郭 剛，張文寶

(中亞高發(fā)病成因與防治國家重點實驗室，臨床醫(yī)學研究院，新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，新疆 烏魯木齊 830054)

膽汁酸鹽可以決定細粒棘球絳蟲原頭蚴的雙向發(fā)育，即發(fā)育為無性繁殖的包囊或發(fā)育為有性繁殖的成蟲，使得細粒棘球絳蟲成為研究膽汁酸生物學功能及膽汁酸調(diào)控寄生蟲分化、發(fā)育的生物學模型[1，2]。本文從膽汁酸鹽與細粒棘球絳蟲雙向發(fā)育的關(guān)系，膽汁酸信號通路方面闡述細粒棘球絳蟲可以作為研究膽汁酸調(diào)控分化和發(fā)育模型生物的可能性，為今后深入研究細粒棘球絳蟲的分化和發(fā)育，篩選成蟲發(fā)育基因提供思路。同時，也為研究膽汁酸新的生物學功能以及分析膽鹽相關(guān)的生物基因或蛋白提供了一個很好的模式平臺?，F(xiàn)對膽汁酸鹽對細粒棘球絳蟲分化和發(fā)育的調(diào)控作用在此作一綜述。

1 膽汁酸鹽

膽汁酸的分子結(jié)構(gòu)有兩性，一端為烷基，具有親油性，可以和油脂類結(jié)合；另一端為羥基和羧基，具有親水性。膽汁酸常以鈉鹽或鉀鹽形式存在，形成膽汁酸鹽。?；悄懰猁}(TC，taurocholate)和甘氨膽酸鹽(GC，glycocholate)占膽鹽成分的80%。另外還有甘氨酸鵝脫氧膽鹽(GCDC，glycochenodeoxycholate)、甘氨脫氧膽酸鹽(GDC，glycodeoxycholate)、?；撬狴Z脫氧膽鹽(TCDC，taurochenodeoxycho- late，)和?；撬崦撗跄懰?TDC，taurodeoxycholate，)。

細粒棘球絳蟲終末宿主的種類不同可能導致分泌膽汁組分的不同。例如人膽汁組成有與?；撬峤Y(jié)合的膽酸、鵝脫氧膽酸、脫氧膽酸，與甘氨酸結(jié)合的石膽酸、熊脫氧膽酸，犬膽汁組成則是與?；撬峤Y(jié)合的膽酸、鵝脫氧膽酸和脫氧膽酸，而狐貍膽汁只有與牛磺酸結(jié)合的膽酸與脫氧膽酸[3]。

2 膽汁酸鹽與細粒棘球絳蟲的雙向發(fā)育

2.1 宿主體內(nèi)膽汁酸鹽對細粒棘球絳蟲的作用

細粒棘球絳蟲在幼蟲階段具有雙向發(fā)育的特點，即可以發(fā)育為成蟲，也可以發(fā)育為包囊幼蟲[2]。犬攝入原頭蚴可以在腸道里發(fā)育為成蟲。另一方面，如果一個原頭蚴在中間宿主比如人的器官中破裂，釋放出的每一個原頭蚴能夠發(fā)育為一個新的包囊幼蟲。

細粒棘球絳蟲發(fā)育，無論是在終末宿主腸道內(nèi)原頭蚴頭節(jié)的外翻，成蟲的生長，還是在中間宿主腸道內(nèi)蟲卵的孵化和六鉤蚴的激活都需要有膽酸鹽的參與。但沒有資料表明寄生蟲可以合成膽酸，像許多寄生蠕蟲一樣，棘球絳蟲無論是寄生在終末宿主小腸內(nèi)的成蟲，還是寄生在中間宿主肝臟的幼蟲，都生活在含有膽汁環(huán)境的臟器內(nèi)，提示宿主體內(nèi)的膽酸提供了寄生蟲生理發(fā)育所需要的條件。

