疟原虫必须先进入肝脏才能到达人类宿主的血液，而肝脏中只有少数疟原虫会分化并复制长达七天，这使其成为疟原虫生命周期的瓶颈。这一瓶颈使得肝脏阶段成为有效且持久的疟原虫疫苗的最佳目标。现在，斯德哥尔摩大学的研究人员利用空间转录组学和单细胞RNA测序技术，首次绘制了小鼠肝脏中疟疾感染的时空图。

“感染脊椎动物宿主后，疟原虫最初会侵入肝脏，在那里进行大规模复制，同时保持临床沉默，”研究人员写道。“疟疾感染期间，宿主对复杂肝脏组织的反应协调仍未得到探索。在这里，我们结合多个时间点的单核RNA测序进行空间转录组学研究，以描绘伯氏疟原虫感染的肝脏组织中宿主-病原体相互作用。我们的数据显示，疟疾感染组织的空间基因表达发生了显著变化。这些变化包括与疟原虫感染部位附近的脂质代谢相关的变化、小叶区域之间的不同炎症程序以及不同炎症细胞富集的区域，我们称之为‘炎症热点’。”

“确定寄生虫感染后肝组织切片中差异表达基因的确切位置，这一可能性将极大地推动疟疾研究的发展。它为在真实组织环境中研究宿主-病原体相互作用提供了一个全新的平台。这最终可以帮助研究人员确定疟疾药物开发和疫苗策略的新靶点，同时也能确定感染人体组织的更广泛病原体，”温纳格伦研究所(MBW)分子生物科学系副教授、该研究的作者JohanAnkarklev博士解释说。

这项研究以斯德哥尔摩大学MBW为基地，与斯德哥尔摩皇家理工学院(KTH)的JoakimLundeberg教授博士、斯德哥尔摩卡罗琳斯卡医学院的EmmaR.Andersson副教授博士、马里兰州国立卫生研究院(NIH)的JoelVega-Rodriguez副教授博士和比利时根特VIB的CharlotteScott教授博士的研究小组合作进行。

空间转录组学技术最初由KTHSciLifeLab的Lundeberg研究小组开发，与单细胞RNA测序相结合，使研究人员首次能够绘制出伯氏疟原虫感染的小鼠肝组织中宿主和寄生虫的整体基因表达图。

研究人员发现，寄生虫会以时间依赖的方式引起其附近宿主细胞基因表达的变化。在早期肝脏感染阶段，他们发现寄生虫位置附近的组织位置中存在促炎基因程序。相反，在肝脏感染的晚期阶段，他们发现寄生虫附近与免疫反应相关的基因程序下调。他们发现，在晚期时间点，寄生虫附近宿主细胞中与脂肪酸代谢相关的基因程序上调。脂肪酸在肝脏阶段末期发生的大规模寄生虫复制过程中必不可少，而且据报道脂肪酸还参与抗炎反应。

“先前的研究已经证实，一些寄生虫会成功在肝脏中发育并进入血液，而另一些寄生虫则会被宿主免疫系统成功瞄准并消灭。因此，我们推测这些结构可能代表成功消灭寄生虫的位置，”Ankarklev实验室的博士生、这项研究的主要作者FranziskaHildebrandt博士说。

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