绦虫种群间排泄/分泌蛋白组差异揭示宿主-寄生虫协同进化新机制

本研究针对寄生虫与宿主协同进化中种群间蛋白组差异的空白，通过超高效液相色谱-质谱技术分析Schistocephalus solidus绦虫四个地理种群的排泄/分泌产物(ESPs)和整体蛋白组，鉴定出1362种蛋白（含542种ESP特异性蛋白），发现种群间蛋白丰度显著差异，揭示了paramyosin和热休克蛋白(HSPs)等关键分子在宿主免疫调控中的作用，为理解寄生虫适应性进化提供新视角。

　　

在自然界中，寄生虫与宿主之间持续上演着精妙的进化博弈。绦虫Schistocephalus solidus作为三刺鱼Gasterosteus aculeatus的专性寄生虫，通过分泌排泄产物(ESPs)调控宿主免疫和行为，但不同地理种群间ESPs的变异及其进化意义仍是未解之谜。现有研究多聚焦物种水平蛋白组特征，忽视了种群微进化可能带来的关键差异。这种认知缺口限制了我们对宿主-寄生虫协同进化动态的理解，尤其当不同宿主种群已演化出抗性（如纤维化反应）或耐受策略时，寄生虫如何通过分子层面适应本地宿主压力更值得探究。

为解决这一问题，来自康涅狄格大学的研究团队对加拿大温哥华岛三个湖泊和美国阿拉斯加一个湖泊的S. solidus绦虫进行蛋白质组学分析，通过比较ESPs与整体蛋白组的种群差异，揭示了寄生虫适应本地宿主的分子机制。相关成果发表于《Parasites》期刊。

研究采用超高效液相色谱-质谱联用技术(UPLC-MS)，对27只野生捕获绦虫的ESPs（2小时PBS浸泡收集）和体组织蛋白进行非标记定量分析。通过MaxQuant软件比对UniProt数据库，结合DeepTMHMM和SignalP 6.0预测跨膜域与信号肽，利用非度量多维标度(NMDS)和PERMANOVA分析种群差异。

主要结果
1. 绦虫蛋白组组成特征
鉴定到1362种蛋白，其中542种为ESP特有。60种含信号肽，219种含跨膜域，16种兼具两者。新发现的免疫球蛋白样蛋白(A0A3P7EX19/A0A3P7EFK9)和已知免疫调节因子如碱性磷酸酶(A0A183SJK6)在宿主界面发挥作用。

2. 种群间蛋白组差异的多变量分析
NMDS显示ESP与体组织蛋白组显著分离（轴1解释87%变异）。种群间差异显著（P<0.0001），且存在组织类型与种群交互作用（如Walby湖种群ESPs相关性最低）。

3. 关键差异蛋白的种群特异性表达

• 肌肉相关蛋白：paramyosin(A0A3P7DV89)在ESP中丰度提高8.8倍，可能通过结合宿主补体逃避免疫。
• 热休克蛋白：HSP70/90在Boot湖ESP中高表达，提示环境压力响应与免疫调节双重功能。
• 微管蛋白：α-微管蛋白在Nimpkish湖ESP中异常富集，可能与种群特异性宿主压力相关。

4. 与既往研究的比较
相比魁北克种群研究，本研究发现15种新分泌蛋白（如核糖体亚基蛋白），地理差异显著。跨物种保守的VAL蛋白(A0A183T9I5)和膜联蛋白(annexins)可能参与免疫抑制。

结论与意义
该研究首次系统揭示了绦虫蛋白组的种群微进化差异，证实ESPs与体组织蛋白共同参与地理适应。paramyosin和HSPs等分子的种群特异性表达模式，暗示寄生虫可能通过调节宿主补体系统(HSP70)和纤维化反应（肌动蛋白）建立感染。研究发现的地理距离与蛋白组差异相关性（如Roselle与Nimpkish湖高度相似），为宿主-寄生虫协同进化提供分子证据。未来研究可通过跨宿主移植实验区分遗传与环境效应，这些发现为抗寄生虫靶点筛选和生态进化研究奠定基础。