腹瀉病原體隱孢子蟲的基因改造

近期的研究表明，隱孢子蟲（Cryptosporidium）是在范圍內(nèi)引起嬰幼兒嚴(yán)重腹瀉的第二大病原體。腹瀉據(jù)估計(jì)是占到嬰幼兒總死亡案例的10.5%。引起嚴(yán)重的腹瀉的首要病原體是輪狀病毒，其次是隱孢子蟲。這種隱孢子蟲還是艾滋病患者，以及器官移植患者體內(nèi)的機(jī)會(huì)病原體。這種致病毒對(duì)于營(yíng)養(yǎng)不良的兒童和免疫缺陷患者是巨大的威脅，然而至今還沒有針對(duì)隱孢子蟲的疫苗，*的一種藥物效果也很差。針對(duì)隱孢子蟲的連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)、動(dòng)物模型以及分子遺傳學(xué)工具都很缺乏。

美國(guó)佐治亞大學(xué)的一個(gè)課題組近期在《Nature》發(fā)表了一篇文章介紹了一種實(shí)驗(yàn)體系，可以通過基因改造這種重要病原體，使得今后針對(duì)隱孢子蟲的研究更容易進(jìn)行。他們建立并優(yōu)化了小球隱孢子蟲（Cryptosporidium parvum）轉(zhuǎn)染組織培養(yǎng)的細(xì)胞方法。為了獲得穩(wěn)定的轉(zhuǎn)基因隱孢子蟲，他們建立了小鼠模型能夠被這種隱孢子蟲穩(wěn)定感染。

這種隱孢子蟲的基因組可以被Cas9系統(tǒng)編輯，他們引入一些報(bào)告基因（熒光素基因），使得其對(duì)于氨基糖苷類抗生素有耐藥性。通過手術(shù)注射的方法，研究人員試圖將這種基因改造過的隱孢子蟲注入小鼠的小腸。這種小鼠是一種基因敲除的小鼠，對(duì)隱孢子蟲敏感。感染基因改造的隱孢子蟲三十天后，這些小鼠腸道和糞便中能檢測(cè)到隱孢子蟲的卵囊。基因編輯后的隱孢子蟲也能夠感染組織培養(yǎng)的細(xì)胞。

增加了熒光素標(biāo)記基因的隱孢子蟲系統(tǒng)，能夠讓科學(xué)家定量研究很多分子遺傳學(xué)特性，這些對(duì)于以后的藥物研究以及疫苗開發(fā)都提供了分子基礎(chǔ)。由于這種寄生蟲對(duì)于藥物不敏感，耐藥性很強(qiáng)。利用這種基因改造后的隱孢子蟲系統(tǒng)用于體內(nèi)或體外的藥物篩選。通過基因改造使得隱孢子蟲弱化，或許能夠成為一種有希望的疫苗。他們還測(cè)試基因敲除之后的隱孢子蟲對(duì)藥物的敏感性。他們希望通過轉(zhuǎn)基因改造這種寄生蟲為未來的研究提供基礎(chǔ)，并為針對(duì)隱孢子蟲的藥物研發(fā)打開了大門。