīng)性進(jìn)化研究已取得了長足的發(fā)展。Tsai等[11]從生活史、形態(tài)學(xué)和比較基因組學(xué)三個(gè)方面對(duì)4種圓葉目絳蟲(豬帶絳蟲、細(xì)粒棘球絳蟲、多房棘球絳蟲、小口膜殼絳蟲)的適應(yīng)性進(jìn)化過程進(jìn)行了總結(jié)。生活史特征方面，扁形動(dòng)物相較于蛻皮動(dòng)物和后口動(dòng)物首先獲得了內(nèi)寄生功能，圓葉目絳蟲在扁形動(dòng)物的基礎(chǔ)上又獲得了在宿主間的被動(dòng)傳播和具有脊椎動(dòng)物中間宿主的功能，而棘球?qū)俳{蟲又進(jìn)一步獲得了在中間宿主體內(nèi)的無性繁殖能力；形態(tài)特征方面，扁形動(dòng)物丟失了眼杯，獲得了新皮膚素(neodermatan)合胞體上皮細(xì)胞，而絳蟲則進(jìn)一步丟失了腸道，出現(xiàn)了體節(jié)的分化，其中棘球?qū)俳{蟲還進(jìn)化出了含有特殊糖黏蛋白的薄片層；基因組特征則包括基因的獲得和丟失兩個(gè)方面。首先，在基因組特征的獲得方面，整個(gè)扁形動(dòng)物出現(xiàn)了：SL反式剪切；通過蘋果酸歧化作用的無氧代謝能力的代謝通路將谷氧還蛋白和硫氧還蛋白并發(fā)為硫氧還蛋白-谷胱甘肽還原酶；絳蟲和吸蟲特異性Argonaute蛋白家族、小外顯子基因和G蛋白偶聯(lián)受體PROF1出現(xiàn)進(jìn)化。絳蟲在扁形動(dòng)物的基礎(chǔ)上又獲得了一些新的基因組特征，如：雙峰內(nèi)含子分布和獨(dú)特的脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的產(chǎn)生；mu類谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶基因家族、GP50抗原基因家族和四跨膜蛋白家族成員的擴(kuò)增。絳蟲中帶屬和棘球?qū)傥锓N則進(jìn)一步出現(xiàn)了熱休克蛋白基因家族和物種特異性抗原基因家族的擴(kuò)增。其次，在基因組特征的丟失方面，整個(gè)扁形動(dòng)物丟失了Wnt基因；NEK激酶、脂肪酸生物合成能力和ParaHox基因；過氧化酶基因；同時(shí)完全丟失了vasa、tudor和piwi基因，NF-κB信號(hào)通路以及24個(gè)同源異形盒基因家族、代謝性蛋白酶和氨基酸生物合成功能。絳蟲進(jìn)一步丟失的基因組特征包括：蝶呤型鉬輔因子生物合成通路及10個(gè)同源異型盒基因家族；更少的GPCRs和更少的前肽編碼的神經(jīng)肽。

