清華大學醫(yī)學院程功研究組在 PLoS Pathogens 報道昆蟲新型抗病毒系統(tǒng)
清華新聞網(wǎng)4月14日電 4月10日，清華大學醫(yī)學院程功研究組在國際著名病原學期刊《公共科學圖書館•病原體》(PLoS Pathogens) 上發(fā)表題為Complement-related proteins control Flavivirus infection of Aedes aegypti by inducing antimicrobial peptides(埃及伊蚊補體蛋白誘導抗菌肽抗黃病毒感染)的學術論文。該研究以埃及伊蚊及多種病毒為研究模型，在世界上首次發(fā)現(xiàn)并闡明了昆蟲補體系統(tǒng)抗病毒感染的工作機制。清華大學醫(yī)學院研究員程功為本文的通訊作者，博士后肖小平為文章的第一作者。
蚊子可以作為多類病毒的天然宿主及傳播媒介，但與此同時，病毒感染對蚊子的生理功能及壽命沒有顯著影響。因此人們推測在蚊子中應存在一個復雜而完善的抗病毒免疫體系，能有效限制病毒的感染及避免病毒對宿主生理功能的破壞。目前人們對昆蟲抗病毒機制了解甚少，根據(jù)生物體免疫系統(tǒng)“復雜性”和“多樣性”的特點，我們認為在昆蟲體內(nèi)應該存多種免疫系統(tǒng)用于抵御病毒的感染。在該部分中，程功課題組利用比較基因組學、反向遺傳學及生物化學實驗方法在埃及伊蚊中鑒定出一套基于補體因子的新型抗病毒免疫系統(tǒng)。該系統(tǒng)可識別并有效抑制登革熱病毒 (Dengue virus) 及黃熱病病毒 (Yellow Fever virus) 在埃及伊蚊體內(nèi)的感染增殖，首次在昆蟲中證明昆蟲補體免疫系統(tǒng)具有顯著的抗病毒功能。
在該項研究中，程功研究組首先在埃及伊蚊中鑒定出一種人類補體因子C3的同源蛋白——巨球蛋白相關補體因子 (AaMCR) 具有明顯的抗病毒功能；隨后，研究團隊對該補體系統(tǒng)進行了深入研究，鑒定出埃及伊蚊補體系統(tǒng)利用一種昆蟲特有的清道夫受體 (AaSR-C) 作為模式識別受體識別病毒并誘導抗病毒短肽 (AMPs) 的表達，具體抗病毒機制描述如下：(1) 在埃及伊蚊血淋巴細胞（昆蟲主要的免疫細胞） 表面的AaSR-C蛋白作為模式識別受體識別病毒顆粒；(2) AaSR-C結合補體因子AaMCR，從而形成一個“補體蛋白－病毒”復合體；(3)“補體蛋白－病毒”復合體激活下游信號通路產(chǎn)生大量的抗病毒短肽；(4) 抗病毒短肽殺滅病毒 （如圖所示）。
圖為抗病毒機制示意圖。
目前世界上有數(shù)百種烈性病毒由蚊子攜帶并傳播給人類或其他動物，嚴重危害人類健康，并給世界各國造成重大公共衛(wèi)生負擔。深入研究病毒在蚊蟲媒介中的感染機制及免疫保護機制將有助于我們發(fā)現(xiàn)新的策略抵御蚊媒病毒在自然界的感染擴散。該項研究極大促進了人們對媒介昆蟲抗病毒免疫系統(tǒng)的認知，幫助人們深入了解蚊媒病毒在媒介昆蟲體內(nèi)感染及增殖的分子機制，為未來抗蚊媒病毒疫苗及藥物的研發(fā)提供了潛在的干預靶點。
清華大學醫(yī)學院程功實驗室主要的研究方向是蚊媒傳染病的致病機制及疫苗研發(fā)。該研究獲得衛(wèi)生部“艾滋病和病毒性肝炎等重大傳染病防治國家科技重大專項”、國家自然科學基金及科技部973計劃的資助。
論文鏈接：http://www.plospathogens.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.ppat.1004027
供稿：醫(yī)學院 學生編輯：長 松
