用於研究腸道寄生蟲的新模型可以促進疫苗開發

腸道寄生蟲隱孢子蟲(Cryptosporidium)引起腹瀉病，非常善於感染人類。它是美國休閑水域導致水傳播疾病的主要原因。在全球範圍內，這是一種嚴重的疾病，可以阻止嬰兒和幼兒的生長，甚至殺死嬰兒和幼兒。免疫系統受損的人，例如愛滋病毒/愛滋病患者，也非常容易感染。沒有疫苗，也沒有有效的治療方法。

令人驚訝的是，感染人類的寄生蟲菌株在感染小鼠方面做得並不好。為了研究這種疾病，研究人員不得不依賴免疫系統缺陷的小鼠，這種模型很難理解如何引發可以保護兒童的免疫反應。

但這將改變。使用天然存在的小鼠隱孢子蟲物種，由賓夕法尼亞大學獸醫學院的研究人員領導的研究小組開發了一種影響免疫正常小鼠的感染模型。他們表明小鼠在感染後會對寄生蟲產生免疫力，並且減毒活疫苗可以為動物提供免疫保護。他們的研究結果發表在Cell Host&Microbe雜誌上。

「我們現在擁有一個可以反映人類疾病的神奇滑鼠模型，」賓夕法尼亞大學的生物學家，該研究的資深作者Boris Striepen說。「這是一個強大的實驗室模型，我們可以隨意引入變化，並測試免疫反應的不同組成部分對感染的重要性，這正是我們開發有效疫苗所需要的。」

研究人員發現，接受過使用弱化寄生蟲的實驗性疫苗的小鼠與已經風化了初始感染的小鼠一樣受到感染。「我們能夠證明小鼠受到保護 - 不是通過無菌免疫 - 而是通過非常強大的疾病保護，這正是兒童所觀察到的，」該報告的第一作者，博士後研究員Adam Sateriale說。在Striepen的實驗室裡。

過去幾年，Striepen一直專註於推進隱孢子蟲科學研究。2015年取得了一項重大進展，當時他的實驗室成功地使用CRISPR-Cas9技術對生物體進行遺傳修飾。

在新的研究中，Striepen，Sateriale及其同事旨在開發一種更容易研究小鼠寄生蟲的方法，這種寄生蟲對大多數人類感染的兩種物種具有抗性。他們採取了不同的策略，在農場的小鼠糞便中搜索了隱孢子蟲DNA，並在30%的樣本中發現了一種物種C.tyzzeri。

「我們做的第一件事就是對基因組進行序列和注釋，」Sateriale說，發現它是影響人類的物種的極其近親。「一旦我們了解了基因組，我們不僅可以看到它與這些物種相比有何變化，而且我們也可以開始使用我們的遺傳工具來操縱它。」

在研究人員使用CRISPR進行的操作中，引入的基因使用從螢火蟲借來的基因使寄生蟲發光，使它們能夠精確但非侵入地追蹤感染。

與使用免疫受損小鼠的更人工感染模型不同，賓夕法尼亞大學領導的研究小組表明，C.tyzzeri可感染健康小鼠，導致感染複製人類疾病的許多特徵。

「一些主要的免疫成分已被證明對人類很重要，對於這種小鼠模型也是如此，」Striepen指出。