此外，基于比較基因組學(xué)，Wang等[12]對(duì)亞洲帶絳蟲、牛帶絳蟲和豬帶絳蟲的基因組分析發(fā)現(xiàn)，盡管三種絳蟲的基因結(jié)構(gòu)基本相同，但一些特異的基因家族在進(jìn)化速率及多樣化過程中存在差異。亞洲帶絳蟲和牛帶絳蟲的分化與中間宿主的轉(zhuǎn)換密切相關(guān)，且在牛帶絳蟲和亞洲帶絳蟲分化過程中，一些基因功能的多樣化起到了較為重要的驅(qū)動(dòng)作用。在亞洲帶絳蟲的適應(yīng)性進(jìn)化過程中，其皮層和膜蛋白經(jīng)歷了較高的選擇壓力從而更快地進(jìn)化出了適應(yīng)宿主轉(zhuǎn)換和物種形成的新基因，而這些皮層表面抗原(如抗原gp50等)在與宿主的免疫系統(tǒng)相互作用中起關(guān)鍵作用，對(duì)亞洲帶絳蟲適應(yīng)新的宿主環(huán)境至關(guān)重要。此外亞洲帶絳蟲基因組中有關(guān)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)、體壁維持和脂質(zhì)吸收等基因家族的加速進(jìn)化和適應(yīng)性進(jìn)化也有助于亞洲帶絳蟲對(duì)新的中間宿主的適應(yīng)。Li等[13]對(duì)多頭絳蟲的基因組分析發(fā)現(xiàn)，自從帶屬絳蟲從棘球?qū)俳{蟲分化出來后，帶屬絳蟲出現(xiàn)了一些轉(zhuǎn)座因子的擴(kuò)增和小規(guī)模的基因復(fù)制事件，且這一現(xiàn)象在多頭絳蟲基因組中尤為明顯，然而轉(zhuǎn)座子擴(kuò)增及基因復(fù)制事件在棘球?qū)俳{蟲中則沒有出現(xiàn)。此外，還發(fā)現(xiàn)一些與宿主中樞神經(jīng)相互作用有關(guān)的基因(如SLC1A谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族等)以及一些可能發(fā)生水平轉(zhuǎn)移的基因，這些基因可能與多頭絳蟲的適應(yīng)性寄生生活密切相關(guān)。Zheng等[14]將細(xì)粒棘球絳蟲(綿羊G1株)和其他三類寄生蟲(第一類營寄生生活，第二類營部分寄生生活，第三類營自由生活)進(jìn)行了比較基因組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)細(xì)粒棘球絳蟲獲得了一系列特有的基因，如細(xì)粒棘球絳蟲特異性B抗原基因(E.granulosusantigen B，EgAgB)、熱休克蛋白70(heat shock protein 70，HSP70)、普遍脅迫蛋白(universal stress protein，USP)家族、多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶及前胸腺素基因家族等。此外，相較于線蟲，絳蟲中肌動(dòng)蛋白、鈣黏素蛋白家族的表達(dá)也顯著升高，這些特有的或出現(xiàn)明顯擴(kuò)增的基因家族可能有助于細(xì)粒棘球絳蟲的適應(yīng)性寄生[15]。Maldonado等[16]通過對(duì)加拿大棘球絳蟲基因組的分析，發(fā)現(xiàn)了包括泛素結(jié)合酶、含有GPCR水解位點(diǎn)基序的蛋白和糖基轉(zhuǎn)移酶家族在內(nèi)的三種絳蟲特異性擴(kuò)增基因家族，這些特異性蛋白家族在絳蟲的適應(yīng)性寄生過程中可能扮演重要角色。

1.2轉(zhuǎn)錄組特征 相較于其他扁形動(dòng)物(如渦蟲等)，絳蟲的Wnt基因類型顯著減少，只有5個(gè)直系同源的亞家族(Wnt1、Wnt2、Wnt4、Wnt5和Wnt11)[17]。研究表明Wnt基因參與絳蟲的體節(jié)分化過程[18]，且Wnt4基因在豬囊尾蚴頭節(jié)的外翻過程中發(fā)揮重要作用[19]。Li等[17]對(duì)多頭絳蟲的轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，多頭絳蟲缺失了Wnt1和Wnt2，并推測(cè)Wnt基因家族與多頭絳蟲的感染性和致病性密切相關(guān)；此外，還發(fā)現(xiàn)了大量與MAPK信號(hào)通路相關(guān)的高表達(dá)基因。這些高表達(dá)基因及Wnt基因家族的變化對(duì)于多頭絳蟲適應(yīng)性寄生的作用值得進(jìn)一步研究。同樣基于轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，Zhang[20]對(duì)豆?fàn)顜Ы{蟲的幼蟲和成蟲進(jìn)行了比較轉(zhuǎn)錄組分析，鑒定出4 093個(gè)差異表達(dá)基因，其中132個(gè)基因在成蟲期特異性表達(dá)，如鈣結(jié)合蛋白、鋅指蛋白、微管蛋白α鏈、六鉤蚴抗原A等，且這些蛋白在其他絳蟲成蟲中也特異性高表達(dá)[21]，提示這些基因可能與絳蟲成蟲細(xì)胞分化及節(jié)片生成相關(guān)。在絳蟲的發(fā)育過程中，成蟲的生長較快，因此需要更多的能量和營養(yǎng)來滿足代謝、發(fā)育和蟲卵產(chǎn)生所需。而且在絳蟲進(jìn)化過程中，逐漸失去了從頭合成一些營養(yǎng)物質(zhì)的能力，如脂肪酸、固醇及一些特定氨基酸等[11]，這些營養(yǎng)物質(zhì)需要從外界轉(zhuǎn)運(yùn)至絳蟲體內(nèi)以滿足其需求，因此相關(guān)基因就會(huì)在絳蟲體內(nèi)特異性高表達(dá)，對(duì)于豆?fàn)顜Ы{蟲來說，其脂肪酸結(jié)合蛋白、磷酸酯酶D1及乙酰轉(zhuǎn)移酶等在成蟲階段均出現(xiàn)上調(diào)。此外，一些與節(jié)片分化和有性生殖相關(guān)的基因，如HSP90、精子表面蛋白等在成蟲期同樣高表達(dá)。GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析顯示多數(shù)差異表達(dá)基因與代謝過程和Wnt信號(hào)通路相關(guān)，而且在成蟲期Wnt1、Wnt4、Wnt5等表達(dá)顯著上調(diào)。Basika等[22]對(duì)科特氏中殖孔絳蟲的幼蟲和成蟲的轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)幼蟲期高表達(dá)的基因多數(shù)與無性生殖及幼蟲移行相關(guān)，而成蟲期高表達(dá)的基因則多數(shù)與發(fā)育、細(xì)胞增殖、形態(tài)發(fā)生密切相關(guān)。這些差異基因的篩選及深入分析有助于我們對(duì)絳蟲適應(yīng)性寄生機(jī)制的理解。

