清華新聞網(wǎng)5月3日電 蚊媒病毒性傳染病是一類由蚊蟲傳播的烈性傳染病。近年來以登革病毒、寨卡病毒、基孔肯亞病毒、西尼羅病毒為代表的新發(fā)及再發(fā)蚊媒病毒在全世界流行，每年導致數(shù)十億人感染、數(shù)十萬人死亡。蚊媒病毒由蚊蟲攜帶并傳播給人類及其他哺乳動物，引起病毒性腦炎、腦膜炎及出血熱等嚴重疾病，并通過蚊蟲的吸血行為在哺乳動物和蚊蟲之間有效循環(huán)。在吸血過程中，蚊蟲釋放唾液蛋白和感染性病毒顆粒，而唾液蛋白則通過調(diào)節(jié)皮膚叮咬部位的免疫微環(huán)境，增強蚊媒病毒在宿主皮膚組織的早期感染。研究表明蚊蟲叮咬可引發(fā)顯著的中性粒細胞浸潤，后者則進一步誘導病毒易感的髓系細胞浸潤到叮咬部位，最終促進病毒在叮咬部位的感染和全身播散。蚊蟲唾液蛋白種類繁多，目前尚不清楚介導皮膚髓系細胞招募的唾液蛋白種類及其作用機制。
圖1 The EMBO Journal封面論文
圖2 英國利茲大學McKimmie教授的亮點評述
5月2日，清華大學基礎(chǔ)醫(yī)學院程功教授團隊在《歐洲分子生物學會雜志》(The EMBO Journal)上發(fā)表了一篇題為”一種蚊蟲唾液蛋白通過招募髓系細胞而輔助黃病毒傳播”(A mosquito salivary protein-driven influx of myeloid cells facilitates flavivirus transmission)的研究論文。該研究揭示了埃及伊蚊的一種唾液蛋白通過迅速、高效地招募中性粒細胞以及蚊媒病毒易感的髓系免疫細胞，促進蚊媒病毒在皮膚被叮咬部位的感染和全身播散。該論文被選為當期雜志的封面論文（圖1），同時，雜志也邀請了該領(lǐng)域的著名學者、英國利茲大學的Mc Kimmie教授為這項研究撰寫了亮點評述（圖2）。
圖3 純化的埃及伊蚊唾液蛋白
研究者首先利用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了埃及伊蚊唾液蛋白的種類和豐度，并在果蠅S2細胞中對唾液蛋白進行重組表達和純化，最終獲得了29種純化的唾液蛋白（圖3）。
圖4 埃及伊蚊唾液蛋白誘導皮膚組織中性粒細胞浸潤的流式篩選
研究者進一步對這29種唾液蛋白在小鼠皮膚組織中招募中性粒細胞的能力進行逐一研究，成功鑒定出3種能夠高效招募中性粒細胞的唾液蛋白（分別由AAEL006424、AAEL003182和AAEL007394基因編碼），其中AAEL007394基因編碼的唾液蛋白招募中性粒細胞的能力最強，被命名為埃及伊蚊中性粒細胞招募蛋白（Aedes aegyptiNeutrophil Recruitment Protein,AaNRP）（圖4）。進一步的研究發(fā)現(xiàn)AaNRP能夠迅速、高效地招募皮膚中性粒細胞和蚊媒病毒易感的髓系細胞，并且AaNRP誘導的中性粒細胞浸潤是后續(xù)髓系細胞招募的先決條件。
圖5 AaNRP招募髓系細胞及促進蚊媒病毒感染的機制
接下來，研究者探究了AaNRP招募中性粒細胞的機制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)AaNRP并不能直接招募中性粒細胞，而是通過激活皮膚組織駐留的巨噬細胞并誘導其產(chǎn)生CXCL1/2/3等趨化因子，這些趨化因子最終誘導血液中的中性粒細胞浸潤到叮咬部位（圖5）。生化實驗表明AaNRP可與巨噬細胞表面的TLR1/4結(jié)合并激活下游的MyD88-NF-κB信號通路，誘導NF-κB發(fā)生核轉(zhuǎn)位，最終驅(qū)動CXCL1/2/3的表達（圖5）。
研究者進一步對AaNRP在蚊媒病毒感染哺乳動物過程中的作用進行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果顯示AaNRP能夠通過誘導病毒易感的髓系細胞在皮膚感染部位的募集而促進寨卡病毒和登革病毒在小鼠皮膚局部和全身的感染（圖5）。
圖6 膳食補充白藜蘆醇抑制蚊媒病毒的傳播
最后，基于AaNRP促進蚊媒病毒傳播的分子機制，研究者提出了一種極具應(yīng)用前景的蚊媒病毒傳播阻斷策略。白藜蘆醇是一種多酚類植物化學物，也是一種常用的膳食補充劑。體內(nèi)和體外研究均表明白藜蘆醇能抑制多種因素對TLR4/MyD88/NF-κB信號通路的激活。結(jié)果顯示，病毒感染前的兩周和感染后的一周對小鼠每天補充白藜蘆醇能夠有效抑制AaNRP對皮膚組織MyD88/NF-κB通路的激活，抑制AaNRP誘導的CXCL1/2/3的釋放以及后續(xù)的中性粒細胞和病毒易感細胞的招募，最終阻抑蚊媒病毒在蚊蟲叮咬部位的感染和向全身的播散過程（圖5和圖6）。
本研究揭示了蚊蟲唾液中介導髓系細胞招募的關(guān)鍵唾液蛋白AaNRP及其作用機制，同時證明了AaNRP是輔助蚊媒病毒傳播的重要唾液蛋白，為阻斷蚊媒病毒的傳播提供了新的干預(yù)策略和靶點。
本文的通訊作者是清華大學基礎(chǔ)醫(yī)學院程功教授，第一作者是清華大學基礎(chǔ)醫(yī)學院博士后王朝陽。山東第一醫(yī)科大學基礎(chǔ)醫(yī)學院聶凱曉博士、清華大學基礎(chǔ)醫(yī)學院2022級博士生梁言等為本文的合作者。美國康涅狄格大學醫(yī)學院王朋華教授為本研究提供了寶貴的意見和建議。本研究受到科技部國家重點研發(fā)計劃“病原學與防疫技術(shù)體系研究”、國家自然科學基金委“病原體與宿主基礎(chǔ)科學中心”、國家杰出青年科學基金項目、深圳灣實驗室科研項目基金、清華大學春風基金、中國科協(xié)青年人才托舉工程、云南省專家工作站、云南省科技廳創(chuàng)新團隊項目、西南聯(lián)合研究生院科技項目、萬科基金、新基石科學基金、騰訊基金科學探索獎等項目聯(lián)合資助。
論文全文鏈接：https://doi.org/10.1038/s44318-024-00056-x
評述論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s44318-024-00073-w
供稿：基礎(chǔ)醫(yī)學院
題圖設(shè)計：韓羽臻
編輯：邱收
審核：周襄楠
