鞭虫如何在肠道中穿行How Whipworms Tunnel Through the Gut | The Scientist

环球医讯 / 创新药物来源:www.the-scientist.com英国 - 英语2025-08-22 23:54:37 - 阅读时长3分钟 - 1389字
本研究通过肠道类器官模型揭示鞭虫感染机制,发现宿主细胞通过溶酶体尝试抵抗寄生虫入侵但最终失败的过程。剑桥大学团队开发的跨孔板系统类器官模型为研发新型抗寄生虫药物提供了重要工具,该研究对治疗全球5亿感染者及探索寄生虫免疫调节机制具有重大意义。
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鞭虫如何在肠道中穿行

鞭虫如何在肠道中穿行

复杂的生命周期和遗传特性使寄生蠕虫难以研究,但类器官技术揭示了其生物学新机制,并为开发更有效的药物提供了路径。

撰写人:Stephanie DeMarco博士

(剑桥大学寄生虫免疫学专家Maria Duque-Correa教授团队研究显示,通过观察鞭虫侵入肠道细胞的过程,科学家可更深入理解其感染生物学特性。)

利用肠道类器官研究鞭虫与宿主的相互作用

Jose Angel Dianes Santos 摄

鞭虫感染的全球性影响

虽然常被视为被忽视的热带病,但鞭虫感染在全球范围内长期存在。剑桥大学免疫学家Maria Duque-Correa指出:"考古发现显示这些蠕虫曾感染维京人和古罗马人,甚至在冰人奥茨体内也检测到寄生虫。"

人类鞭虫(Trichuris trichiura)与人类共进化数千年,其引发的免疫反应在驱逐寄生虫的同时,竟可缓解过敏和炎症性肠病等炎症性疾病。Duque-Correa强调:"尽管有人尝试用寄生虫治疗这类疾病,但因对其作用机制认知不足,且该寄生虫已导致5亿人患病,大规模感染风险极高。"

当前尚无预防性疫苗,常用抗寄生虫药物治愈率不足。Duque-Correa团队通过开发肠道类器官模型,实时观察到鞭虫侵入肠上皮细胞的全过程。"新技术使我们能真正理解这些蠕虫在人体内的生存机制。"

类器官观测技术突破

研究团队采用鼠鞭虫(T. muris)作为实验模型。传统动物实验受限于150微米幼虫在肠道中的观测难度,基因编辑技术也难以应用。通过开发三维类器官模型,研究人员首次实现实时观测:

  1. 初代类器官挑战

初期构建的极化上皮类器官因注射针阻塞和缺氧问题,仅能完成固定样本观察。Duque-Correa回忆:"整整一年都在尝试显微注射这些寄生虫,氧气浓度不足导致存活率极低。"

  1. 跨孔板系统突破

新型双向培养系统成功重建肠道细胞多样性,首次观测到与小鼠体内一致的隧道形成。"这是我们突破性时刻!"Duque-Correa兴奋道。

  1. 实时成像协作

与洛桑联邦理工学院Matthias Lütolf团队合作,利用支架仿生类器官实现动态观测。"疫情期间培训Moritz Hofer掌握寄生虫操作技术,最终获得蠕虫在肠上皮移动的珍贵影像。"

感染机制新发现

研究揭示宿主细胞的惊人反应:

  • 溶酶体防御机制:上皮细胞试图通过溶酶体融合破坏寄生虫角质层
  • 细胞动态包裹:宿主细胞并未因寄生虫入侵破裂,反而形成包裹结构
  • 免疫博弈结局:尽管早期尝试抵抗,最终寄生虫仍成功建立感染

"这就像宿主与寄生虫的战争,类器官模型让我们首次见证这场微观战斗。"Duque-Correa总结道。

未来研究方向

团队正致力于开发包含间质细胞和免疫细胞的复合类器官模型,以研究寄生虫完整生命周期中的细胞互作。当前研究已揭示潜在治疗靶点:

  • 药物屏障效应:类器官隧道结构可能形成抗寄生虫药物屏障
  • 发育研究需求:需观察寄生虫四次蜕皮过程中的变化

当前药物阿苯达唑治愈率仅15-20%,研究将推动新型药物开发。"类器官技术正在为寄生虫学领域带来革命性认知。"Duque-Correa展望道。

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