此外，研究者還對(duì)一些絳蟲的密碼子使用偏倚(codon usage bias，CUB)及可變剪接(alternative splicing，AS)等特征進(jìn)行了分析。Huang等[23]基于轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析了多頭絳蟲的密碼子使用情況，發(fā)現(xiàn)核苷酸組成、突變選擇壓力、自然選擇、基因表達(dá)水平、氨基酸親水性平均系數(shù)和芳香性(Aromo)以及氨基酸的有效選擇等因素均與多頭絳蟲的密碼子使用偏倚相關(guān)，其中自然選擇的作用最大。此外，差異較大的物種之間密碼子使用偏倚的差異度也較大，如多頭絳蟲、大腸桿菌、酵母和人之間，然而在親緣關(guān)系較近的物種之間密碼子使用偏倚的差異度則較小，如多頭帶絳蟲和豆?fàn)顜Ы{蟲。因此，密碼子使用偏倚可以作為物種進(jìn)化差異的一個(gè)重要指標(biāo)?？勺兗艚邮菍?dǎo)致蛋白質(zhì)功能多樣性的重要原因之一，它使一個(gè)基因可編碼多個(gè)不同轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物和蛋白產(chǎn)物，是后基因組時(shí)代研究的熱門領(lǐng)域之一。Liu等[24]對(duì)細(xì)粒棘球絳蟲和多房棘球絳蟲的可變剪接進(jìn)行了研究，結(jié)果表明在原尾蚴階段，這兩種絳蟲的可變剪切方式基本一致。對(duì)于棘球?qū)俳{蟲，內(nèi)含子保留是主要的可變剪接類型，而非外顯子跳躍。此外，KEGG富集分析表明可變剪接相關(guān)基因主要與代謝(如嘌呤、脂肪酸、半乳糖等的代謝)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(如Jak-STAT、VEGF、Notch和GnRH信號(hào)傳導(dǎo)途徑)、遺傳信息處理(如RNA轉(zhuǎn)運(yùn)和mRNA監(jiān)測(cè)途徑)等密切相關(guān)。

1.3蛋白質(zhì)組特征 基于蛋白質(zhì)組學(xué)，Zheng[25]對(duì)泡狀帶絳蟲囊蚴的包囊液(cyst fluid，CF)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)與細(xì)粒棘球蚴絳蟲相比，泡狀帶絳蟲具有更多的與氨基酸合成和補(bǔ)體系統(tǒng)相關(guān)的CF蛋白。此外，其還具有更多的與谷氨酸代謝和抗氧化反應(yīng)相關(guān)的蛋白。因此，泡狀帶絳蟲囊蚴囊液具有獨(dú)特的免疫及抗氧化內(nèi)部微環(huán)境，這種特定的內(nèi)環(huán)境有助于泡狀帶絳蟲囊蚴的適應(yīng)性寄生。Zheng[26]對(duì)羊帶狀絳蟲幼蟲的蛋白質(zhì)組學(xué)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)包括極低密度的脂蛋白受體、烯醇酶、副肌球蛋白和內(nèi)膜蛋白B1等24種蛋白質(zhì)在幼蟲期高表達(dá)。這些高表達(dá)的蛋白可能與幼蟲的運(yùn)動(dòng)、代謝、信號(hào)傳導(dǎo)、抵抗外界壓力、耐藥性及免疫反應(yīng)密切相關(guān)。此外，通過與其他5種絳蟲(豬帶絳蟲、亞洲帶絳蟲、牛帶絳蟲、細(xì)粒棘球絳蟲、多房棘球絳蟲)的比較組學(xué)分析，鑒定出帶屬絳蟲特異性烯醇酶?？偟膩碚f，帶屬絳蟲烯醇酶、副肌球蛋白和脂肪酸結(jié)合蛋白家族成員的拷貝數(shù)要多于棘球?qū)俳{蟲，提示這些蛋白家族在帶絳蟲中可能發(fā)揮更重要的作用。Monteiro等[27]對(duì)兩種多房棘球絳蟲棘球蚴分離株(EmH95和EmG8065)的囊液成分進(jìn)行了比較蛋白質(zhì)組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)EmH95和EmG8065囊液差異表達(dá)蛋白包括抗原、信號(hào)蛋白、蛋白水解酶、蛋白酶抑制因子及分子伴侶等。相較于EmH95，EmG8065抵御宿主有害反應(yīng)及分解代謝宿主蛋白的能力更強(qiáng)，表明EmG8065宿主適應(yīng)性水平更高，具體表現(xiàn)為繁殖、發(fā)育及傳播能力更強(qiáng)。另一方面，EmH95在經(jīng)歷幾輪實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)傳代后，對(duì)宿主的抵抗能力明顯下降，甚至有可能失去產(chǎn)生原頭節(jié)的能力。然而EmH95卻表現(xiàn)出高表達(dá)EGF樣蛋白的能力，體外實(shí)驗(yàn)表明EmH95具有較高的增殖速率，可能與高表達(dá)的EGF樣蛋白介導(dǎo)的EGF/EGFR信號(hào)通路活躍有關(guān)。該研究表明，即使是同一物種的不同分離株之間蛋白質(zhì)表達(dá)水平也存在較大差異，而這些差異表達(dá)的蛋白可能與適應(yīng)性寄生相關(guān)。

