蜱蟲(chóng)（Tick）是一種傳播人獸共患病的重要媒介。作為嚴(yán)格的吸血性節(jié)肢動(dòng)物，蜱幾乎可以叮咬陸地上所有的動(dòng)物，且吸血時(shí)間長(zhǎng)、吸血量大、生活史復(fù)雜。這些特點(diǎn)使蜱攜帶了最廣泛的病原體種類，包括病毒、細(xì)菌、真菌、寄生蟲(chóng)；傳播40余種疾病，如萊姆病、森林腦炎、克里米亞-剛果出血熱、發(fā)熱伴減少綜合征、立克次體病、無(wú)形體病、巴貝西蟲(chóng)病等，可導(dǎo)致死亡或慢性后遺癥，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。

萊姆病，是伯氏疏螺旋體感染所致的自然疫源性疾病，通常是由黑腿蜱（I. scapularis）作為媒介傳播。僅僅在美國(guó)，每年就有超過(guò)4萬(wàn)例萊姆病病例報(bào)告，而實(shí)際感染人數(shù)可能要高出十倍。萊姆病會(huì)損害神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致嚴(yán)重后果，其中一期萊姆病可以通過(guò)抗生素治療，但如果發(fā)展到二期、三期，抗生素將無(wú)濟(jì)于事，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)造成的損傷將無(wú)法挽回。

盡管蜱蟲(chóng)能夠傳播多種致病病原體，但對(duì)蜱蟲(chóng)的研究明顯落后于蚊子等其他節(jié)肢動(dòng)物，這在很大程度上是因?yàn)槟壳叭鄙儆糜隍缦x(chóng)研究的可用的遺傳和分子工具，例如至今仍沒(méi)有在蜱蟲(chóng)中進(jìn)行 CRISPR 基因編輯的報(bào)道。

近日，美國(guó)內(nèi)華達(dá)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在 iScience 期刊發(fā)表了題為：Cas9-mediated gene editing in the black-legged tick， Ixodes scapularis， by embryo injection and ReMOT Control 的研究論文。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新的胚胎注射方案，首次成功在黑腿蜱（I. scapularis）中進(jìn)行了CRISPR-Cas9基因編輯。

這為蜱蟲(chóng)基因組研究提供了強(qiáng)大的工具，有助于我們了解這種獨(dú)特的動(dòng)物如何在環(huán)境中生存，它們?nèi)绾闻c病原體相互作用，以及如何防止蜱蟲(chóng)將疾病傳播給人類和牲畜。

CRISPR-Cas9 基因編輯技術(shù)的出現(xiàn)，徹底改變了對(duì)許多生物體的功能遺傳學(xué)研究。該技術(shù)已成功應(yīng)用于動(dòng)植物、人類，以及蚊子和其他節(jié)肢動(dòng)物疾病載體。但尚未在蜱蟲(chóng)中報(bào)道成功的基因編輯，因?yàn)榭茖W(xué)家們認(rèn)為這在技術(shù)上太難實(shí)現(xiàn)。蜱蟲(chóng)卵很特殊，卵內(nèi)高壓，還具有堅(jiān)硬的絨毛膜，此外，蜱蟲(chóng)還會(huì)通過(guò)吉氏器（Gene’s organ）來(lái)分泌臘層包裹在卵外，是卵相互粘結(jié)在一起，這導(dǎo)致極難對(duì)其進(jìn)行胚胎注射。

在這篇論文中，研究團(tuán)隊(duì)使用了兩種方法對(duì)蜱蟲(chóng)進(jìn)行基因編輯，一種是直接進(jìn)行胚胎注射 CRISPR-Cas9 基因編輯系統(tǒng)，注射后卵的存活率大約只有10%。

另一種方法名為 ReMOT，研究團(tuán)隊(duì)首先對(duì)磁性蜱蟲(chóng)進(jìn)行顯微手術(shù)，切除吉氏器（Gene’s organ），從而使得蜱蟲(chóng)產(chǎn)的卵不再被蠟層包裹，苯扎氯銨和氯化鈉處理這些卵，以去除絨毛膜并降低卵內(nèi)壓力。然后就可以更容易的向其注射 CRISPR-Cas9 基因編輯系統(tǒng)，注射后卵的存活率可高達(dá)100%。

