基于基因表达数据解析两种细菌共生体与腐食酪螨的三方互作机制及其营养竞争与免疫调控

这篇研究通过宏转录组分析揭示了螨类新型拟杆菌门共生体(SOL)与胞内寄生菌Cardinium(cTPut)的互作机制。研究发现cTPut通过调控宿主免疫通路(如NF-κB、TNF等)间接影响SOL的丰度，二者在营养转运蛋白(ABC transporters)表达上存在显著竞争。该工作为理解微生物组三方互作提供了新视角，对控制仓储螨类过敏原产生具有潜在应用价值。

　　

新型螨类共生体的发现与鉴定
研究团队在仓储害螨腐食酪螨(Tyrophagus putrescentiae)和粗脚粉螨(Acarus siro)中发现了一种新型拟杆菌门(Bacteroidota)共生体，命名为Candidatus Krakonobacterium acarorum（简称SOL）。通过基因组测序显示，该菌株基因组大小约1.2-1.6 Mb，具有典型的共生体基因组缩减特征，但保留了合成硫辛酸、泛酸和通过futalosine途径合成甲萘醌的关键代谢通路。单螨PCR检测显示SOL在感染群体中的阳性率为36%-80%，qPCR定量显示每螨携带10²
-10⁴
拷贝，主要定位于肠道且未在卵中检出，表明其通过水平传播。

基因组特征与系统发育分析
SOL基因组包含26个完整的KEGG通路模块，编码Sec-SRP分泌系统及多种转运蛋白（如MsbA、FtsX等）。系统发育分析表明SOL与自由生活的Solitalea属细菌形成姐妹群，但与蚂蚁等节肢动物的鞘脂杆菌目(Sphingobacteriales)共生体明显不同。比较基因组显示SOL与介壳虫共生体Ca. Uzinura diaspidicola等相比具有更多独特基因（65%基因为SOL特有），其GC含量（31.6%-32.7%）介于自由生活菌株与其他共生体之间。

Cardinium对SOL的竞争性调控
在同时感染Cardinium(cTPut)和SOL的螨群中，宏转录组分析揭示了二者显著的基因表达相关性（31%方差解释度）。特别值得注意的是，SOL的ABC膜转运蛋白基因（如ftsX、Locus_12380）与cTPut遗传信息处理相关基因表达呈正相关，提示二者存在营养竞争。cTPut的存在使SOL相对丰度降低8%，且显著改变了SOL与宿主免疫通路的互作模式。

三方互作中的宿主免疫调控
通过距离冗余分析(dbRDA)发现，cTPut显著改变了SOL与螨类宿主的互作网络：

1. 在cTPut阳性样本中，SOL与过氧化物酶体、自噬、鞘脂代谢等通路的关联更强
2. 在cTPut阴性样本中，SOL与蛋白酶体、NF-κB、TNF等信号通路的关联更显著
   网络分析鉴定出29个螨类免疫相关基因（如组织蛋白酶B/D、胰岛素受体底物1等）与28个SOL基因（如外膜蛋白OmpA、 citrate合酶等）存在特异性互作。这表明cTPut通过重塑宿主免疫状态（如激活PI3K-Akt通路）间接调控SOL的生存策略。

方法学创新与潜在应用
研究采用单螨PCR与群体qPCR相结合的策略，结合Illumina和PacBio双平台测序完成基因组组装。在分析层面创新性地运用：

• 基于Aitchison距离的dbRDA模型量化互作强度
• Cytoscape构建基因共表达网络
• 差异通路分析识别关键调控节点
  该发现为理解微生物组生态位竞争提供了新范式，同时由于腐食酪螨是重要的过敏原传播媒介，调控其共生菌群可能成为控制过敏原产生的新靶点。

注：所有数据均来自原文描述的5L/5S（cTPut阳性）与5Pi/5Tk（cTPut阴性）对比实验，统计检验包括Mann-Whitney U检验（P<0.001）和ANOSIM分析（R=0.140，P<0.008）等。