2 裂頭目(Diphyllobothriidea)絳蟲適應(yīng)性寄生過程中組學(xué)變化特征

與圓葉目絳蟲包括了多數(shù)常見的人體寄生性絳蟲不同，裂頭目絳蟲的類群(如歐猬迭宮絳蟲、闊節(jié)裂頭絳蟲等)往往被醫(yī)學(xué)絳蟲界所忽視，因此其組學(xué)研究也比較薄弱。Bennett等[28]對(duì)歐猬迭宮絳蟲裂頭蚴進(jìn)行了全基因組測(cè)序,分析發(fā)現(xiàn)相較于帶科絳蟲(如豬帶絳蟲、細(xì)粒棘球絳蟲、多房棘球絳蟲等)，歐猬迭宮絳蟲裂頭蚴出現(xiàn)了一些抗原蛋白家族的完全缺失，如EG95、Antigen B和GP50等；一些蛋白家族的擴(kuò)增量顯著降低，如HSP70、四跨膜蛋白等。同時(shí)，也出現(xiàn)了一些蛋白家族的擴(kuò)增量的顯著增加，如乳糖轉(zhuǎn)移酶和脂肪酸結(jié)合蛋白。與棘球?qū)俳{蟲相比，歐猬迭宮絳蟲裂頭蚴的絲氨酸蛋白酶家族和庫尼型絲氨酸蛋白酶抑制劑家族出現(xiàn)明顯擴(kuò)增，這些蛋白家族有助于裂頭蚴侵入更廣泛的宿主。將這些出現(xiàn)擴(kuò)增的基因家族按照其所執(zhí)行的生化功能進(jìn)行排序后發(fā)現(xiàn)有9種參與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，由于歐猬迭宮絳蟲的生命周期中包括一些形態(tài)迥異的生活史階段，如原尾蚴、裂頭蚴及成蟲，且這些幼蟲或成蟲分別適應(yīng)于不同的宿主[29]，因此這些出現(xiàn)擴(kuò)增的復(fù)雜轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子家族為歐猬迭宮絳蟲適應(yīng)于不同生活史時(shí)期所需的不同蛋白表達(dá)訴求提供了保障；另外還有9種擴(kuò)增的基因家族參與代謝加工或解毒作用，這些基因家族提供了一系列代謝和細(xì)胞解毒的適應(yīng)性，從而有助于歐猬迭宮絳蟲寄生于多種不同的宿主(如甲殼類、兩棲類、爬行類及哺乳動(dòng)物)，甚至在水中營自由生活(如鉤球蚴階段)。

對(duì)于裂頭目絳蟲轉(zhuǎn)錄組的研究亦十分薄弱。Kim等[30]對(duì)歐猬迭宮絳蟲裂頭蚴的表達(dá)序列標(biāo)簽(EST)進(jìn)行了大規(guī)模測(cè)序及生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)：纖連蛋白1、某種泛素基因和糖蛋白出現(xiàn)高表達(dá)；與糖酵解通路相關(guān)的酶出現(xiàn)表達(dá)上調(diào)；一些蛋白酶和RNA具有高頻保守基序。這些高表達(dá)的基因家族可能有助于裂頭蚴的適應(yīng)性寄生。然而就歐猬迭宮絳蟲的基因表達(dá)情況而言，目前仍缺乏其生活史各階段的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。

