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红带锥蝽（Triatoma rubrofasciata）是恰加斯病（Chagas disease）重要传播媒介，研究其发育分子机制意义重大。研究人员对其 7 个发育阶段进行转录组分析，发现差异表达基因（DEGs）与生长、发育等相关，为防控该害虫及疾病传播提供新靶点。
在热带地区，有一种 “神秘杀手” 正悄然威胁着人们的健康，它就是红带锥蝽。作为恰加斯病的主要传播媒介，红带锥蝽全球分布广泛，不仅能传播克氏锥虫（Trypanosoma cruzi）引发恰加斯病，还携带其他多种病原体，如伊氏锥虫（Try. lewisi）、康氏锥虫（Try. conorhini）和巴尔通体（Bartonella species） 等。尽管它在疾病传播中的作用日益凸显，但此前对它的研究却十分有限，其生长、发育和性别决定相关基因的奥秘亟待揭开。
为了深入了解红带锥蝽的生物学特性，为疾病防控提供有力支持，中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。研究人员对红带锥蝽 7 个发育阶段的 24 个样本进行转录组测序分析，全面探究其基因表达模式。最终，研究发现了一系列与红带锥蝽生长、发育、碳水化合物代谢和免疫相关的差异表达基因，还找到了参与生长、发育和性分化的候选基因。这些成果发表在《BMC Genomics》上，为后续研究奠定了坚实基础。
在这项研究中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是样本采集与处理，从中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所实验室获取红带锥蝽样本，在特定条件下饲养并收集不同发育阶段样本；接着进行 RNA 提取及测序，利用 TRIzol? 试剂提取总 RNA，构建 cDNA 文库后在 Illumina NovaSeq 6000 平台测序；最后运用多种生物信息学分析方法，如主成分分析（PCA）、差异表达基因分析、基因本体（GO）分析、京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析和加权基因共表达网络分析（WGCNA）等，对测序数据进行深入挖掘。
下面来看看具体的研究结果：
- 测序数据统计：研究获得大量高质量的测序数据，测序深度满足要求，PCA 分析清晰区分了不同发育阶段，且各阶段基因表达存在差异，如成虫期表达基因数量略减，卵期平均表达水平较高但高表达基因较少。
- 差异表达基因分析：对比卵期与其他阶段，发现早期若虫阶段差异表达基因数量最多，这意味着从卵到若虫的转变过程中有显著的转录重编程现象。不同若虫阶段之间，以及成虫与其他阶段之间，差异表达基因的功能和相关通路也各有特点。例如，若虫阶段侧重生长和代谢平衡，成虫阶段则更关注免疫调节。
- WGCNA 分析：通过该分析识别出 14 个基因共表达模块，部分模块与特定发育阶段紧密相关。像品红色和绿色模块与卵期关联大，黑色模块与第一若虫阶段关联强，紫色和红色模块在成虫期作用突出。
- Hub 基因和共表达网络：确定了不同模块的 Hub 基因，它们在特定发育阶段高表达，并且各自模块内的相关基因也参与了特定的生物学过程，如绿色模块涉及蛋白质磷酸化，黑色模块与跨膜运输有关，红色模块包含多个参与蛋白水解的基因。
- RT-qPCR 验证：随机选取 8 个差异表达基因进行 RT-qPCR 验证，结果与 RNA-seq 数据基本相符，进一步证实了转录组测序数据的可靠性。
- 发育相关基因的阶段特异性表达动态：不同发育阶段，相关基因表达各有特点。卵期，同源框蛋白基因、E3 泛素蛋白连接酶基因和性分化相关基因高度表达；若虫期，不同阶段分别有特定基因高表达，如几丁质酶 3（chitinase 3）在第一若虫期高表达，毒液相关基因在第四、五若虫期表达量增加；成虫期，细胞色素 P450 CYP425A1v2（cytochrome P450 CYP425A1v2）在两性中均高表达，且雄性中更为显著。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次全面分析红带锥蝽 7 个发育阶段的转录组，填补了相关研究空白。研究揭示了其发育和性分化的调控网络，发现卵期同源框蛋白基因可能参与早期形态发生，dsx 和 tra-2 的表达表明性分化可能始于卵期，这与果蝇和甲虫的机制不同。此外，研究还发现了与取食行为和抗药性相关的基因，为开发针对红带锥蝽的新型防控策略提供了潜在靶点，有望通过干扰其生长发育、性分化、取食行为或增强杀虫剂效果等方式，有效控制红带锥蝽种群数量，进而减少恰加斯病及其他相关疾病的传播风险，对公共卫生领域具有重要意义。
