家蚕微孢子虫（Nosema bombycis）感染对宿主消化系统完整性及功能的全面损害机制研究

这篇研究通过电镜观察、定量蛋白质组学和微生物组分析，系统揭示了家蚕微孢子虫（N. bombycis）感染对家蚕（B. mori）中肠屏障完整性、微生物群落及消化酶活性的破坏作用，并发现几丁质脱乙酰酶BmCDA8是关键宿主防御蛋白，其与病原体效应蛋白NbVPS9a/NbGCN1的互作机制为微孢子虫病防控提供了新靶点。

　　

N. bombycis对家蚕消化系统的多维破坏机制

消化屏障结构与通透性受损
扫描电镜（SEM）显示，N. bombycis感染导致家蚕中肠上皮和围食膜出现异常褶皱、穿孔及孔洞结构。围食膜通透性实验证实，感染组蓝色葡聚糖透过量显著增加，伴随幼虫体重下降。免疫荧光显示，感染后围食膜几丁质结构松散，提示病原体通过物理破坏屏障促进入侵。

中肠蛋白质组全局扰动
定量蛋白质组学鉴定出2,893个差异表达蛋白，其中114个显著变化（21个上调、22个下调、59个新增、12个消失）。GO分析显示这些蛋白富集于代谢过程（34%）、催化活性（38%）和膜结构（12%）。KEGG通路分析揭示，剪接体（spliceosome）和糖胺聚糖代谢通路激活，而辅因子合成通路抑制。值得注意的是，36个N. bombycis蛋白在宿主中肠被检出，包括钙结合蛋白和泛素片段等潜在效应因子。

肠道菌群生态失衡
16S rRNA测序显示，感染组消化液和粪便样本中细菌多样性（Shannon/Chao1指数）降低。消化液中不动杆菌（Acinetobacter）和棒杆菌（Cutibacterium）丰度上升，而葡萄球菌（Staphylococcus）减少；粪便样本则呈现相反趋势。ITS分析揭示真菌群落剧烈变化：消化液中青霉菌（Penicillium）和Chaetasbolisia增加，曲霉菌（Aspergillus）减少；粪便中枝孢菌（Cladosporium）上调。Funguild功能预测显示，病原型（pathotroph）真菌在感染后占主导。

消化酶功能紊乱
qPCR和酶活检测表明，α-淀粉酶1（Alpha-amylase 1）、碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase）和脂肪酶1（Lipase-1）表达与活性均下调，而胰蛋白酶1（Trypsin 1）后期活性增强。这种消化酶谱失衡直接导致宿主营养吸收障碍，解释感染后生长迟缓现象。

BmCDA8的核心防御作用
几丁质脱乙酰酶BmCDA8是差异最显著的宿主蛋白之一。重组BmCDA8实验证实其具有脱乙酰酶活性。RNA干扰（RNAi）敲低BmCDA8后，围食膜结构破坏加剧，病原载量（β-tubulin拷贝数）上升，幼虫体重进一步降低。His pull-down联合质谱鉴定出24个N. bombycis互作蛋白，酵母双杂交（Y2H）验证了液泡分选蛋白NbVPS9a和翻译激活因子NbGCN1与BmCDA8的直接互作，提示病原体通过靶向宿主几丁质代谢关键酶破坏屏障功能。

多维屏障互作网络
研究首次阐明N. bombycis通过三重机制损害宿主：物理屏障（围食膜结构破坏）、生物屏障（菌群失调）和化学屏障（消化酶紊乱）。BmCDA8作为枢纽蛋白，其功能失衡会连锁影响微生物定植稳态和酶活性，而病原体效应蛋白的干预加剧了这一过程。该发现为开发基于几丁质代谢调控的微孢子虫病防控策略提供了理论依据。