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5月22日,學(xué)術(shù)期刊《美國科學(xué)院院刊》(PNAS)在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所王四寶研究組題為Insect pathogenic fungus interacts with the gut microbiota to accelerate mosquito mortality 的研究論文。該研究揭示了病原真菌利用腸道微生物加速殺蚊的新機(jī)制。
蚊蟲傳播多種疾病,嚴(yán)重威脅人類的生命健康。蚊蟲控制是阻斷蚊媒傳染病的重要措施。病原真菌通過昆蟲體壁侵染,在蚊蟲生物防治和阻斷疾病傳播上具有巨大優(yōu)勢(shì),被認(rèn)為是下一代zui有潛力的生物殺蚊劑之一。病原真菌在與宿主昆蟲進(jìn)攻與防御的軍備競賽中進(jìn)化出多種致病因子和毒素,成為真菌戰(zhàn)勝昆蟲的有力“武器”。近年來研究表明,腸道微生物在調(diào)節(jié)宿主免疫穩(wěn)態(tài)和影響瘧原蟲等腸道病原物的侵染中發(fā)揮重要作用,對(duì)宿主的健康和病原感染產(chǎn)生重要的影響。
該研究發(fā)現(xiàn)腸道微生物在病原真菌殺蚊過程中起著重要的促進(jìn)作用,成為真菌殺蚊的“幫兇”。當(dāng)真菌通過蚊蟲體壁侵染后,腸道細(xì)菌數(shù)量顯著增多,造成按蚊腸道菌群失衡,條件致病菌(宿主免疫缺陷時(shí)才致病的細(xì)菌)大量增殖,將其回接至無菌按蚊腸道顯著加速真菌殺蚊。腸道菌群深度測(cè)序證實(shí),真菌體壁侵染后,腸道菌群多樣性指數(shù)顯著降低,一些有益腸道菌的豐度顯著下降或消失,條件致病菌豐度顯著增加,優(yōu)勢(shì)菌群發(fā)生易位。隨后,過度增殖的條件致病菌(如沙雷氏菌)突破腸道屏障,轉(zhuǎn)移到蚊蟲血腔,造成系統(tǒng)性感染,從而加速蚊蟲死亡。進(jìn)一步研究揭示真菌侵染后顯著抑制腸道雙氧化酶和抗菌肽的表達(dá),造成腸道免疫失調(diào),進(jìn)而導(dǎo)致腸道菌群紊亂。該研究揭示了體壁入侵的病原真菌通過招募腸道細(xì)菌促進(jìn)殺蟲的新機(jī)制,為理解腸道微生物的作用和病原真菌致病機(jī)理提供新視角,為發(fā)展新型蚊蟲生防制劑提供新的思路。
碩博生魏舸、助理研究員賴屹玲和碩博生王官棟是論文的并列*作者,研究員王四寶為通訊作者。該研究工作得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)和中科院“百人計(jì)劃”等項(xiàng)目資助。
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