克萊姆森大學的一個研究小組希望保護人類和其他哺乳動物免受非洲昏睡病的衰弱甚至致命影響?？茖W學院遺傳學和生物化學系的克萊姆森教授詹姆斯·莫里斯說，研究這種疾病的原因是至關(guān)重要的，因為盡管已經(jīng)研究了采采蠅傳播非洲昏睡病100多年，潛在的寄生蟲的成功在很大程度上仍然是一個謎。“有關(guān)寄生蟲如何在蒼蠅中生長和發(fā)育，然后傳播給人類和其他哺乳動物的問題有很多問題，”克里姆森真核病原體創(chuàng)新中心的莫里斯說。

最近在美國微生物學會的mSphere網(wǎng)站上發(fā)表了一篇題為“葡萄糖信號對于在多形性非洲錐蟲分化期間營養(yǎng)適應的重要”的論文。它側(cè)重于“告訴”寄生蟲 - 非洲錐蟲(布氏錐蟲) - 的生物線索，以改變從宿主到宿主的生命周期階段。

“發(fā)生的關(guān)鍵事情之一是，當寄生蟲漂浮在(哺乳動物)血液中時，它會感知它的鄰居并說'哦，我們中有很多人'，并且變成了一種不同的形式，準備去如果蒼蠅碰巧咬那個人的話就成了一只蒼蠅，“莫里斯說。“那種在飛行中為生命做好準備的形式并沒有增長 - 它不是一種成長形式 - 它真的坐在那里，等待被蒼蠅占領。然而，一旦它進入蒼蠅，它就會開始再次增長。它變成了一種可以生活在蒼蠅中的形態(tài)，那就是昆蟲階段的形式，或者是無規(guī)形式。“

該團隊努力解開寄生蟲知道何時生長和何時不生長的機制。

莫里斯說：“什么是神秘的，仍然是一個謎，寄生蟲真的知道它在哪里。” “事實證明，如果你采取生活在飛行中并將其注入哺乳動物的形式，它會立即被哺乳動物的免疫系統(tǒng)殺死。因此，寄生蟲真的必須在識別其環(huán)境方面做得非常好。”

正如該研究的名稱所示，該團隊專注于糖或葡萄糖，作為寄生蟲改變方式的可能線索。

“我們一直懷疑糖是原因，但很難證明，”莫里斯說，所以研究小組研究了寄生蟲以某種方式監(jiān)測環(huán)境中葡萄糖的可能性。

“我們覺得，如果寄生蟲正在監(jiān)測糖，知道什么時候它已經(jīng)變成了蒼蠅，那會不會很有趣，因為當有大量的糖時，寄生蟲會認為'我是哺乳動物'，而且當沒有糖，寄生蟲認為'哦，我在蒼蠅'，“莫里斯說。“我們發(fā)現(xiàn)，如果你攝取寄生蟲并幾乎完全去除葡萄糖，它們?nèi)匀换钪?，這是：A，非常令人驚訝，因為它們非常依賴糖;但是B，它們也很快變成了可以生活在蒼蠅中。“

這一發(fā)現(xiàn)開啟了治療的可能性，可以化解人類可能致命的非洲昏睡病的爆發(fā)。

“這是了解這條路徑的第一步，并試圖將寄生蟲與藥物混淆，”莫里斯說，“所以，當他們在你的血液中時，也許你可以給他們一種藥物讓他們想'哦，沒有葡萄糖周圍，我應該成為昆蟲階段，“他們將被殺死。”

最近成為布法羅大學博士后研究員之前，莫里斯實驗室的博士生Yijian Qiu是該論文的第一作者。邱的研究重點是生物 - 環(huán)境的相互作用和不同生物之間的相互作用。

“這就是為什么我找到我的博士項目，關(guān)于T. brucei如何與其環(huán)境進行如此迷人的溝通，”邱說。“我認為結(jié)果中最激動人心的部分是我們發(fā)現(xiàn)葡萄糖是大多數(shù)生物體最常見的能量來源，它實際上可以成為細胞發(fā)育的信號，或者是致死寄生蟲不同階段的增殖抑制劑。在解決寄生蟲領域長期爭論的過程中發(fā)現(xiàn)了這一點：環(huán)境葡萄糖是否在T. brucei從哺乳動物寄主到昆蟲載體的過程中發(fā)揮作用。

雖然最近沒有人類在人類中爆發(fā)非洲昏睡病，但莫里斯表示，科學家繼續(xù)釋放這種疾病的秘密非常重要。

“目前，我說每年這個星球上的疾病確實不到1萬例，但在我們的一生中肯定存在流行病的水平，所以它來來去去，”他說。

在人類和動物中，非洲昏睡病需要發(fā)燒，頭痛，關(guān)節(jié)疼痛和瘙癢。寄生蟲最終會進入大腦，導致行為改變，混亂和協(xié)調(diào)不良。它也可以擾亂睡眠周期，因此它的名字。沒有治療，昏睡病通常是致命的。

但是，雖然目前人類的疾病數(shù)量尚未達到流行水平，但其他哺乳動物的情況卻并非如此。

莫里斯說：“問題實際上是在動物中它是不受控制的，它對撒哈拉以南非洲的農(nóng)業(yè)和追求產(chǎn)生了真正的災難性影響。”

莫里斯已經(jīng)研究了26年來有關(guān)非洲昏睡病的謎團，他說許多問題仍未得到解決。

“我們希望利用這種新的理解，”莫里斯說。“接下來的問題是，寄生蟲如何測量葡萄糖，它是如何知道葡萄糖消失的?有幾種可能性 - 可能超過一對 - 但我們認為發(fā)生的一件事是寄生蟲有受體在它表面的某個地方，可以評估那里有什么樣的糖，有點樣品并且說好，那里有糖或沒有糖。而且現(xiàn)在所有這些都缺失了。

“我認為我們有基因工具來理解所有這些是如何聯(lián)系起來的，”他補充道，“所以我認為這是下一個重要的步驟。”

除了Morris和Qiu之外，作者還有Jillian Milanes，Jessica Jones，Rooksana Noorai和Vijay Shankar，他們在研究和撰寫論文期間都與Clemson有關(guān)。Morris認為Noorai和Shankar在Clemson的基因組學和計算生物學實驗室的工作，沒有它，“我們不會有深入的洞察力。”