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OPTICS FRONTIERS
23
2024
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09
海南医科大学夏乾峰合作表明肠道共生体衍生鞘氨醇调节伊蚊媒介能力
作者：
寨卡病毒（ZIKV）和登革热病毒（DENV）的主要传播媒介是埃及伊蚊和白纹伊蚊， 埃及伊蚊更有传播能力。然而，潜在的机制仍不清楚。
2024年9月19日，中国科学院邹振、郑爱华，海南医科大学夏乾峰共同通讯在Nature Communications Online发表题为“Gut symbiont-derived sphingosine modulates vector competence in Aedes mosquitoes”的研究论文，该研究发现强调了肠道共生细菌（如Eh_B17）调节伊蚊虫媒病毒载体能力的潜力。作为一种天然抗病毒药物，Eh_B17有望成为阻断ZIKV/DENV传播的潜在候选药物。
研究发现通过抗生素治疗后的血液喂养或胸内注射，白纹伊蚊具有与带有埃及伊蚊的ZIKV/DENV相当的传播媒介能力。这表明中肠菌群可以影响传播媒介能力。从野外采集的白纹伊蚊肠杆菌中分离出霍氏肠杆菌b17 （Eh_B17），并在埃及伊蚊肠移植后对ZIKV/DENV感染产生耐药性。鞘氨醇是一种由Eh_B17分泌的代谢物，在埃及伊蚊和细胞培养中通过阻断病毒进入有效地抑制ZIKV感染，IC50约为10 μM。现场调查结果显示，Eh_B17更容易定植于白纹伊蚊，且白纹伊蚊对寨卡病毒感染的抗性更强。
伊蚊是高致病性虫媒病毒的主要传播媒介，如寨卡病毒（ZIKV）、登革热病毒（DENV）和基孔肯雅病毒（CHIKV），对公共卫生构成威胁。C在世界范围内分布广泛，特别是在热带和亚热带环境中，与城市地区密切相关。白纹伊蚊对新环境的适应能力很强。它已扩大其分布到温带地区，并成为日益重要的传播疾病的媒介。这种范围的扩大为病毒引起流行病提供了新的机会。研究表明，虽然埃及伊蚊和白纹伊蚊病毒都能传播寨卡病毒和登革热病毒，但与埃及伊蚊病毒相比，白纹伊蚊病毒是寨卡病毒和登革热病毒的次要载体。
ZIKV与DENV密切相关，是一种单链阳性RNA黄病毒。许多临床症状是由寨卡病毒引起的，这些症状从无症状或轻微症状到严重的神经系统并发症。黄病毒主要通过蚊子传播给人类。蚊子通过取食被感染宿主的血液获得病毒后，病毒通过中肠上皮进行复制和扩散，并从血液系统传播到其他组织，包括脂肪体、神经系统和唾液腺。受感染的蚊子会叮咬并将病毒传播给其他宿主。因此，蚊子的中肠、血液腺和唾液腺是病毒复制或传播的重要器官。
中肠是宿主体内多分类群相互作用的场所。这些包括共生微生物和病原体，它们最终会影响病原体感染。肠道共生细菌色杆菌通过产生稳定的生物活性因子，降低了蚊子对恶性疟原虫和登革热病毒的易感性。埃及伊蚊通过抑制胰蛋白酶转录和酶催化促进DENV感染。这些结果表明，肠道微生物可以在微生物和病毒病原体感染的调节中发挥关键作用。共生菌可以影响宿主的代谢和生理，如脂质代谢。鞘脂（SLs）可以作为毒素、病毒和细菌的受体。SLs在真核生物中很常见，但只有少数细菌可以产生它们，例如拟杆菌门和绿藻门的物种。先前的研究表明，肠道微生物群产生的生物活性脂质可能穿过上皮屏障并与宿主代谢相互作用。
鞘氨醇 （Sph）是SLs的关键分子，是影响细胞生长、分化、发育、自噬和凋亡等许多复杂生物过程的主要膜组分。Sph对多种病原菌具有较强的抑菌活性，对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的抑菌活性研究较多。然而，鞘氨醇对病毒的直接影响直到最近才被研究出来。内源性鞘氨醇通过形成腔内囊泡来限制病毒膜内体的融合来预防单纯疱疹病毒1型(HSV-1)感染。此外，鞘氨醇通过与SARS-CoV-2细胞受体ACE2结合，阻断了SARS-CoV-2假病毒颗粒对人上皮细胞的感染。然而，鞘氨醇是否能抑制黄病毒感染尚不清楚。
研究表明，伊蚊的中肠微生物群调节其媒介能力。从野外采集的白纹伊蚊中分离出Eh_B17，发现其产生鞘氨醇，一种通过限制病毒与膜融合来抑制ZIKV感染（C6/36和Vero细胞）的代谢物。结果表明，与埃及伊蚊相比，Eh_B17更倾向于在白纹伊蚊上定植。该结果表明，鞘氨醇产生菌的共生定植能够影响伊蚊媒介能力，在蚊媒疾病控制策略中具有潜在的重要性。
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