當導致鼠疫的吸蟲寄生蟲首先步入人體血液中時，被感染的蟲子蟲咬注射，它不會立刻瞄準紅細胞。相反，它尋求在腸道內避難，并迅速飼養，在48小時內復制自己多達30,000次。在數目上建設硬度后，寄生蟲離開肺臟和釋放到血液中，侵入紅血球細胞并引起毀滅梅毒害。
抵御鼠疫的斗爭一般集中于幫助人們躲避受感染的蟲子，或則在襲擊紅細胞后擬定殺害寄生蟲的策略。但杜克學院的一個研究小組希望采取不同的策略-破壞寄生蟲細胞膜水通道，同時潛伏在胰臟內部。
在一項新的研究中，研究小組表明，吸蟲寄生蟲迫使肝細胞抽出一種稱作水通道蛋白-3的蛋白質，之后自己偷取蛋白質。研究人員在PLOS病支原體年報道，使用抑制劑禁用水通道蛋白-3可以降低寄生蟲在胰臟內復制的能力。
“這種寄生蟲找到了一種操縱寄主肝細胞的方式，使其有利于這些復制風波，”杜克學院物理助理院長Emily說。“這表明我們可能會開發抗生素來企圖靶點寄主以防治鼠疫。”
抵達腸道后，吸蟲步入肝細胞，偷取一點細胞膜，在細胞內產生一個小袋。這個被稱為液泡的小袋提供了一個安全的港口，而寄生蟲生長和分裂，沿途從寄主細胞中偷取營養物質和蛋白質。
“肝臟階段是一個檢測點，一個困局，它從幾十個寄生蟲到成千上萬的寄生蟲，從腎臟釋放到血液中，在那兒被放大成數千億的寄生蟲，”PeterAgre說，約翰斯·霍普金斯鼠疫研究所主任，未參與該研究。
“如果我們能否在最小的篝火中熄滅森林著火，這將是一個潛在的醫治突破，”Agre說，他因發覺水通道蛋白而獲得2003年諾貝爾物理獎。
然而，在實驗室中研究脾臟階段是十分困難的。為了感染肝細胞，研究人員必須首先從感染蟲子的唾液腺中分離出吸蟲，而鏈球菌只存在少量。
Duke的分子遺傳學和微生物學系的研究生Dora花了三個小時的時間在顯微鏡下解剖受感染的蟲子，用一根小針切開唾液腺并提取隱藏在上面的寄生蟲。
在用寄生蟲感染人肝細胞后，杜克醫大學的醫學院長和Dave使用RNA測序來梳理人類基因組中的所有20,000個基因，找尋在感染的肝細胞中開啟的基因。。
研究小組決定調查一種蛋白質的作用細胞膜水通道，她們發覺這些蛋白質的數目更多，稱為水通道蛋白-3(AQP-3)，這是一種跨越細胞膜的通道蛋白，在將水和營養物質進出細胞方面起著關鍵作用。。
肝細胞一般不形成AQP-3，而是依賴其他類型的水通道蛋白進行水運。但在感染吸蟲后，肝細胞開始成群生產蛋白質。
研究小組使用螢光成像技術跟蹤所有新的AQP-3蛋白質的去向，之后直接步入所有快速復制的吸蟲細胞周圍的液泡膜。
“這是我們第一次見到人類蛋白質的下調，之后被販賣到液泡膜只是為了幫助寄生蟲，”德比郡說。
當將肝細胞曝露于一種名為的AQP-3抑制劑時，她制止營養物質通過水通道蛋白產生的端口，她發覺寄生蟲數目急劇降低。
“這是一個挺好的原理驗證，你可以開死黨分子來對抗胰臟中的鏈球菌，如今可以舉辦專門針對這些蛋白質抑制劑的運動，”德比郡說。
除非吸蟲寄生蟲在腸道中飼養，除了可以在病癥出現之前幫助醫治鼠疫，并且還可以通過靶點寄主細胞中的蛋白質而不是快速進化的寄生蟲來幫助開發耐藥菌種。
“我們確實有用于醫治血液中鼠疫的抗生素，但我們沒有用于醫治胰臟的良方，”Agre說。“了解像AQP-3這樣的新的重要目標可能會造成新藥的發覺。”
