农药对食虫蝙蝠的系统性影响:基于蛋白质组学的免疫毒性机制研究

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Integrative and Comparative Biology 2.2

编辑推荐:

  本研究通过蛋白质组学技术揭示了常用杀虫剂毒死蜱(CPF)对食虫蝙蝠大棕蝠(Eptesicus fuscus)的系统性影响,发现环境相关剂量暴露3-7天即可导致100余种血浆蛋白丰度改变,显著干扰免疫应答、DNA修复等关键通路。该研究首次阐明农药通过下调BST2(病毒限制因子)等蛋白可能增加蝙蝠病毒易感性,为"One Health"框架下评估农药生态风险提供了新范式。

  

在农业集约化发展的背景下,农药使用对野生动物的威胁日益凸显。作为生态系统中的重要调控者,食虫蝙蝠每年为农业害虫控制创造数十亿美元价值,但其在农田觅食的行为却使其暴露于农药威胁中。尽管农药对蝙蝠的急性毒性已有研究,亚致死效应特别是免疫功能的干扰机制仍是未解之谜。这一知识缺口令人担忧——蝙蝠作为埃博拉、尼帕病毒和SARS-CoV-2等60余种人兽共患病毒的天然宿主,其独特的免疫系统本可有效控制病毒复制,但农药暴露是否会影响这种精妙的平衡?多伦多大学领衔的国际团队在《Integrative and Comparative Biology》发表的研究,通过前沿蛋白质组学技术揭开了这一黑箱。

研究采用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS/MS)分析大棕蝠血浆蛋白质组动态,通过比较3天(CPF-3d)和7天(CPF-7d)毒死蜱暴露(10μg/g体重/天)前后的差异表达蛋白(DAPs),结合基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。实验动物来自麦克马斯特大学驯养种群,采用微创采血(<50μL)获取血浆样本。

蛋白质组动态揭示多系统毒性
研究发现毒死蜱暴露导致760余种血浆蛋白丰度改变,其中7天暴露组218个差异蛋白(138个经校正显著)显示时间依赖性累积效应。关键发现包括:1)能量代谢紊乱,线粒体蛋白CYTB(细胞色素b)上调8倍而ATP合成酶亚基(ATP5PD)下调;2)基因组不稳定性,端粒保护蛋白POT1和TERF2异常表达;3)神经毒性标记物(SHISA9等)显著变化,印证了既往关于CPF神经毒性的报道。

免疫通路特异性损伤
研究特别关注21个免疫相关DAPs(表3),发现:1)先天免疫关键蛋白BST2(病毒限制因子)下调2.1倍,可能削弱蝙蝠对埃博拉等包膜病毒的抑制能力;2)补体系统组分MASP1(甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1)减少25%,影响病原体清除效率;3)Toll样受体7(TLR7)异常激活可能导致慢性炎症。这些发现首次在分子层面证实CPF通过多重机制破坏蝙蝠免疫稳态。

病毒-宿主平衡的潜在威胁
研究强调两个关键发现可能改变病毒传播动态:1)剪接因子SF3A2下调影响MyD88(Toll样受体信号负调控因子)生成,可能导致免疫调节失衡;2)干扰素通路相关蛋白(ZNFX1等)异常,可能干扰蝙蝠特有的病毒耐受机制。这些变化在维持无症状感染的蝙蝠中,可能增加病毒脱落风险。

这项研究建立了农药暴露与蝙蝠免疫缺陷间的分子桥梁,为理解环境压力如何影响人兽共患病传播提供了新视角。采用的非靶向蛋白质组学策略克服了传统生物标志物方法的局限性,鉴定出FOXJ2等15个潜在暴露标志物(AUC>0.9)。发现提示当前农药风险评估可能低估了对蝙蝠免疫功能的亚致死影响,特别是在农业扩张与野生动物栖息地重叠区域。研究呼吁将高通量组学技术纳入生态毒理学评估体系,这对保护生物多样性、预防新发传染病具有双重意义。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号