瘧疾是由瘧原蟲(chóng)感染人體導(dǎo)致的。瘧原蟲(chóng)在人類血液中無(wú)性繁殖，從而導(dǎo)致慢性感染和所有與這種破壞性疾病相關(guān)的并發(fā)癥。在每一輪繁殖過(guò)程中，一小部分瘧原蟲(chóng)發(fā)育成非分裂的配子體（gametocyte），用于有性繁殖。配子體對(duì)蚊子具有傳染性，因而促進(jìn)瘧疾傳播給其他人。理解瘧原蟲(chóng)如何控制它的配子體生產(chǎn)對(duì)促進(jìn)開(kāi)發(fā)能夠阻止瘧疾傳播的治療性干預(yù)措施是至關(guān)重要的。

瘧原蟲(chóng)如何激活轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)

瘧原蟲(chóng)是繼續(xù)進(jìn)行無(wú)性繁殖還是產(chǎn)生配子體是由一種分子開(kāi)關(guān)控制著的。近期發(fā)表在Cell期刊上的一篇論文證實(shí)這種開(kāi)關(guān)對(duì)存在于人血液中的一種脂質(zhì)分子---溶血卵磷脂（lysophosphatidylcholine, LPC）---作出反應(yīng)（Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.10.020）。在較高的LPC濃度下，瘧原蟲(chóng)繼續(xù)進(jìn)行無(wú)性繁殖，攝入LPC產(chǎn)生新的膜。當(dāng)LPC濃度下降時(shí)，正如在瘧原蟲(chóng)急性感染期間發(fā)生的那樣，瘧原蟲(chóng)轉(zhuǎn)化為配子體，從而將它們傳播給下一個(gè)人類宿主。

如今，在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自瑞士熱帶疾病與公共衛(wèi)生研究所的研究人員鑒定出一種被稱作GDV1的瘧原蟲(chóng)蛋白在激活這種配子體轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。論文通信作者、瑞士熱帶疾病與公共衛(wèi)生研究所瘧疾基因調(diào)節(jié)部門主任Till Voss說(shuō)，“GDV1基本上激活一個(gè)對(duì)瘧原蟲(chóng)的基因表達(dá)進(jìn)行編程的過(guò)程，從而使得配子體產(chǎn)生得以發(fā)生。”相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年3月16日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“GDV1 induces sexual commitment of malaria parasites by antagonizing HP1-dependent gene silencing”。

這項(xiàng)研究進(jìn)一步證實(shí)GDV1僅在注定產(chǎn)生配子體的瘧原蟲(chóng)中產(chǎn)生。在繁殖的瘧原蟲(chóng)中，一種抑制分子阻止GDV1表達(dá)。論文第一作者、瑞士熱帶疾病與公共衛(wèi)生研究所研究員Michael Filarsky說(shuō)，“我們吃驚地發(fā)現(xiàn)利用CRISPR-Cas9技術(shù)靶向破壞這種抑制性分子后，所有瘧原蟲(chóng)都表達(dá)GDV1蛋白。”

這項(xiàng)研究的另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是GDV1的產(chǎn)生同樣地受到LPC的抑制。Voss總結(jié)道，“我們發(fā)現(xiàn)一種將環(huán)境刺激傳送到瘧原蟲(chóng)體內(nèi)來(lái)激活配子體產(chǎn)生的分子通路。”

“用于開(kāi)展未來(lái)研究的基礎(chǔ)知識(shí)和新工具”

為了達(dá)到消除和根除瘧疾的宣傳目標(biāo)，開(kāi)發(fā)靶向瘧原蟲(chóng)配子體的藥物和疫苗是迫切需要的。Voss說(shuō)，“盡管我們的研究不能為開(kāi)發(fā)新型療法提供立竿見(jiàn)影的解決方案，但是它揭示出導(dǎo)致配子體產(chǎn)生的機(jī)制。如果我們能夠阻斷這種機(jī)制或者同時(shí)清除配子體，那么我們可能會(huì)向阻斷瘧疾傳播邁出重要的一步。”

這種新知識(shí)還讓瑞士熱帶疾病與公共衛(wèi)生研究所的研究人員在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生大量的配子體。Filarsky說(shuō)，“對(duì)配子體的研究受到它們通常在實(shí)驗(yàn)室中僅少量產(chǎn)生的事實(shí)的阻礙。我們?nèi)缃衲軌蛟O(shè)計(jì)出經(jīng)過(guò)基因修飾的產(chǎn)生大量配子體的瘧原蟲(chóng)。我們預(yù)計(jì)這些瘧原蟲(chóng)不僅可用于未來(lái)的基礎(chǔ)研究，而且也可用于這個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究。”