埃及伊蚊天然细胞色素P450启动子变异体与登革热病毒易感性关联机制研究

本研究针对埃及伊蚊(Ae. aegypti)种群间登革热病毒(DENV)易感性差异的遗传基础，通过转录组分析和功能验证，首次发现细胞色素P450基因CYP4G15的18bp启动子缺失变异(CYP4G15Δ18)通过下调表达增加蚊媒易感性。该发现突破了传统免疫通路认知，为蚊媒抗病毒机制研究和阻断传播策略提供新靶点。

　　

登革热病毒(DENV)每年导致全球数亿人感染，其传播高度依赖主要媒介埃及伊蚊(Ae. aegypti)。然而，自然界中蚊虫种群对DENV的易感性存在显著差异，这种差异被认为由遗传因素主导，但具体遗传变异一直未被阐明。传统研究多聚焦于Toll、IMD等经典免疫通路，而代谢相关基因的抗病毒作用长期被忽视。

法国巴斯德研究所(Louis Lambrechts团队)的研究人员以非洲加蓬Bakoumba野生蚊株为模型，通过精细的时间序列实验发现：蚊虫中肠感染结局在吸血后48小时内即被决定。研究者创新性地采用"同种群感染与非感染个体转录组对比"策略，从94个候选基因中锁定细胞色素P450基因CYP4G15。功能实验证实：RNAi敲低使DENV-1感染率从44%升至77%，而泛素启动子驱动的转基因过表达则使感染率降低50%以上。进一步发现自然存在的18bp启动子缺失变异(CYP4G15^Δ18)通过降低基因表达显著增加蚊虫易感性，该变异在西非和中非种群中频率达2.5-15.4%。

关键技术包括：(1)时间分辨的个体化中肠转录组分析；(2)RNAi介导的基因沉默和转基因过表达；(3)启动子报告系统构建；(4)自然变异群体遗传学分析；(5)使用加蓬野外种群建立同源株系。

【结果部分】

1. 早期转录组分析揭示中肠感染决定窗口

   通过监测DENV-1在蚊虫体内的动态，发现病毒RNA在吸血后48小时出现"蚀斑期"，此时感染与非感染个体中肠转录组差异最显著。

2. CYP4G15的功能验证

   

   转基因过表达实验显示，CYP4G15对DENV-1和DENV-3均具广谱抗性，且不影响已感染蚊虫的病毒载量，说明其作用限于感染建立阶段。

3. 自然变异的分子机制

   18bp启动子缺失使报告基因表达降低2.5倍，该区域含多个转录因子结合位点。群体数据显示变异频率与DENV流行程度无直接关联，提示其进化可能受其他选择压力驱动。

【结论与意义】

该研究首次将细胞色素P450家族成员确认为蚊媒抗病毒关键因子，挑战了"抗病毒防御仅由免疫基因调控"的传统认知。CYP4G15可能通过：(1)调控角质层碳氢化合物合成影响病毒附着；(2)改变脂代谢干扰病毒包膜形成；(3)产生活性氧激活非经典防御通路。发现为理解蚊媒-病毒互作提供了新范式，其启动子变异可作为种群易感性标记物，而CYP4G15表达调控或成为阻断传播的新靶标。论文发表于《Nature Communications》，为虫媒病毒防控策略开发开辟了新方向。