SKSR1基因的发现：揭示隐孢子虫毒力差异的关键遗传决定因子

本研究通过遗传杂交和批量分离分析(BSA)技术，鉴定出隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)毒力差异的关键遗传决定因子SKSR1。研究人员发现，SKSR1基因的缺失或移码突变会显著降低高毒力菌株的致病性，该蛋白在小颗粒(SG)中表达并分泌至寄生虫-宿主界面。这一发现为理解隐孢子虫病的发病机制提供了新视角，并为开发针对性治疗策略奠定了基础。

　　

隐孢子虫病是全球范围内导致严重腹泻的主要病因之一，尤其在儿童和免疫缺陷人群中危害严重。尽管已知不同隐孢子虫分离株在感染性和毒力上存在显著差异，但导致这些差异的遗传因素尚不明确。这一问题严重制约了针对隐孢子虫病的有效防控策略的开发。

为了揭示隐孢子虫毒力差异的遗传基础，来自中国的研究团队开展了一项创新性研究。研究人员选择了两株毒力差异显著的隐孢子虫分离株——高毒力的HLJ(IIdA20G1)和低毒力的GD(IIdA19G1)，通过遗传杂交和先进的基因组分析技术，成功鉴定出关键毒力因子SKSR1。这项重要研究成果发表在《Nature Communications》上，为理解隐孢子虫病的发病机制提供了新的分子基础。

研究采用了多项关键技术方法：首先利用CRISPR/Cas9系统对两株隐孢子虫进行荧光标记；通过遗传杂交在小鼠模型中产生重组后代；采用批量分离分析(BSA)对全基因组测序数据进行分析；运用基因敲除和回补技术验证候选基因功能；结合免疫荧光、免疫电镜和超微结构扩展显微镜等技术进行蛋白定位研究。

研究结果

Coinfection of C. parvum isolates of different virulence produces recombinant progeny
研究人员成功构建了荧光标记的HLJ-tdTomato(红色)和GD-mNeonGreen(绿色)转基因株系。通过小鼠共感染实验，获得了表达双色荧光(黄色)的重组后代卵囊，流式分选纯化后经全基因组测序证实存在频繁的序列交叉。

Progeny BSA identifies quantitative trait loci associated with parasite growth
通过BSA分析感染过程中收集的基因组数据，在染色体1、7和8的亚端粒区域鉴定出三个与寄生虫生长相关的定量性状位点(QTL)，包含23个候选基因。其中cgd1_140(SKSR1)、CPCDC_7g4512和cgd8_550三个基因存在导致功能丧失的突变。

SKSR1 is a small granule protein encoded by a variant subtelomeric gene
研究发现SKSR1是一种由多态性亚端粒基因编码的分泌蛋白，属于隐孢子虫特有的SKSR蛋白家族。免疫定位证实SKSR1在小颗粒(SG)中表达，并在入侵过程中分泌至寄生虫-宿主界面。

SKSR1 translocates to the parasite-host interface during invasion
通过免疫荧光和超微结构观察发现，SKSR1在孢子虫形成杯状结构时被分泌到顶端区域，随后定位于寄生虫-宿主界面，这种分泌模式与已知的SG蛋白相似。

SKSR1 is a virulence factor in C. parvum
基因功能验证实验表明，敲除SKSR1或引入GD株的移码突变(+A)都会显著降低寄生虫在体外和小鼠模型中的生长能力。感染△sksr1突变株的小鼠未出现临床症状和体重下降，全部存活至实验结束，而野生型感染组则出现100%死亡率。

研究结论与意义
本研究首次通过遗传杂交和BSA分析成功鉴定了隐孢子虫的关键毒力因子SKSR1。该蛋白属于隐孢子虫特有的分泌蛋白家族，由多态性亚端粒基因编码，在小颗粒中表达并通过分泌至寄生虫-宿主界面发挥毒力作用。SKSR1的发现不仅填补了隐孢子虫毒力遗传基础研究的空白，也为理解亚端粒区基因簇在寄生虫致病机制中的作用提供了新视角。

从转化医学角度看，SKSR1作为毒力决定因子，可能成为隐孢子虫病治疗的潜在靶点。特别是考虑到SKSR蛋白家族在隐孢子虫中的特异性分布，针对该家族的干预策略可能具有较高的病原体特异性。此外，本研究建立的遗传杂交和BSA分析平台也为其他难以培养的寄生虫研究提供了可借鉴的技术路线。

这项研究由Wei He、Lianbei Sun、Tianyi Hou等研究人员完成，通讯作者为Yaoyu Feng和Lihua Xiao。国际合作者L. David Sibley的参与也为研究带来了重要的技术支持和学术视角。研究成果不仅推动了隐孢子虫基础研究的进展，也为相关疫苗和药物开发奠定了重要理论基础。