住血吸虫症の世界的健康への影響
顕微鏡で見たら、シュistosomiasisのことと、それが世界中の何百万もの人にどんな影響を与えてるか。
― 1 分で読む
目次
シュチトソーマ症はシュチトソーマっていう寄生虫が原因の病気で、世界中で2億3千万人以上が影響を受けてるんだ。約7億7900万人が感染するリスクがあるし、この病気は深刻な健康問題を引き起こすことがあって、障害で失われる年数も何百万年にもなるんだ。
シュチトソーマのライフサイクル
シュチトソーマは数段階の複雑なライフサイクルを持ってる。最初はカタツムリの中で無性生殖と有性生殖を行って、次に人間に感染するんだ。人間が感染すると、幼虫がオスとメスのミミズになって交尾して、腸や骨盤の静脈に移動する。5週間から12週間後には、成虫のミミズが卵を産み始める。これに対して免疫システムが反応して、炎症や組織損傷を引き起こすことがある。
治療と課題
シュチトソーマ症の最も一般的な治療法はプラジカンテル(PZQ)で、成虫のミミズを殺すことができるけど、未熟なミミズには効果がないし、再感染を防ぐこともできないんだ。PZQの長期使用は耐性の発展が心配されてて、もっと良い治療法が必要だよね。
シュチトソーマ症に関連する健康問題
シュチトソーマの種類によって引き起こされる健康問題は色々ある。S. マンソニやS. ジャポニクムは肝臓や腸に影響を与える病気を引き起こすし、S. ヘマトビウムは痛みのある排尿や膀胱癌のリスクに関連してる。調査によると、S. ヘマトビウムは膀胱癌の発生に大きな要因かもしれなくて、健康機関によって発癌物質として分類されてるんだ。
研究の進展
最近の研究はS. ヘマトビウムによる感染を理解することに焦点を当てて、血液サンプルや尿分析を使って体がその感染にどう反応するかを探ってるんだ。ただ、これらの感染を人間で研究するのは、サンプル収集のタイミングが重要で難しいこともある。動物モデル、特にげっ歯類に関する研究は役に立ってるけど、人間の感染で見られる特定の膀胱の問題を正確に再現できるわけじゃないんだ。
S. ヘマトビウム感染の研究
いくつかの実験で、研究者たちはS. ヘマトビウムの卵をマウスの膀胱に直接注入して、感染やその影響をより良く研究してる。この方法によって、病気に関連する遺伝子発現の変化を観察できるんだ。
遺伝子発現の変化
卵がマウスに注入されたとき、研究者たちは膀胱組織の遺伝子発現に大きな変化があることを発見した。炎症や免疫反応に関連する特定の遺伝子が活性化されて、体が感染に対して積極的に反応してることを示してる。
免疫システムの反応
免疫システムの反応には、炎症や免疫細胞の働きを調整するさまざまな要素が関与してる。一部の免疫細胞が増加したり、他の細胞が抑制されたりして、膀胱内に複雑な免疫環境が形成されてる。この相互作用は寄生虫が生き残るのを助けつつ、組織損傷も引き起こすかもしれない。
遺伝子の役割
免疫反応、炎症、細胞シグナルに関連するいくつかの遺伝子が寄生虫の卵の存在によってプラスの影響を受けてた。これらの発見は、体が感染を制御しようとしながら、結果的に炎症にも適応してる動的なプロセスを示してるんだ。
寄生虫の遺伝的反応
宿主の反応を研究するだけでなく、研究者たちは膀胱内でのS. ヘマトビウムの卵の反応も調べたんだ。興味深いことに、卵が注入された後、寄生虫からの遺伝子シグナルはコントロールサンプルに比べて少なかったんだ。
メスのマウスに焦点を当てる
この研究は主にメスのマウスを対象にしてて、彼女たちの反応は病気に対する女性の体の反応を知る手助けになるかもしれない。ホルモンや生物学的要因から、男性とは違う反応を示す可能性があるしね。
実験のセットアップ
この研究では卵注入のための精密な手順が必要だった。マウスは麻酔をかけられて、寄生虫の卵かコントロール物質のいずれかを慎重に注入されたんだ。これによって直接比較できるようにしてた。
研究結果
実験の結果、S. ヘマトビウムの卵が存在すると、膀胱の炎症や修復プロセスに関連する特定の遺伝子の発現が増加することが明らかになった。この反応は免疫反応を管理し、損傷を防ごうとする試みの可能性が高い。
研究の課題
この研究はいくつかの課題に直面してて、特に注射後に収集したサンプルの質に関して問題があった。いくつかのサンプルは十分なRNAを得ることができなくて、分析に制限を与える可能性があったんだ。
シュチトソーマ症を理解する重要性
シュチトソーマとその宿主の相互作用を理解することは、より良い治療法や診断方法を開発する上で重要なんだ。寄生虫と人間の免疫反応の関係は複雑で、これに関する洞察がシュチトソーマ症への効果的な対策に役立つんだよ。
未来の研究方向
今後の研究は、膀胱内の異なる細胞タイプの反応を解剖して、シュチトソーマ症が人間の健康にどう影響するかをより明確に理解することを目指してる。膀胱と肝臓のような異なる環境での遺伝子発現の違いを調査することで、寄生虫がどのように宿主に適応して生存するかについてのさらなる洞察が得られるかもしれない。
結論
シュチトソーマ症は、特にこの病気が流行している地域では重要な公衆衛生上の課題のままだ。シュチトソーマと宿主の相互作用の複雑さは、治療戦略や健康状態を改善するためのさらなる研究の必要性を強調している。これらの寄生虫の生物学や宿主の免疫反応を理解することは、この不快な病気との闘いにおいて重要だよ。
タイトル: RNA-seq gene expression profiling of the bladder in a mouse model of urogenital schistosomiasis
概要: Background: Parasitic flatworms of the Schistosoma genus cause schistosomiasis, which affects over 230 million people. Schistosoma haematobium causes the urogenital form of schistosomiasis (UGS), which can lead to hematuria, fibrosis, and increased risk of secondary infections by bacteria or viruses. UGS is also linked to bladder cancer. To understand the bladder pathology during S. haematobium infection, our group previously developed a mouse model that involves the injection of S. haematobium eggs into the bladder wall. Using this model, we studied changes in epigenetics profile, as well as changes in gene and protein expression in the host bladder tissues. In the current study, we expand upon this work by examining the expression