原頭蚴經(jīng)胃液和十二指腸液短暫的作用后，定居在犬的小腸內(nèi)進入成蟲發(fā)育階段。成蟲自身發(fā)育分化的因素包括原頭蚴的成熟狀態(tài)和原頭蚴的外翻[3]。原頭蚴被犬吞服后進入胃，首先要經(jīng)過一個酸性環(huán)境支持下的胃蛋白酶的消化和激活作用，未發(fā)育成熟或老化的及死亡的原頭蚴被胃蛋白酶消化，成熟和健康的原頭蚴因為具有很強的耐胃酸和抗胃蛋白酶及胰蛋白酶的作用而得以生存、生長。原頭蚴外翻后，其外形像一個幼小的成蟲，具有頭節(jié)和頸節(jié)的結(jié)構(gòu)，并且頂突、吸盤和頭鉤發(fā)育基本完全[4]。

2.2 體外膽汁酸鹽的雙向調(diào)節(jié)作用

人們對成蟲早期，即前兩周發(fā)育觀察的大部分數(shù)據(jù)主要來源于體外培養(yǎng)。體外試驗證明，在培養(yǎng)系統(tǒng)中加入犬膽汁或?；悄懰徕c，原頭蚴便向成蟲發(fā)育，沒有膽汁或?；悄懰徕c，原頭蚴向包蟲囊發(fā)展。膽鹽為成蟲發(fā)育的必須因素，無膽鹽則發(fā)育至包囊。在模擬成蟲在犬體內(nèi)發(fā)育條件的基礎(chǔ)上，Smyth在上世紀60～80年代對細粒棘球絳蟲的體外和體內(nèi)發(fā)育做了系統(tǒng)的研究[2]，得出培養(yǎng)成蟲需具備兩個條件的結(jié)論：(1)原頭蚴需要胃腸液的處理，即先經(jīng)過胃蛋白酶消化，再用胰蛋白酶和膽汁溶液處理。研究結(jié)果說明兩個生理學現(xiàn)象：首先，原頭蚴的成蟲發(fā)育需要一個激活和外翻的過程；其次是原頭蚴具有很強的抗胃蛋白酶和胰蛋白酶的功能；(2)成蟲的培養(yǎng)一定要在雙相培養(yǎng)基系統(tǒng)中進行，即下層有用新生牛血清制成的血清凝膠層，上層為含有膽汁的普通細胞培養(yǎng)基。該結(jié)果說明，成蟲的生長需要類宿主組織的固體支持物，膽汁是成蟲發(fā)育和分化必須的物質(zhì)。近期我們的研究顯示前期對原頭蚴進行適當刺激促其外翻的基礎(chǔ)上，在含膽汁培養(yǎng)基中培養(yǎng)，不需要雙相培養(yǎng)系統(tǒng)，也可以促進其向成蟲發(fā)育。

3 膽汁酸信號通路

膽酸鹽對棘球絳蟲的成蟲發(fā)育起到至關(guān)重要的作用，但其機制還不清楚。從一些生理現(xiàn)象，比如原頭蚴和成蟲體內(nèi)含有大量的脂肪，可以推斷棘球絳蟲脂肪的吸收和代謝與小腸的膽汁環(huán)境有關(guān)?；蚪M測序發(fā)現(xiàn)棘球絳蟲有與多種膽酸結(jié)合和轉(zhuǎn)移的蛋白基因[5]，說明膽汁酸參與的蟲體脂肪代謝是存在的。膽鹽的濃度和組成對原頭蚴的外翻、成蟲的定位和發(fā)育是必要的因素，但如果膽鹽過多，無論對蟲體或宿主都會產(chǎn)生毒性副作用，并有可能產(chǎn)生裂解作用。

