王敬文課題組發(fā)現(xiàn)瘧疾傳播媒介按蚊免疫系統(tǒng)調(diào)控腸道菌群抵抗瘧原蟲(chóng)感染的新機(jī)制
2018年2月28日，國(guó)際病原體領(lǐng)域知名學(xué)術(shù)期刊《Plos Pathogens》上在線(xiàn)發(fā)表了題為《斯氏按蚊肽聚糖識(shí)別蛋白PGRP-LD通過(guò)調(diào)控腸道菌群誘導(dǎo)的圍食膜形成影響按蚊的載體效能》（PGRP-LD mediates A. stephensi vector competency by regulating homeostasis of microbiota-induced peritrophic matrix synthesis）的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)瘧疾傳播媒介斯氏按蚊的免疫識(shí)別受體PGRP-LD通過(guò)負(fù)調(diào)控免疫系統(tǒng)，保護(hù)體內(nèi)腸道菌群，而健康的腸道菌群促進(jìn)完整圍食膜的形成，有效阻礙瘧原蟲(chóng)感染。這一研究通過(guò)解析按蚊免疫系統(tǒng)-腸道菌群-圍食膜-瘧原蟲(chóng)四者之間的相互作用，揭示了影響按蚊傳播瘧原蟲(chóng)的新機(jī)制。
肽聚糖識(shí)別受體家族（PGRP）是昆蟲(chóng)中重要的一類(lèi)免疫識(shí)別受體，具有啟動(dòng)免疫信號(hào)通路和調(diào)控免疫反應(yīng)強(qiáng)度的作用。PGRP-LD在果蠅和多種蟲(chóng)媒中廣泛存在，但至今為止，其功能尚不清楚。本研究發(fā)現(xiàn)利用RNA干擾的方法敲低PGRP-LD后，與對(duì)照相比，免疫反應(yīng)的效應(yīng)分子表達(dá)水平顯著上升，但是按蚊對(duì)瘧原蟲(chóng)更加易感，說(shuō)明免疫反應(yīng)激活不能有效清除瘧原蟲(chóng)。同時(shí)，免疫反應(yīng)的激活破壞了按蚊體內(nèi)腸道菌群的穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致菌群數(shù)量顯著下調(diào)，且腸內(nèi)空間分布發(fā)生變化。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，敲低PGRP-LD后，菌群空間分布的變化是由于圍食膜破損導(dǎo)致。圍食膜是昆蟲(chóng)體內(nèi)由幾丁質(zhì)、糖蛋白等組成的一類(lèi)非細(xì)胞的鞘狀結(jié)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)包裹昆蟲(chóng)所攝入的食物及其有害物質(zhì)，保護(hù)機(jī)體免受攝入物質(zhì)的損傷。該研究發(fā)現(xiàn)按蚊體內(nèi)圍食膜的形成受腸道菌群調(diào)控，當(dāng)菌群數(shù)量下降或者缺失時(shí)，圍食膜相關(guān)基因表達(dá)水平發(fā)生變化，導(dǎo)致圍食膜結(jié)構(gòu)受損或者無(wú)法形成。當(dāng)在按蚊中回殖入一定數(shù)量的腸道菌后，圍食膜形成恢復(fù)，且對(duì)瘧原蟲(chóng)易感性降低。以上結(jié)果說(shuō)明，按蚊免疫系統(tǒng)通過(guò)保護(hù)腸道菌群促進(jìn)完整圍食膜的形成，從而有效阻礙瘧原蟲(chóng)在按蚊體內(nèi)的發(fā)育。
PGRP-LD作用模式圖
該工作復(fù)旦大學(xué)為第一單位，復(fù)旦大學(xué)研究生宋秀梅為第一作者。復(fù)旦大學(xué)青年研究員王敬文為通訊作者。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及美國(guó)NIH RO1項(xiàng)目的支持。
全文鏈接：http://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1006899
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