level of both host and parasite genes using RNA sequencing (RNA-seq) in the mouse bladder wall injection model of S. haematobium infection. Methods: We used a mouse model of S. haematobium infection in which parasite eggs or vehicle control were injected into the bladder walls of female BALB/c mice. RNA-seq was performed on the RNA isolated from the bladders four days after bladder wall injection. Results/Conclusions: RNA-seq analysis of egg- and vehicle control-injected bladders revealed the differential expression of 1025 mouse genes in the egg-injected bladders, including genes associated with cellular infiltration, immune cell chemotaxis, cytokine signaling, and inflammation We also observed the upregulation of immune checkpoint-related genes, which suggests that while the infection causes an inflammatory response, it also dampens the response to avoid excessive inflammation-related damage to the host. Identifying these changes in host signaling and immune responses improves our understanding of the infection and how it may contribute to the development of bladder cancer. Analysis of the differential gene expression of the parasite eggs between bladder-injected versus uninjected eggs revealed 119 S. haematobium genes associated with transcription, intracellular signaling, and metabolism. The analysis of the parasite genes also revealed fewer transcript reads compared to that found in the analysis of mouse genes, highlighting the challenges of studying parasite egg biology in the mouse model of S. haematobium infection. Author summaryMore than 230 million people worldwide are estimated to carry infection with parasites belonging to the Schistosoma genus, which cause morbidity associated with parasite egg deposition. Praziquantel, the drug of choice to treat the infection, does not prevent reinfection, and its decades-long history as the main treatment raises concerns for drug resistance. Of the schistosome species, Schistosoma haematobium causes urogenital disease and has a strong association with bladder cancer. The possibility for drug resistance and the gap in knowledge with respect to the mechanisms driving S. haematobium-related bladder cancer highlight the need to better understand the biology of the infection to aid in the development of new therapeutic strategies. In this study, we used a mouse model of S. haematobium infection that delivers parasite eggs directly to the host mouse bladder wall, and we examined the changes in the gene expression profile of the host and the parasite by RNA-sequencing. The results corroborated previous findings with respect to the hosts inflammatory responses against the parasite eggs, as well as revealed alterations in other immune response genes that deepen our understanding of the mechanisms involved in urogenital schistosomiasis pathogenesis.
著者: Michael H. Hsieh, K. Ishida, D. N. M. Osakunor, M. Rossi, O. K. Lamanna, E. C. Mbanefo, J. J. Cody, L. Le
最終更新: 2024-06-29 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.29.601185
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.29.601185.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。