肽聚糖识别蛋白L1通过丝虫（Bombyx mori）中的IMD途径调节肠道免疫和微生物稳态

《Insect Science》：Peptidoglycan recognition protein L1 regulates intestinal immunity and microbial homeostasis via the IMD pathway in the silkworm, Bombyx mori

本研究克隆了丝织娘6个PGRP-L基因，发现PGRP-L1通过激活IMD通路调控抗菌肽和Relish1表达，影响肠道免疫及微生物群落平衡，优化饲料后幼虫存活率及经济性状。

　　

摘要

肽聚糖识别蛋白（PGRP）是一类在进化上保守的模式识别受体，在昆虫的Toll信号通路和IMD（免疫缺陷）信号通路中既充当受体也起到调节作用。尽管之前已经鉴定出家蚕的长PGRP（PGRP-L）基因，但其生理功能仍不明确。本研究探讨了家蚕PGRP-L基因的序列特征和表达模式，重点关注PGRP-L1在肠道免疫和肠道微生物群调节中的作用。我们鉴定并克隆了6个家蚕PGRP-L基因，其中PGRP-L1、L4、L5和L6编码的蛋白质可能作为主要在中肠表达的非酰胺水解免疫受体。PGRP-L1蛋白位于中肠上皮细胞膜上，靠近肠腔，能够直接与病原体及肽聚糖结合。遗传学和病原体刺激实验表明，PGRP-L1基因敲除会抑制IMD通路的激活，而其过表达则会增强该通路的活性，特别是调节中肠中的抗菌肽（AMPs）和Relish1的表达。在桑叶喂养条件下，PGRP-L1基因敲除和过表达均显著促进了幼虫的早期生长；然而，仅过表达PGRP-L1的幼虫存活率与野生型幼虫相当，并且经济性状有所改善。此外，在人工饲料喂养的幼虫中，PGRP-L1基因敲除会导致微生物多样性降低、肠球菌优势菌株增加以及发育停滞，而过表达则能增加微生物丰富度和幼虫存活率。这些结果表明PGRP-L1是家蚕肠道免疫和微生物群稳态的关键调节因子，可能通过IMD介导的抗菌肽生成和选择性微生物控制发挥作用。我们的发现为昆虫免疫机制提供了新的见解，并为优化具有重要经济价值的昆虫的肠道健康提供了潜在策略。

利益声明

作者声明在本研究中不存在利益冲突。