埃及伊蚊是登革病毒、寨卡病毒、黃熱病毒的主要傳播媒介。在自然條件下,蚊蟲通過吸取感染宿主的血液獲得病毒感染。含有大量病毒的血液進入蚊蟲腸道后,病毒需要克服蚊蟲的中腸屏障 (Midgut barrier) 才能成功進入蚊蟲血腔,并在蚊蟲組織中實現系統感染。中腸屏障是決定蚊蟲對病毒易感性的決定性因素,其中腸道內定植的大量微生物菌群是中腸屏障的主要組成部分。當病毒通過吸血進入蚊蟲腸道后首先與腸道微生物菌群直接接觸。因此,研究并闡明蚊蟲腸道微生物的穩態調控機制尤為重要。
昆蟲腸道細胞通過雙氧化酶 Duox 產生的活性氧 ROS (Reactive oxygen species) 對腸道微生物菌群進行調控,但是 Duox 系統調控腸道菌群的分子機制卻沒有得到有效闡明。
在該項研究中,研究者首先利用 RNA 干擾 (RNAi) 篩選的方法,在埃及伊蚊體內鑒定出一種細胞膜蛋白 Mesh 在腸道共生菌調控的過程中起到重要作用,隨后鑒定出 Mesh 通過 Arrestin 介導的 MAPK JNK/ERK 的磷酸化級聯反應,引起雙氧化酶 Duox 的表達變化,導致生成的 ROS 水平變化,zui終對腸道共生菌的增殖進行調控。隨后,研究者在果蠅模型中對發現的分子機制進行了全面驗證。該研究揭示了重要病媒昆蟲腸道微生物菌群穩態的調控機制。
該研究得到了國家自然基金委“青年科學基金”及面上項目、清華 - 北大生命科學聯合中心經費、英國醫學會“牛頓學者”項目、科技部重點研發計劃及傳染病重大專項的支持。
清華大學醫學院程功研究員為該論文通訊作者,清華大學生命科學院高*研究員為本論文共同通訊作者。來自程功研究組的博士后肖小平、龐曉靜、以及來自高*研究組博士研究生楊麗娟為本文的共同*作者。
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