通過(guò)這種方法對(duì)蜱蟲(chóng)急性基因編輯還存在另一個(gè)的挑戰(zhàn)，就是我們對(duì)蜱蟲(chóng)的胚胎發(fā)育知之甚少，因此還需要進(jìn)行相應(yīng)的研究，以確定何時(shí)進(jìn)行胚胎注射能夠最大程度提高基因編輯效率。

總的來(lái)說(shuō)，該研究通過(guò)直接胚胎注射和 ReMOT 這兩種方式，首次成功對(duì)蜱蟲(chóng)進(jìn)行了 CRISPR-Cas9 基因編輯。而且，ReMOT 是一種可在節(jié)肢動(dòng)物中推廣的勞動(dòng)強(qiáng)度低的 CRISPR 基因編輯方法。這項(xiàng)研究將大大加速蜱蟲(chóng)和蜱蟲(chóng)相關(guān)分子生物學(xué)的研究，也為蜱蟲(chóng)傳播疾病的研究提供了新的工具。

而在2021年11月17日，耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在 Science 子刊 Science Translational Medicine 發(fā)表了題為：mRNA vaccination induces tick resistance and prevents transmission of the Lyme disease agent 的封面論文。

該研究開(kāi)發(fā)了針對(duì)蜱蟲(chóng)的脂質(zhì)納米顆粒（LNP）遞送的mRNA疫苗，該mRNA疫苗編碼黑腿蜱唾液中的19種蛋白（19ISP），促使皮膚對(duì)蜱蟲(chóng)叮咬產(chǎn)生快速反應(yīng)，限制了蜱蟲(chóng)吸食血液和感染宿主的時(shí)間，還會(huì)讓宿主能夠快速發(fā)現(xiàn)蜱蟲(chóng)叮咬，從而預(yù)防黑腿蜱傳播的萊姆病。

當(dāng)一只蚊子叮咬你時(shí)，會(huì)立刻感覺(jué)到痛癢，從而提醒你趕走蚊子，但蜱蟲(chóng)叮咬時(shí)往往感覺(jué)不到，那是因?yàn)轵缦x(chóng)分泌了麻醉物質(zhì)。

耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的 Erol Fikrig 團(tuán)隊(duì)與 mRNA 疫苗奠基人、賓夕法尼亞大學(xué)的 Drew Weissman 團(tuán)隊(duì)合作，對(duì)傳播萊姆病的黑腿蜱進(jìn)行了研究，黑腿蜱的唾液中含有多種類型的蛋白質(zhì)，研究團(tuán)隊(duì)將注意力放在了其中19種蛋白（19ISP）上。用產(chǎn)生這些蛋白質(zhì)的 mRNA 片段作為疫苗的基礎(chǔ)。

與未接種 mRNA 疫苗的豚鼠相比，接種該疫苗的豚鼠被蜱蟲(chóng)叮咬的部位迅速發(fā)紅，如果此時(shí)去除蜱蟲(chóng)，這些已接種的豚鼠都不會(huì)感染萊姆病，而有近50%的未接種豚鼠會(huì)感染。

當(dāng)一個(gè)蜱蟲(chóng)叮咬而不被去除時(shí)，接種該疫苗的豚鼠都不會(huì)感染萊姆病，而60%的未接種豚鼠會(huì)感染。當(dāng)有三個(gè)蜱蟲(chóng)叮咬而不被去除時(shí)，該疫苗對(duì)豚鼠的保護(hù)作用會(huì)減弱，但接種該疫苗的豚鼠身上附著的蜱蟲(chóng)無(wú)法積極進(jìn)食，且脫落的更快。

研究團(tuán)隊(duì)表示，這種 mRNA 疫苗不僅會(huì)讓免疫系統(tǒng)識(shí)別蜱蟲(chóng)，從而防止感染萊姆病。而且，該疫苗會(huì)讓蜱蟲(chóng)叮咬的部位迅速發(fā)紅發(fā)癢，讓蜱蟲(chóng)叮咬變得向蚊子叮咬一樣被迅速發(fā)現(xiàn)，從而進(jìn)一步幫助在傳播病原體前將其去除。（生物谷 Bioon.com）

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