选择性TLR配体刺激通过TLR2介导的免疫细胞招募增强蚊媒黄病毒致病性

【字体: 时间:2025年09月01日 来源:Cell Reports 6.9

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  蚊虫叮咬如何加剧病毒感染?日本大阪大学团队发现蚊唾液腺提取物(SGEs)通过激活Toll样受体2(TLR2)信号通路,招募中性粒细胞和单核细胞至感染部位,显著增强日本脑炎病毒(JEV)、登革热病毒(DENV)等黄病毒的致病性。该研究揭示TLR2是潜在治疗靶点,为蚊媒病毒防控提供新思路。

  

蚊虫叮咬不仅是令人烦恼的皮肤刺激,更是多种致命病毒传播的主要途径。日本脑炎、登革热、寨卡等蚊媒黄病毒感染每年导致全球数百万人患病,其中日本脑炎死亡率高达30%。虽然已知蚊唾液能增强病毒感染,但其分子机制长期不明。更关键的是,不同蚊种唾液成分是否存在共性效应、哪些宿主因子参与这一过程,都是亟待解决的科学问题。

为回答这些问题,大阪大学Yoshiharu Matsuura和Toru Okamoto团队在《Cell Reports》发表重要研究。研究人员首先观察到天然媒介库蚊(Culex pipiens pallens)的唾液腺提取物(SGEs)能显著增强JEV对小鼠的致死率,随后发现这一现象在伊蚊(Aedes albopictus)等其他蚊种中同样存在。通过RNA测序和TLR报告系统,团队鉴定出TLR2是介导这一过程的关键受体。进一步实验证明,TLR2激活后招募Ly6Chi炎性单核细胞到感染部位,促进病毒扩散至外周组织和中枢神经系统。该研究不仅阐明蚊媒病毒传播的新机制,更为开发阻断TLR2通路的干预策略奠定基础。

关键技术方法包括:建立TLR报告细胞系统检测SGEs活性;采用质谱流式(CyTOF)分析感染部位免疫细胞亚群;通过PrimeFlow RNA技术鉴定病毒靶细胞;使用基因敲除小鼠验证TLR2/9-MyD88通路功能;抗生素处理蚊虫排除微生物组分干扰。实验使用C57BL/6野生型及TLR2-/-、TLR9-/-、MyD88-/-等基因修饰小鼠,病毒株涵盖JEV多个基因型(AT31、Nakayama等)和DENV、ZIKV。

TLR2和TLR9通路增强JEV和DENV致病性

研究发现不同浓度SGEs与JEV共接种可显著提高小鼠死亡率,且该效应在伊蚊和野外采集的库蚊中同样存在。RNA-seq显示SGEs激活先天免疫相关通路,特别是TLR2和TLR9表达上调。使用特异性配体证实,TLR2激动剂Pam3CSK4和TLR9激动剂ODN1668能模拟SGEs的增强效应,而TLR3激动剂poly(I:C)则表现出保护作用。基因敲除实验证明该过程依赖MyD88适配蛋白。

SGEs和TLR2配体增强感染部位中性粒细胞和巨噬细胞/单核细胞浸润

质谱流式分析揭示,SGEs或Pam3CSK4处理显著增加感染部位Ly6G+中性粒细胞和Ly6Chi单核细胞浸润。PrimeFlow检测发现病毒主要感染CD11b+Ly6G-髓系细胞,特别是Ly6Chi炎性单核细胞亚群。中性粒细胞虽被大量招募,但并不直接携带病毒。

SGEs和TLR2配体促进外周组织病毒感染

qPCR检测显示,TLR2激活导致病毒RNA在外周淋巴结、脾脏等组织更早出现,且脑部病毒载量显著升高。时空实验证实该效应具有局部特异性——仅当病毒与配体接种同一足垫时才出现增强。组织病理学显示Pam3CSK4处理加重JEV引起的脑膜炎和血管周围浸润。

SGEs和TLR2配体诱导中性粒细胞产生趋化因子

中性粒细胞耗竭实验表明,这些细胞是增强效应的关键介质。机制上,SGEs刺激的中性粒细胞分泌CCL2、CCL3等趋化因子,进而招募病毒易感的单核细胞。体外迁移实验证实,经Pam3CSK4处理的 neutrophil 上清可促进单核细胞趋化。

蚊唾液含有TLR2配体是预防病毒致病性的潜在靶点

TLR报告系统证实SGEs能特异性激活TLR2/4信号。使用抑制剂CU-CPT22阻断TLR2可有效抑制SGEs的增强效应。通过抗生素处理消除蚊体内共生菌后,SGEs仍保持活性,排除了微生物组分污染的干扰。

这项研究首次阐明蚊唾液通过TLR2-MyD88通路增强黄病毒致病性的分子机制:唾液成分激活TLR2→招募中性粒细胞→分泌趋化因子→募集Ly6Chi炎性单核细胞→促进病毒传播。该发现具有重要转化价值:一方面解释为何蚊叮咬比针头接种更易导致重症,另一方面提示TLR2抑制剂或可作为广谱抗蚊媒病毒药物。研究还突破性地证明不同蚊种(库蚊、伊蚊)唾液具有保守的免疫调节功能,为开发"通用型"抗唾液疫苗提供理论依据。未来需进一步鉴定唾液中的活性成分,并探索其在灵长类中的适用性。

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