大环内酯类药物体外暴露下犬弓蛔虫幼虫转录组应答机制研究：RNA-seq揭示耐受性相关基因调控网络

本研究针对犬弓蛔虫（Toxocara canis）幼虫对大环内酯类药物（MLs）耐受机制不明的难题，通过RNA-seq技术分析伊维菌素和莫西菌素处理下第三阶段幼虫的转录组变化。研究发现两种MLs分别调控608和1413个差异表达基因，涉及谷氨酸门控氯离子通道（GluCls）、P-糖蛋白（P-gps）等关键耐药相关基因的差异性调控，揭示了MLs通过影响转录调控、能量代谢和宿主-寄生虫互作等多通路介导耐受性的分子机制，为突破寄生虫药物耐受瓶颈提供了新靶点。

　　

犬弓蛔虫（Toxocara canis）是一种全球分布的人兽共患寄生虫，其幼虫感染人类可引起内脏幼虫移行症和眼部病变，对公共卫生构成严重威胁。尽管大环内酯类药物（Macrocyclic Lactones, MLs）如伊维菌素（ivermectin）和莫西菌素（moxidectin）能有效杀灭犬体内的成虫，但对体组织内潜伏的第三阶段幼虫（L3）却无能为力。这种耐受现象背后的分子机制长期以来未被阐明，制约了高效治疗策略的开发。

为破解这一难题，研究人员在《International Journal for Parasitology: Drugs and Drug Resistance》上发表了最新研究成果。他们采用体外培养的犬弓蛔虫L3幼虫（来源于自然感染犬的子宫卵孵化），分别用10 μM伊维菌素、莫西菌素处理12小时，通过RNA-seq技术绘制了全面的转录组应答图谱。研究整合了生物信息学分析、基因本体富集、系统发育命名验证和qPCR验证等多维度技术手段，重点关注了与MLs作用靶点相关的谷氨酸门控氯离子通道（GluCls）和ATP结合盒转运体B亚族（ABCB）基因家族的表达变化。

3.1. 测序数据分析

研究通过Illumina测序平台获得高质量转录组数据，平均每个样本获得约3270万条 reads，基因组比对率达81.3%。主成分分析显示药物处理组与对照组明显分离，表明MLs处理显著改变了幼虫的基因表达谱。

3.2. 差异表达转录本分析

与对照组相比，伊维菌素处理组鉴定出608个差异表达基因（DEGs），其中453个上调，155个下调；莫西菌素处理组则发现1413个DEGs（902个上调，511个下调）。两种药物共同调控240个上调基因和83个下调基因。热图聚类分析揭示了药物特异性及共享的转录调控模式。

3.3. 对伊维菌素的应答

伊维菌素显著上调了RNA聚合酶II转录中介体（Tca-let-19）、线粒体谷氨酸脱氢酶2（Tca-GLUD2）等基因，而下调了软骨蛋白聚糖4（Tca-cpg-4）等基因。GO富集分析显示上调基因富集于核小体定位、肌丝组装等通路，下调基因则与内质网蛋白滞留、磷酸核糖氨基咪唑羧化酶复合体等功能相关。

3.4. 对莫西菌素的应答

莫西菌素处理上调了胰蛋白酶抑制剂、磷脂酶A2（Tca-PLA2G15）等基因，下调了精氨酸酶（Tca-rocF）、角质蛋白-1（Tca-cut-1）等基因。GO分析表明上调基因高度富集于核糖体组装、NADH脱氢酶活性等通路，下调基因则与磷脂代谢、胞内囊泡运输相关。

3.5. 共享应答分析

两种药物共同上调的基因包括Tca-GLUD2、原钙粘蛋白16（Tca-F32A5.4）等，共同下调基因包括线粒体钠氢交换器（Tca-SLC9B2）等。这些共享基因主要涉及氧化还原酶活性、分子伴侣功能等生物学过程。

3.6. ML功能与转运相关基因表达

研究人员通过系统发育分析重新注释了犬弓蛔虫的7个GluCls和18个ABCB转运蛋白基因（包括13个P-gp）。表达分析发现，伊维菌素处理下调了Tca-glc-3、Tca-avr-14、Tca-haf-10和Tca-Pgp-13.2；莫西菌素处理下调了Tca-abcb7、Tca-Pgp-11.2和Tca-Pgp-2，但上调了Tca-haf-9、Tca-Pgp-11.3和Tca-Pgp-16.3。qPCR验证进一步证实了Tca-avr-14和Tca-Pgp-13.2在伊维菌素处理下的下调。

本研究首次全面揭示了MLs暴露下犬弓蛔虫幼虫的转录组重塑特征，证实了药物通过多通路协同作用诱导耐受性：一方面调控GluCls靶点表达改变药物敏感性，另一方面激活ABC转运蛋白介导的药物外排机制。尤其值得注意的是，伊维菌素和莫西菌素虽同属MLs类药物，却呈现差异化的转录调控模式，这可能与其化学结构、脂溶性和靶点亲和力差异有关。研究不仅为理解寄生虫耐药机制提供了分子基础，还为开发针对体组织幼虫的新型治疗方案指明了方向——联合靶向GluCls和P-gp可能成为突破现有治疗瓶颈的有效策略。未来研究需结合体内模型、多组学整合分析和功能验证，进一步揭示这些候选靶点的生理功能及其在宿主-寄生虫互作中的角色。