蛻皮激素或其他類固醇激素可以在寄生線蟲通過核激素受體調(diào)節(jié)蛻皮[6，7]，同樣來源于宿主的膽汁酸也可能會以一個類似的方式在細粒棘球絳蟲發(fā)育中起重要作用[8，9]。目前已知有兩大類膽汁酸信號受體，分別為G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR，G Protein-Coupled Receptor，也稱TGR5)和核激素受體[包括法尼酯X受體(FXR，F(xiàn)arnesoid X Receptor)]。細粒棘球蚴可以表達膽汁酸受體和轉(zhuǎn)運膽汁酸的轉(zhuǎn)運蛋白，并刺激相關(guān)信號通路(圖1)。

膽汁酸是由膽汁酸轉(zhuǎn)運蛋白(BAT)轉(zhuǎn)運到細胞內(nèi).當膽汁酸結(jié)合于G蛋白-偶聯(lián)受體(GPCR)，如G-蛋白偶聯(lián)型膽汁酸受體(GPBAR).膽汁酸的結(jié)合引起GPBAR構(gòu)象的變化，這種變化使之與鳥嘌呤核苷酸交換因子(GEF)活化，然后GPCR可以通過結(jié)合來源于GTP交換的GDP激活G-蛋白，并誘導產(chǎn)生細胞內(nèi)cAMP和激活MAP激酶(MAPK)信號通路.膽汁酸也可以刺激G蛋白活化的腺苷酸環(huán)化酶(AC)，以催化ATP轉(zhuǎn)化為cAMP和焦磷酸，導致加快生產(chǎn)cAMP.膽汁酸也可以直接通過結(jié)合到細胞外區(qū)域，和刺激信號傳導途徑，激活基質(zhì)金屬蛋白酶ADAM17和表皮生長因子受體(EGFR)，然后激活不同的激酶，包括MAP激酶和蛋白激酶AKT.

圖1膽汁酸信號通路概述圖

在細粒棘球蚴基因組或轉(zhuǎn)錄組中沒有發(fā)現(xiàn)TGR5樣受體，但確定了4個基因作為膽汁酸信號的核受體候選基因(EG_00119、EG_00780、EG_04405和EG_08428)，它們編碼的蛋白與FXR和維生素D受體(VDR)有超過20%的氨基酸同源，并包含一個DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域和一個配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域[5]。基因組測序還發(fā)現(xiàn)了5個膽酸鈉共同轉(zhuǎn)運基因和7個多藥耐藥蛋白[5，10]，以及其他一些與膽酸代謝相關(guān)的基因如固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1和膽酸的β-葡萄糖苷酶相關(guān)基因等[5]。宿主的外源性膽酸有可能通過膽酸鈉共同轉(zhuǎn)運蛋白轉(zhuǎn)運到細胞內(nèi)，并與核激素受體結(jié)合，在細粒棘球蚴的發(fā)育中發(fā)揮作用。

目前并不排除在細粒棘球蚴中存在G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)及未知膽酸受體的可能性。FXR類核受體在物種間比較保守，在細粒棘球蚴膽酸信號傳輸過程中可能發(fā)揮作用[5]。同時，研究發(fā)現(xiàn)核受體FXR/VDR相對于膜受體TGR5(EC50 300～600nM)而言，它們的生理配體(EC50 ～10μM)值較低，表現(xiàn)為與膽汁酸結(jié)合不敏感，需要高濃度的膽汁酸，細粒棘球蚴膽汁酸信號通路中很有可能存在類似機制。這可能解釋了犬腸道中膽酸濃度高，F(xiàn)XR/VDR可以結(jié)合膽汁酸，激活信號通路，使原頭蚴向成蟲發(fā)育，而在較低的膽汁酸環(huán)境中，原頭蚴向包囊方向發(fā)育。

4 結(jié)語

宿主膽汁酸可以對細粒棘球絳蟲的分化、發(fā)育發(fā)揮調(diào)控作用，然而對其發(fā)揮調(diào)控作用的組分和機理尚不十分明確，今后需借助高通量轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學等技術(shù)在此領(lǐng)域深入開展研究。