清华大学医学院程功研究组Nature Microbiology报道蚊媒肠道内生菌群稳态的维持机制

清华大学医学院程功研究组在《自然 微生物学》(Nature Microbiology) 上以长文 (Article) 形式发表学术论文。该研究首次发现并报道了媒介昆虫肠道内生菌在肠道内的定植的分子机制，为媒介传染病的防控提供新的干预靶点。

　　

   2016年3月14日，清华大学医学院程功研究组在《自然 微生物学》(Nature Microbiology) 上以长文 (Article) 形式发表题为Mosquito C-type lectins maintain gut microbiome homeostasis (蚊子C型凝集素维持肠道内生菌群稳态) 的学术论文。该研究首次发现并报道了媒介昆虫肠道内生菌在肠道内的定植的分子机制，为媒介传染病的防控提供新的干预靶点。清华大学医学院研究员程功为本文的通讯作者，博士后庞晓静为本文的第一作者。

   蚊媒传染病是通过蚊媒叮咬传播给人类及动物宿主的一类疾病。近年来，多种新发及再发蚊媒传染病已对人类的健康产生严重的威胁，如何降低蚊媒携带和传播病原体的能力是蚊媒传染病防控的一项关键问题。媒介蚊虫通过吸食感染者的血液来获取病原体。中肠屏障 (midgut barrier) 是决定媒介蚊虫感染和携带病原体能力的决定因素，其中肠道内定植的微生物菌群是中肠屏障的关键组成部分。之前的研究已经显示，蚊媒肠道内定植的多种共生菌 (commensal bacteria) 能够拮抗蚊媒病毒及疟原虫对肠道细胞的感染。

   在该项研究中，程功课题组利用RNA干扰在埃及伊蚊及致倦库蚊体内筛选鉴定出多种C型凝集素蛋白，该类蛋白可有效促进蚊媒肠道内生菌在肠道内的存活与定植。课题组对C型凝集素促进蚊媒肠道内生菌定植的作用机制进行了深入研究，发现肠道内生菌可通过激活Imd免疫通路，同时诱导抗菌肽和C型凝集素的高表达，C型凝集素通过阻滞抗菌肽与肠道菌的结合，而使肠道菌躲避了抗菌肽对其杀伤，从而在蚊子肠道中稳定存活。库蚊由国家疾控中心的刘起勇研究员研究组提供，刘起勇研究员是本文的共同作者。

    目前世界上的科学家对控制蚊媒传染病的传播从各个方面做出了不懈的努力，其中包括病原体致病机理的研究，疫苗与治疗药物的研发，蚊虫的改造与种群的控制等等。程功研究员主要致力于蚊媒病毒感染机制与抗病毒免疫研究，从分子层面阐明多种重要蚊媒病毒感染传播的分子机制及宿主免疫保护机制，根据发现的靶点研发新型疫苗干预措施，为重要蚊媒病毒的防治提供生物学基础。

   程功研究员研究组近年来在国际著名病原学期刊PLoS Pathogens (公共科学图书馆•病原体) 连续发表一系列研究成果。近期，程功研究员研究组在国际权威综述期刊Trends in Parasitology (研究趋势•寄生虫学) 发表蚊媒抗病毒系统特邀专题综述，说明程功研究员研究组在蚊媒传染病领域的研究得到了国际同行关注和肯定。

   在此基础上，程功研究组拓展思路，建立了肠道内生菌群与蚊子天然免疫之间的联系，阐明了肠道内生菌群稳定存在的机制，促进人们对蚊虫肠道内生菌群与病原体易感性之间关系的深入理解，对研发新型虫媒传染病防控策略产生积极的推动作用。程功研究员的研究得到国家自然科学基金委“优秀青年科学基金”、面上项目、科技部蛋白质重大研究计划、英国皇家医学会“牛顿高级学者”项目及盖茨基金会GCE项目的资助。

原文摘要：

Mosquito C-type lectins maintain gut microbiome homeostasis

The long-term evolutionary interaction between the host immune system and symbiotic bacteria determines their cooperative rather than antagonistic relationship. It is known that commensal bacteria have evolved a number of mechanisms to manipulate the mammalian host immune system and maintain homeostasis. However, the strategies employed by the microbiome to overcome host immune responses in invertebrates still remain to be understood. Here, we report that the gut microbiome in mosquitoes utilizes C-type lectins (mosGCTLs) to evade the bactericidal capacity of antimicrobial peptides (AMPs). Aedes aegypti mosGCTLs facilitate colonization by multiple bacterial strains. Furthermore, maintenance of the gut microbial flora relies on the expression of mosGCTLs in A. aegypti. Silencing the orthologues of mosGCTL in another major mosquito vector (Culex pipiens pallens) also impairs the survival of gut commensal bacteria. The gut microbiome stimulates the expression of mosGCTLs, which coat the bacterial surface and counteract AMP activity. Our study describes a mechanism by which the insect symbiotic microbiome offsets gut immunity to achieve homeostasis.