Nature | 闫妍等揭示疟原虫在按蚊中的发育与相互作用

2025年10月22日，哈佛大学公共卫生学院在自然杂志Nature发布了文章MappingPlasmodiumtransitions and interactions in theAnophelesfemale。该研究通过单细胞转录组学手段，首次系统描绘了疟原虫在按蚊体内的发育转变及其与宿主组织的复杂相互作用，为深入理解疟疾传播环节的分子机制提供了新的突破口。

疟原虫在按蚊体内的“关键瓶颈期”

人类疟原虫 (Plasmodium falciparum) 的传播完全依赖按蚊宿主。雌蚊在吸血后，血液中的绝大多数寄生虫会在中肠内或穿越肠道上皮细胞的过程中死亡，只有极少数能成功发育为卵囊，并最终形成具备侵染能力的孢子。然而，这一关键过程长期缺乏系统的分子层面解析。

为揭示寄生虫与宿主之间的动态相互作用，研究团队采用双通道单细胞RNA测序技术（dual scRNA-seq），同时捕获按蚊中肠细胞与不同发育阶段的疟原虫，从而重建出寄生虫在按蚊体内从受精卵到成熟卵囊的完整转录图谱。

发现关键调控因子与跨物种相互作用

研究共获得近3500个寄生虫单细胞和超过5万个按蚊中肠细胞的高质量转录组数据。结果揭示了寄生虫在穿越上皮及形成卵囊过程中一系列分子事件：

1. 揭示了疟原虫在中肠内从运动性的动合子（ookinete）向圆球形的卵囊（oocyst）转变、卵囊生长，及子孢子（sporozoite）形成过程中的关键分子转变。

2. 鉴定出PfATP4和PfLRS两个在卵囊生长过程中至关重要的离子转运与氨酰tRNA合成相关基因。抑制这些基因完全阻断寄生虫在蚊体内的发育。

3. 首次利用条件性基因敲除的方式，证实转录因子PfSIP2对疟原虫感染人肝细胞具有决定性作用，是潜在的传播阻断靶点。

4. 疟原虫在穿越中肠上皮时倾向与肠道祖细胞（intestinal progenitor cells）发生相互作用，以其为定位信号完成转变。

5. 在晚期发育阶段，卵囊被周围的中肠肌肉纤维紧密包裹，可能有助于其固定及维持中肠完整性。

推动疟疾传播研究与防控策略的新方向

该研究首次全面揭示了疟原虫在按蚊体内的发育轨迹和关键互作节点，不仅丰富了对疟原虫生命周期的理解，也为开发基于蚊体传播环节的阻断策略提供了新的分子靶点和思路。未来通过靶向PfATP4、PfLRS、PfSIP2等分子，有望实现对疟原虫传播链的精确干预。

闫妍博士为论文第一作者，Flaminia Catteruccia教授为通讯作者。

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09653-0

制版人： 十一

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