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來自中科院上海植物生理生態研究所的研究人員發表了題為“Insect pathogenic fungus interacts with the gut microbiota to accelerate mosquito mortality”的研究論文。該研究揭示了病原真菌利用腸道微生物加速殺蚊的新機制。
這一研究成果公佈在PNAS雜誌上，文章的通訊作者是上海植物生理生態研究所王四寶研究員，第一作者為碩博連讀生魏舸、助理研究員賴屹玲和碩博連讀生王官棟。
蚊蟲傳播多種疾病，嚴重威脅人類的生命健康。蚊蟲控制是阻斷蚊媒傳染病的重要措施。病原真菌通過昆蟲體壁侵染，在蚊蟲生物防治和阻斷疾病傳播上具有巨大優勢，被認為是下一代最有潛力的生物殺蚊劑之一。病原真菌在與宿主昆蟲進攻與防禦的軍備競賽中進化出多種致病因子和毒素，成為真菌戰勝昆蟲的有力“武器”。
近年來研究表明，腸道微生物在調節宿主免疫穩態和影響瘧原蟲等腸道病原物的侵染中發揮重要作用，對宿主的健康和病原感染產生重要的影響。
在這篇文章中，研究人員發現腸道微生物在病原真菌殺蚊過程中起着重要的促進作用，成為真菌殺蚊的“幫兇”。當真菌通過蚊蟲體壁侵染後，腸道細菌數量顯著增多，造成按蚊腸道菌羣失衡，條件致病菌（宿主免疫缺陷時才致病的細菌）大量增殖，將其回接至無菌按蚊腸道顯著加速真菌殺蚊。
研究人員通過腸道菌羣深度測序證實，真菌體壁侵染後，腸道菌羣多樣性指數顯著降低，一些有益腸道菌的丰度顯著下降或消失，條件致病菌丰度顯著增加，優勢菌羣發生易位。隨後，過度增殖的條件致病菌（如沙雷氏菌）突破腸道屏障，轉移到蚊蟲血腔，造成系統性感染，從而加速蚊蟲死亡。之後，進一步研究揭示真菌侵染後顯著抑制腸道雙氧化酶和抗菌肽的表達，造成腸道免疫失調，進而導致腸道菌羣紊亂。
這項研究揭示了體壁入侵的病原真菌通過招募腸道細菌促進殺蟲的新機制，為理解腸道微生物的作用和病原真菌致病機理提供新視角，為發展新型蚊蟲生防制劑提供新的思路。