盡管對(duì)歐猬迭宮絳蟲的基因組和轉(zhuǎn)錄組分析加深了我們對(duì)該物種的生長發(fā)育及致病機(jī)制的理解[29,31]，但我們對(duì)蛋白質(zhì)翻譯后修飾調(diào)節(jié)的機(jī)制仍然所知甚少，而蛋白翻譯后修飾調(diào)節(jié)對(duì)理解迭宮絳蟲的生長、發(fā)育和繁殖至關(guān)重要。Liu等[31]對(duì)歐猬迭宮絳蟲裂頭蚴進(jìn)行了磷酸蛋白質(zhì)組分析，在1 758個(gè)裂頭蚴蛋白質(zhì)中鑒定出3 228個(gè)磷酸多肽和3 461個(gè)氧化磷酸化位點(diǎn)，這些磷酸化蛋白參與細(xì)胞組成、代謝等多種生物學(xué)過程。對(duì)磷酸化多肽的GO富集分析顯示多數(shù)裂頭蚴的磷酸化蛋白與細(xì)胞骨架成分、信號(hào)通路的分子功能以及多種生物學(xué)過程相關(guān)，包括分子功能調(diào)節(jié)、鳥苷酸耦合因子活性、蛋白酶活性及鈣離子結(jié)合等。KEGG分析表明氧化磷酸化蛋白的富集通路主要包括磷脂肌醇信號(hào)通路系統(tǒng)、吞噬體、胞吞作用、磷脂肌醇代謝、萜類骨架的生物合成及過氧化物酶體等。該研究首次對(duì)歐猬迭宮絳蟲進(jìn)行磷酸蛋白質(zhì)組分析，為我們理解迭宮絳蟲蛋白質(zhì)翻譯后修飾調(diào)節(jié)機(jī)制提供了新的視角。

3 總結(jié)與展望

絳蟲是一類古老的人體寄生蟲，早在公元前三世紀(jì)，希波克拉底和亞里士多德在其論著中就有關(guān)于絳蟲的記載[32]。千百年來人類對(duì)絳蟲及其所致疾病的認(rèn)識(shí)越來越深入，然而對(duì)其適應(yīng)性寄生機(jī)制仍所知甚少，組學(xué)技術(shù)的發(fā)展為我們揭示絳蟲的適應(yīng)性寄生機(jī)制之謎提供了新的線索。在基因組層面，絳蟲在適應(yīng)性進(jìn)化過程中出現(xiàn)了一些特有的新基因以及一些基因家族的擴(kuò)增(如與應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)的蛋白家族、與氨基酸、脂質(zhì)、糖類及核苷酸代謝相關(guān)的蛋白家族、與細(xì)胞骨架以及與免疫反應(yīng)相關(guān)的蛋白家族等)；同樣也發(fā)生了一些基因功能的丟失及基因家族的收縮；此外，一些基因功能多樣化事件在絳蟲分化過程中也起到了一定的驅(qū)動(dòng)作用，這些基因組特征的特異性變化為我們探究絳蟲適應(yīng)性寄生過程中可能起關(guān)鍵作用的目標(biāo)基因或基因家族提供了重要線索。在轉(zhuǎn)錄組層面，在絳蟲不同生活史階段出現(xiàn)一些特異性高表達(dá)基因，這些基因與絳蟲的生長、發(fā)育及環(huán)境適應(yīng)性密切相關(guān)；Wnt信號(hào)通路及其相關(guān)蛋白可能在絳蟲的適應(yīng)性寄生過程中發(fā)揮重要作用。在蛋白質(zhì)組層面，不同絳蟲之間蛋白表達(dá)水平存在較大差異，這些差異表達(dá)的蛋白可能與絳蟲的環(huán)境適應(yīng)性相關(guān)。縱然現(xiàn)代組學(xué)的研究為我們理解絳蟲的適應(yīng)性進(jìn)化提供了些許的蛛絲馬跡，然而，對(duì)于多數(shù)蛋白家族的進(jìn)化模式、表達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)制以及在絳蟲的適應(yīng)性進(jìn)化過程中的具體作用等仍所知甚少，還需要做進(jìn)一步的研究，以期早日解開絳蟲進(jìn)化機(jī)制這一亙古之謎。