日本血吸虫GPCR家族基因的全基因组鉴定及功能研究揭示其在卵黄腺发育和产卵中的关键作用

本研究针对血吸虫病治疗药物单一化问题，通过全基因组生物信息学分析鉴定出日本血吸虫126个GPCR基因，重点揭示了Sj-Smo和Sj-imGPCR在雌虫卵黄腺发育中的空间表达特征。研究人员采用RNA干扰技术证实抑制这两个GPCR可显著降低卵黄腺细胞增殖（分别减少73%和54%）和产卵量，为开发靶向生殖调控的新型抗血吸虫药物提供了潜在靶点。

　　

血吸虫病作为全球范围内严重危害公共卫生的人畜共患寄生虫病，目前主要依赖吡喹酮单一药物治疗，面临严峻的耐药性挑战。日本血吸虫雌虫每日可产卵数百枚，这些虫卵沉积在宿主肝脏和肠道引发病理反应，既是疾病传播的核心环节，也是致病的关键因素。因此，深入解析虫卵生成的分子机制，寻找可阻断生殖过程的药物靶点，成为血吸虫病防控的新策略。

江苏科技大学生物技术学院与同济大学医学院感染性疾病和疫苗开发研究所的研究团队将目光投向G蛋白偶联受体(GPCR)家族——这个在人类基因组中占比最大、约占30%药物靶标的信号传导调控网络。虽然GPCR在昆虫生理调控和杀虫剂开发中已有重要应用，但其在血吸虫中的功能研究仍属空白。研究人员通过对日本血吸虫不同发育阶段的转录组进行系统分析，首次完成该物种GPCR家族的全基因组鉴定，相关成果发表在《Parasites 》期刊。

研究采用多组学联合作战策略：通过GPCR-ethod数据库对126个鉴定基因进行分类预测；利用Mfuzz聚类分析时序表达谱；结合激光显微切割技术分离雌虫卵黄腺组织进行qPCR验证；创新性地采用双荧光原位杂交(FISH)实现Sj-Smo与Sj-imGPCR的共定位观察；最后通过RNA干扰和EdU细胞增殖检测明确功能表型。所有动物实验均通过同济大学实验动物伦理委员会审查。

全基因组鉴定揭示GPCR进化特征
生物信息学分析显示，日本血吸虫GPCR家族中77个属于视紫红质样受体（Class A），与曼氏血吸虫存在89个同源基因。值得注意的是，EWB00_004796和EWB00_006706两个基因在人类和小鼠中保守性超过80%，而多巴胺D2样受体(D2R)与曼氏血吸虫同源度高达96.3%。时序表达聚类发现59个基因在18天（雌雄虫配对期）开始显著上调，提示其生殖调控潜能。

卵黄腺特异性GPCR的发现
通过解剖雌虫前体、卵巢和卵黄腺三部分组织，qPCR检测发现Sj-Smo(EWB00_004787)和Sj-imGPCR(EWB00_003955)在卵黄腺显著富集。WISH实验直观显示这两个GPCR在卵黄腺的强阳性信号，双FISH进一步证实它们与DNA损伤响应蛋白Sj-DDR48(EWB00_005782)存在共定位，这种空间表达模式暗示其在卵黄细胞发育中的协同作用。

功能缺失验证生殖调控机制
RNAi抑制实验产生显著表型：Sj-Smo敲降使卵黄腺EdU阳性细胞减少73%，Sj-imGPCR抑制组降低54%。FastBlue BB染色显示处理组卵黄滴明显减少，培养12天后产卵量显著下降。特别值得注意的是，子宫内虫卵几乎全部丧失EdU标记，证明这两个GPCR通过调控细胞增殖影响卵母细胞成熟。

信号通路机制探索
蛋白互作网络分析发现Sj-Smo可能通过Hedgehog(Hh)通路发挥作用，其与ptc（Patched受体）和gli（转录因子）等核心组分存在潜在互作。qPCR验证显示RNAi后gli和ptc表达紊乱，提示Sj-Smo可能通过解除PTCH对Smo的抑制来激活下游信号。

这项研究首次系统绘制了日本血吸虫GPCR家族图谱，锁定Sj-Smo和Sj-imGPCR作为卵黄腺发育的关键调控因子。不同于传统杀虫靶点，这种靶向生殖的策略既能阻断疾病传播链，又可减轻虫卵沉积导致的病理损伤。特别是Sj-Smo在Hh通路中的特殊地位，为开发兼具杀成虫和抗生殖效应的双功能药物提供了新思路。研究人员建议下一步可筛选能穿透血吸虫体被的小分子GPCR拮抗剂，并结合类维生素A等Hh通路抑制剂进行联合用药探索。