2024年9月20日👨🏿🔬，中國科學院動物研究所的鄒振研究員團隊、鄭愛華研究員和海南醫學院的夏乾峰教授在Nature Communications上發表了題為“Gut symbiont-derived sphingosine modulates vector competence in Aedes mosquitoes”的研究論文。 該研究揭示了白紋伊蚊（Aedes albopictus）和埃及伊蚊（Aedes aegypti）的腸道共生細菌Enterobacter hormaechei B17分泌的鞘氨醇可阻止寨卡病毒與宿主細胞膜的融合➜，顯著降低病毒的傳播能力。通過對伊蚊進行抗生素處理、腸道移植等實驗，研究表明來自腸道共生菌的鞘氨醇有效地抑製了ZIKV的感染🏙。此外，野外數據表明Eh_B17在白紋伊蚊中的定殖率更高❣️，進一步增強了其抗病毒能力🏌🏻♀️。該發現為開發新型抗病毒策略提供了潛在的應用前景🐵。
研究背景： 白紋伊蚊（Aedes albopictus）和埃及伊蚊（Aedes aegypti）是多種重大病毒，如寨卡病毒（ZIKV）🤙🏿、登革熱病毒（DENV）和基孔肯雅病毒（CHIKV）的主要傳播媒介。然而✊🏻，盡管埃及伊蚊是更為有效的傳播媒介，研究發現白紋伊蚊在經過特定處理後也展現出較高的傳播能力🧞♂️。為了探究這種傳播能力差異的原因💁🏼♀️，該研究著重於白紋伊蚊腸道共生菌的作用🤷🏿♀️，特別是細菌代謝產物鞘氨醇對病毒感染的調控作用。
一、腸道微生物調控蚊蟲的病毒傳播能力：通過對埃及伊蚊和白紋伊蚊進行寨卡病毒（ZIKV）感染實驗，發現埃及伊蚊的病毒RNA水平和唾液病毒滴度明顯高於白紋伊蚊。然而，當通過胸腔註射繞過中腸屏障時，兩種蚊蟲的病毒RNA水平無顯著差異🕰🌳，表明腸道微生物在病毒傳播能力差異中起著關鍵作用🥢。抗生素處理實驗進一步驗證了這一點，抑製腸道微生物後，埃及伊蚊和白紋伊蚊的病毒感染率均顯著上升，說明腸道共生菌對限製病毒侵入中腸屏障有重要作用（圖1a, 1b, 1c, 1d）。
二、共生菌Enterobacter hormaechei B17的抗病毒作用：研究團隊從野外采集的白紋伊蚊中分離出共生菌Enterobacter hormaechei B17（Eh_B17），並通過腸道移植實驗發現☪️，該菌株能夠有效抑製埃及伊蚊體內的寨卡病毒。移植Eh_B17後🧗🏿，埃及伊蚊唾液中的病毒滴度顯著下降，顯示了Eh_B17在抑製病毒傳播中的關鍵作用（圖2b）🙈。
三、鞘氨醇作為關鍵的抗病毒代謝產物：通過質譜分析和HPLC技術👧🏼，研究表明Eh_B17分泌的鞘氨醇（sphingosine）是抑製病毒感染的關鍵代謝物。鞘氨醇通過阻止病毒與宿主細胞膜的融合，顯著降低病毒感染水平，體外實驗顯示其半抑製濃度（IC50）為5.9 μM🌙，表明其具有強大的抗病毒活性（圖5）。
四、野外研究揭示共生菌的分布與蚊蟲病毒傳播能力的關系：通過對來自中國和泰國的野外采集蚊蟲種群的研究，發現Eh_B17在白紋伊蚊中的定殖率顯著高於埃及伊蚊🔚。進一步分析顯示，Eh_B17的豐度與病毒傳播能力呈負相關，表明Eh_B17的定殖可能是白紋伊蚊傳播寨卡病毒能力較弱的原因之一（圖6b, 6c）。
創新點和意義：該研究首次發現腸道共生細菌分泌的鞘氨醇能夠抑製寨卡病毒和登革熱病毒的感染，阻止病毒與宿主細胞膜的融合。這一發現為蚊媒病毒傳播的控製提供了新的策略，未來可通過利用共生細菌或其代謝產物開發有效的抗病毒措施，減少蚊媒病毒的傳播🏄♂️。
展望💳： 盡管該研究揭示了鞘氨醇對病毒感染的抑製作用🧑🦳，但蚊媒的基因背景、免疫反應及其他共生細菌的影響（如沃爾巴克氏體）也可能影響病毒的傳播能力。未來的研究應進一步探討多因素之間的相互作用🧔🏻🧑🏻，尤其是在野外環境中驗證鞘氨醇的廣泛應用性和實際效果☹️。
研究技術總覽： 該研究使用了抗生素處理、腸道細菌移植、病毒感染實驗、定量PCR檢測、熒光標記技術🛅👬🏻、質譜分析以及高效液相色譜法（HPLC）等多種實驗技術。
該研究論文第一作者是中國科學院動物研究所孫曉梅博士、王燕紅副研究員和動物所袁菲；通訊作者是中科院動物所鄒振研究員、中科院動物所鄭愛華研究員和海南醫學院的夏乾峰教授。研究獲得了國自然科學基金的資助。完整作者信息😳：Xiaomei Sun 1,2,8, Yanhong Wang1,2,8, Fei Yuan1,8, Yanan Zhang1,2, Xun Kang3, Jian Sun 4, Pengcheng Wang4, Tengfei Lu1,2, Fanny Sae Wang 5, Jinbao Gu6, Jinglin Wang7, Qianfeng Xia 3 , Aihua Zheng 1,2 & Zhen Zou 1,2；完整單位信息：1State Key Laboratory of Integrated Management of Pest Insects and Rodents, Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China. 2CAS Center for Excellence in Biotic Interactions, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China. 3NHC Key Laboratory of Tropical Disease Control, School of Tropical Medicine, Hainan Medical University, Haikou, Hainan, China. 4Key Laboratory of Zoological Systematics and Evolution, Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China. 5Faculty of Tropical Medicine, Mahidol University, Bangkok, Thailand. 6Guangdong Provincial Key Laboratory of Tropical Disease Research, Department of Pathogen Biology, School of Public Health, Southern Medical University, Guangzhou, China. 7Yunnan Tropical and Subtropical Animal Viral Disease Laboratory, Yunnan Animal Science and Veterinary Institute, Kunming, China.
原文鏈接🤼： https://doi.org/10.1038/s41467-024-52566-1
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科學評論員：葉方源-中國計量大學生科院教師👨🏻🦯➡️；黃璐燁-中國計量大學生科院在讀本科生
