弓形蟲可感染幾乎所有的溫血脊椎動(dòng)物，引起呈全球性分布的人獸共患弓形蟲病，而貓科動(dòng)物是弓形蟲唯一的終末宿主，弓形蟲需在其體內(nèi)完成有性生殖階段，然后向環(huán)境中排放出大量的卵囊，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；人或動(dòng)物食用了被弓形蟲卵囊污染的食物、飲水以及肉品中的弓形蟲包囊就可能感染弓形蟲。全世界約三分之一的人感染弓形蟲，而我國約有7.9 %的人感染弓形蟲。近年來，隨著我國居民生活水平的提高，寵物貓的飼養(yǎng)量急劇上升，造成我國居民弓形蟲感染率呈上升趨勢(shì)。因此，了解弓形蟲感染對(duì)貓科動(dòng)物基因表達(dá)的影響，對(duì)于研發(fā)有效的防控干預(yù)手段、阻斷弓形蟲從貓科動(dòng)物向中間宿主和人類的傳播至關(guān)重要。然而，弓形蟲感染對(duì)終末宿主貓科動(dòng)物基因表達(dá)的影響成為亟待解決的科學(xué)問題。

近期，《Frontiers in Immunology》發(fā)表了“AcuteToxoplasma Gondiiinfection in cats induced tissue-specific transcriptional response dominated by immune signatures”的研究論文。該研究首次利用RNA-Seq技術(shù)，系統(tǒng)地分析了急性感染弓形蟲Ⅱ型Pru包囊株7天后家貓腦、心臟、脾臟、肝臟、肺臟和小腸六個(gè)器官的轉(zhuǎn)錄組變化，并對(duì)鑒定到的差異表達(dá)基因利用Q-PCR進(jìn)行了進(jìn)一步的驗(yàn)證。該研究共鑒定到737個(gè)差異表達(dá)的基因，其中410個(gè)為上調(diào)基因，327個(gè)為下調(diào)基因。在肝臟、肺臟、小腸、心臟、腦和脾臟中分別鑒定到151個(gè)、149個(gè)、130個(gè)、123個(gè)、104個(gè)和80個(gè)差異表達(dá)基因。為了對(duì)差異表達(dá)的基因進(jìn)行功能分析，該研究對(duì)各個(gè)組織鑒定到的差異表達(dá)基因分別進(jìn)行了GO和KEGG分析。差異表達(dá)的基因主要富集于與免疫相關(guān)的通路中，例如cytokine-cytokine receptor interaction、Jak-STAT signaling pathway、NOD-like receptor signaling pathway、NF-kappa B signaling pathway、MAPK signaling pathway、T cell receptor signaling pathway和the cytosolic DNA sensing pathway。其中，CXCL10參與了幾乎所有與免疫相關(guān)的信號(hào)通路，而PI3K/Akt基因在除脾臟外的所有器官中均下調(diào)表達(dá)。對(duì)差異基因進(jìn)行共表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，phosphatase在腦、肝臟、心臟、脾臟和小腸5個(gè)器官中共同表達(dá)。已有研究表明inner-membrane complex(IMC)protein phosphatase廣泛參與到基因表達(dá)和細(xì)胞分裂的過程中。indoleamine 2,3-dioxygenase(IDO)在肺臟、肝臟、心臟、脾臟和小腸5個(gè)器官中共同表達(dá)。IDO則是色氨酸降解途徑中限制降解速率的分解酶，它啟動(dòng)色氨酸降解產(chǎn)物的生產(chǎn)，具有重要的免疫調(diào)節(jié)功能。該研究還利用多元K-means聚類分析對(duì)基因的組織特異性改變情況進(jìn)行了分析，共得到了7個(gè)基因簇，并對(duì)組織特異性基因簇百分比的變化以及基因簇的特性，包括功能注釋和基因表達(dá)量的變化進(jìn)行了研究。不同組織對(duì)弓形蟲感染反應(yīng)的差異表明，為了在增強(qiáng)宿主對(duì)感染的反應(yīng)和促進(jìn)弓形蟲生存之間保持平衡，宿主存在著一些組織特有的防御機(jī)制。

該研究首次探究了弓形蟲急性感染終末宿主(家貓)后主要器官轉(zhuǎn)錄水平的變化規(guī)律，在基因表達(dá)、基因簇內(nèi)容和功能注釋方面發(fā)現(xiàn)了顯著的組織特異性差異。該研究結(jié)果不僅為進(jìn)一步闡明弓形蟲感染終末宿主(家貓)的致病機(jī)制奠定了一定的分子基礎(chǔ)，而且也為篩選用于研發(fā)新的診斷工具及防控干預(yù)措施的生物標(biāo)志物提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。